張卓鵬
摘要以2021年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)為例,進(jìn)行高考熱點(diǎn)專題復(fù)習(xí)。通過相關(guān)生物學(xué)試題分析,以期幫助學(xué)生對(duì)溫覺、痛覺的產(chǎn)生以及相關(guān)受體的作用機(jī)理有個(gè)基本的理解,同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生物科技進(jìn)展和社會(huì)熱點(diǎn)問題,實(shí)現(xiàn)從“解題”向“解決問題”的轉(zhuǎn)變。
關(guān)鍵詞 熱點(diǎn)專題 溫度和觸覺受體 諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)
中圖分類號(hào)G633. 91文獻(xiàn)標(biāo)志碼B
在高考生物復(fù)習(xí)中,方向比努力更為重要。高考命題每年都在與時(shí)俱進(jìn),堅(jiān)持立德樹人,充分發(fā)揮生物學(xué)學(xué)科的育人功能。試題情境設(shè)置貼近生活及生產(chǎn)實(shí)踐,關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn)問題,注重體育、美育、勞動(dòng)精神的考查和引導(dǎo)。學(xué)科社會(huì)熱點(diǎn)常常成為命題重要的取材背景,以考查學(xué)生在新情境中獨(dú)立獲取、處理信息的能力,解釋生命現(xiàn)象,解決生物學(xué)問題的能力?,F(xiàn)以2021年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)“溫度與觸覺受體”為例。
2021年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予美國(guó)舊金山加州大學(xué)教授大衛(wèi)·朱利葉斯和Scripps研究所的阿登·帕塔普蒂安,獎(jiǎng)勵(lì)他們對(duì)感知溫度與觸覺受體的發(fā)現(xiàn)所做的杰出貢獻(xiàn)。
1溫度和觸覺受體的發(fā)現(xiàn)
人體對(duì)熱、冷和觸覺的感知能力對(duì)人們的生存至關(guān)重要,并且支撐著人體與周圍世界的互動(dòng)。在日常生活中,很多人認(rèn)為這些感覺是理所當(dāng)然的,但是神經(jīng)沖動(dòng)是如何啟動(dòng)的,人體又是如何可以感知溫度和壓力?2021年的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者已經(jīng)解決了這個(gè)問題。大衛(wèi)·朱利葉斯利用辣椒素(一種來自辣椒的刺激性化合物,可誘導(dǎo)灼燒感),來識(shí)別皮膚神經(jīng)末梢中對(duì)熱的傳感器。阿登·帕塔普蒂安使用壓敏細(xì)胞發(fā)現(xiàn)一類新型傳感器,它們對(duì)皮膚和內(nèi)臟器官的機(jī)械刺激作出反應(yīng)。他們通過研究確定了人體的感官和環(huán)境之間復(fù)雜交互作用中缺失的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。這些突破和發(fā)現(xiàn)可以幫助人們更加了解神經(jīng)系統(tǒng)是如何感知熱、冷和機(jī)械刺激。
20世紀(jì)90年代后期,人們已知辣椒素可以激活引起疼痛感的神經(jīng)細(xì)胞。但這種化學(xué)物質(zhì)如何真正發(fā)揮功能在當(dāng)時(shí)仍是一個(gè)未解之謎。大衛(wèi)·朱利葉斯和他的同事創(chuàng)建了一個(gè)包含數(shù)百萬個(gè)DNA片段的DNA庫,這些片段與感覺神經(jīng)元中表達(dá)的基因?qū)?yīng),而這些基因表達(dá)產(chǎn)物可以對(duì)疼痛、溫度和觸摸做出反應(yīng)。他們假設(shè)與生成對(duì)辣椒素產(chǎn)生反應(yīng)的蛋白質(zhì)所對(duì)應(yīng)的DNA片段就包含在此DNA庫中。經(jīng)過艱苦的搜索,確定了一個(gè)能夠使細(xì)胞對(duì)辣椒素產(chǎn)生敏感的基因。由此,辣椒素的感應(yīng)基因被成功地發(fā)現(xiàn)了!進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)表明,所鑒定出的這種基因編碼了一種新的離子通道蛋白,即辣椒素受體,后來被命名為TRPV1。
當(dāng)時(shí),雖然溫度感覺的機(jī)制正在展開,但機(jī)械刺激如何轉(zhuǎn)化為人體的觸覺和壓力感仍不清楚。阿登·帕塔普蒂安和他的合作者首先確定了一種細(xì)胞系,當(dāng)用微量移液管戳單個(gè)細(xì)胞時(shí),該細(xì)胞系會(huì)發(fā)出可測(cè)量的電信號(hào)。他假設(shè)被機(jī)械力激活的受體是離子通道,并且在下一步中鑒定了編碼可能受體的72個(gè)候選基因。72個(gè)基因被一一滅活,以發(fā)現(xiàn)負(fù)責(zé)研究細(xì)胞機(jī)械敏感性的基因。經(jīng)過艱苦的搜索,他們成功地確定了一個(gè)基因,該基因沉默后,細(xì)胞對(duì)微量移液器的戳刺不再敏感。由此,一種全新的、完全未知的機(jī)械敏感離子通道被發(fā)現(xiàn),并以希臘語中表示壓力的詞(í;píesi)命名為Piezo1?;谂cPiezo1的相似性,繼而發(fā)現(xiàn)了第二個(gè)離子通道Piezo2。
兩位獲獎(jiǎng)?wù)叩难芯克悸房傮w上是一致的,都是通過基因來尋找相應(yīng)的蛋白質(zhì),通過基因的缺失或滅活導(dǎo)致相應(yīng)功能的缺失,來找到具體的生命活動(dòng)的承擔(dān)者蛋白質(zhì)——溫度和觸覺受體。他們的科學(xué)研究方法也是一致的,都是應(yīng)用了假說-演繹法,從觀察現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)問題入手,科學(xué)合理地提出假說,運(yùn)用假說進(jìn)行演繹推理,再經(jīng)過艱辛的實(shí)驗(yàn)探索,最終找到相對(duì)應(yīng)的基因和蛋白質(zhì)。
2相關(guān)試題研究
【例1】(多選)2021年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者阿登·帕塔普蒂安正是從人類最習(xí)以為常的感覺入手,發(fā)現(xiàn)了觸覺受體Piezo。它由3個(gè)相同的Piezo蛋白組成“螺旋槳狀”三聚體,能直接響應(yīng)細(xì)胞膜上的機(jī)械力刺激并介導(dǎo)陽離子進(jìn)人細(xì)胞。圖1為Piezo的結(jié)構(gòu)模式圖及可能的使用機(jī)理基本示意圖,下列相關(guān)敘述正確的是()
A. Piezo蛋白是一種跨膜蛋白,一定含有元素C、H、O、N
B. Piezo蛋白在核糖體上合成,不需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的加工
C.機(jī)械力刺激導(dǎo)致Piezo蛋白構(gòu)像改變、中央孔打開,離子內(nèi)流
D.開發(fā)抑制Piezo功能的藥物有望用來治療機(jī)械超敏痛(觸摸痛)
參考答案:ACD。
解析:本題創(chuàng)設(shè)2021年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)新情境背景,側(cè)重于考查知識(shí)與觀念和科學(xué)思維。Piezo蛋白是一種跨膜蛋白,其形成過程中需要內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體的加工,通過囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)與細(xì)胞膜融合,成為細(xì)胞膜上的離子通道蛋白。機(jī)械力刺激導(dǎo)致Piezo蛋白構(gòu)像改變、中央孔打開,離子內(nèi)流,導(dǎo)致細(xì)胞膜電位變化,產(chǎn)生興奮。開發(fā)抑制Piezo功能的藥物,便可抑制Na+離子內(nèi)流,對(duì)治療機(jī)械超敏痛(觸摸痛)有一定的療效。
【例2】TRPs通道是主要位于神經(jīng)細(xì)胞膜上的離子通道。細(xì)胞內(nèi)的脂質(zhì)PIP2可以活化感覺神經(jīng)元上的TRPs通道,使其開放后引起Ca2+內(nèi)流(圖2),參與疼痛的信號(hào)傳遞。TRPs通道介導(dǎo)疼痛產(chǎn)生的機(jī)制有兩種假說。假說一:TRPs通道開放后,內(nèi)流的Ca2+引起細(xì)胞膜電位變化,并以電信號(hào)形式在細(xì)胞間直接傳遞,直至神經(jīng)中樞產(chǎn)生痛覺。假說二:TRPs通道開放后,內(nèi)流的Ca2+引起神經(jīng)遞質(zhì)釋放,產(chǎn)生興奮并傳遞,直至神經(jīng)中樞產(chǎn)生痛覺。研究PIP2對(duì)TRPs通道活性調(diào)節(jié)機(jī)制,可為臨床上緩解病人疼痛提供新思路。下列對(duì)材料的分析敘述不合理的是()
A. TRPs通道蛋白介導(dǎo)的疼痛產(chǎn)生過程不屬于反射
B.兩種假說都認(rèn)為興奮在神經(jīng)元之間的傳遞需要神經(jīng)遞質(zhì)的作用
C.兩種假說都認(rèn)為TRPs通道開放會(huì)引起下一個(gè)細(xì)胞的膜電位變化
D.可通過調(diào)節(jié)PIP2降低TRPs通道的活性,起到緩解疼痛感受的作用
參考答案:B。
解析:本題介紹TRPs通道介導(dǎo)疼痛產(chǎn)生機(jī)制的兩種假說,考查學(xué)生尊重事實(shí)和證據(jù),崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實(shí)的求知態(tài)度。反射需要完整的反射弧參與,TRPs通道蛋白介導(dǎo)的疼痛產(chǎn)生過程并沒有涉及完整的反射弧,缺少傳出神經(jīng)和效應(yīng)器,因此疼痛產(chǎn)生過程不屬于反射。假說一中TRPs通道開放后,內(nèi)流的Ca2+引起細(xì)胞膜電位變化,并以電信號(hào)形式在細(xì)胞間直接傳遞,并未發(fā)生電信號(hào)→化學(xué)信號(hào)→電信號(hào)的轉(zhuǎn)換,故B選項(xiàng)錯(cuò)誤。細(xì)胞內(nèi)的脂質(zhì)PIP2可以活化感覺神經(jīng)元上的TRPs通道,使其開放后引起Ca2+內(nèi)流,內(nèi)流的Ca2+引起神經(jīng)遞質(zhì)釋放,產(chǎn)生興奮并傳遞至大腦皮層神經(jīng)中樞產(chǎn)生痛覺,因此降低細(xì)胞內(nèi)的脂質(zhì)PIP2含量可起到緩解疼痛感受的作用。
【例3】γ-氨基丁酸和某種局部麻醉藥在神經(jīng)興奮傳遞過程中的作用機(jī)理如圖3所示。此種局麻藥單獨(dú)使用時(shí)不能通過細(xì)胞膜,如與辣椒素同時(shí)注射才會(huì)發(fā)生圖4所示效果。下列分析不正確的是()
A.局麻藥作用于突觸后膜通道,阻礙Na+外流,抑制突觸后膜產(chǎn)生興奮
B.局麻藥和γ-氨基丁酸的作用機(jī)理不一致,前者不屬于神經(jīng)遞質(zhì)
C.γ-氨基丁酸與突觸后膜的受體結(jié)合,促進(jìn)Cl-內(nèi)流,抑制突觸后膜產(chǎn)生興奮
D.膜內(nèi)外鈉離子的濃度差會(huì)影響神經(jīng)細(xì)胞興奮的產(chǎn)生
參考答案:A。
解析:本題創(chuàng)設(shè)某種局部麻醉藥在神經(jīng)興奮傳遞過程中的作用機(jī)理背景,側(cè)重于考查知識(shí)與觀念和科學(xué)思維。動(dòng)作電位的產(chǎn)生與Na+內(nèi)流有關(guān),局麻藥作用于突觸后膜通道,阻礙Na+內(nèi)流,抑制突觸后膜產(chǎn)生興奮,A選項(xiàng)錯(cuò)誤。膜內(nèi)外鈉離子的濃度差會(huì)影響神經(jīng)細(xì)胞興奮的產(chǎn)生,鈉離子的濃度差減小,興奮性則降低。γ-氨基丁酸是一種抑制性神經(jīng)遞質(zhì),與突觸后膜上的受體結(jié)合,促進(jìn)Cl-內(nèi)流,抑制突觸后膜產(chǎn)生興奮。
【例4】因?yàn)榇嬖谕从X信號(hào)的二級(jí)放大,即便是輕微的觸摸或溫水刺激也會(huì)感到疼痛,相關(guān)神經(jīng)元之間的相互作用如圖5所示。
(1)TRPV受體位于感覺神經(jīng)末梢的膜上,是一種最可能讓________離子進(jìn)入細(xì)胞的通道,引起神經(jīng)沖動(dòng)的產(chǎn)生,而痛覺是在________中形成。
(2)圖中的結(jié)構(gòu)在生物學(xué)上稱為____________。紅腫處的細(xì)胞會(huì)分泌組織胺、前列腺素等物質(zhì),加上感覺神經(jīng)元分泌的肽類神經(jīng)遞質(zhì),會(huì)使位于________(填序號(hào))上的靜默狀態(tài)的TRPV活化,放大了痛覺效果;阿司匹林能____________(填“促進(jìn)”或“抑制”)前列腺素的生成,從而具有能緩減疼痛的作用。
(3)在圖示神經(jīng)細(xì)胞A和神經(jīng)細(xì)胞B中添加某種藥物,刺激M,發(fā)現(xiàn)R的指針只發(fā)生了1次偏轉(zhuǎn),原因可能是藥物______________。
參考答案:(1)Na+大腦皮層(2)突觸②抑制(3)阻止了突觸前膜遞質(zhì)的釋放或阻止了突觸前膜釋放的遞質(zhì)與突觸后膜受體的結(jié)合
解析:本題創(chuàng)設(shè)痛覺信號(hào)的二級(jí)放大背景,側(cè)重于考查知識(shí)與觀念和科學(xué)思維。紅腫處的細(xì)胞會(huì)分泌組織胺、前列腺素等物質(zhì),加上感覺神經(jīng)元分泌的肽類神經(jīng)遞質(zhì),會(huì)使位于突觸后膜②上處于靜默狀態(tài)的TRPV被活化,從而放大痛覺效果;阿司匹林具有能緩減疼痛的作用,可推測(cè)出阿司匹林能抑制前列腺素的生成,從而使位于突觸后膜②上的TRPV被活化的程度降低。
在圖示神經(jīng)細(xì)胞A和神經(jīng)細(xì)胞B中,即突觸間隙添加某種藥物,刺激M,發(fā)現(xiàn)R的指針只發(fā)生了1次偏轉(zhuǎn),說明神經(jīng)細(xì)胞B始終未能發(fā)生興奮。該藥物能阻止興奮在神經(jīng)元細(xì)胞間的傳遞,原因可能是阻止了突觸前膜遞質(zhì)的釋放,也可能是阻止了突觸前膜釋放的遞質(zhì)與突觸后膜受體的結(jié)合,結(jié)果神經(jīng)細(xì)胞B未能產(chǎn)生興奮,神經(jīng)纖維膜電位未發(fā)生變化。
【例5】閱讀下面的文章,回答有關(guān)問題。
疼痛是一種復(fù)雜的生理和心理活動(dòng),它包括傷害性刺激作用于機(jī)體所引起的痛感覺——“痛覺”及機(jī)體對(duì)該刺激產(chǎn)生的一系列“痛反應(yīng)”。與疼痛有關(guān)的分子、細(xì)胞及相關(guān)機(jī)制的研究是鎮(zhèn)痛藥物開發(fā)的基礎(chǔ)。
研究表明,TRPV1是位于感覺神經(jīng)末梢的非選擇性陽離子通道蛋白,廣泛分布于哺乳動(dòng)物和人體不同組織中,它可以通過開合控制相關(guān)離子跨越細(xì)胞膜,而離子通道不斷開合,電信號(hào)不斷“跑位”,使神經(jīng)細(xì)胞膜產(chǎn)生快速的電位變化,電信號(hào)就會(huì)沿著神經(jīng)細(xì)胞傳送到大腦。實(shí)驗(yàn)證明,辣椒素和43℃以上的高溫都可以激活TRPV1,并打開其通道。
為研究辣椒素對(duì)TRPV1通道的作用機(jī)制,科學(xué)家對(duì)神經(jīng)元首先進(jìn)行熒光染劑處理,然后加入物質(zhì)量濃度為1μmol/L辣椒素,利用共聚焦顯微成像法對(duì)細(xì)胞進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察,并同步記錄細(xì)胞內(nèi)熒光值的變化,結(jié)果如圖6所示(說明:靜息狀態(tài)下,細(xì)胞外Ca2+濃度高于細(xì)胞內(nèi),此狀態(tài)會(huì)抑制Na+內(nèi)流。細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度增加可導(dǎo)致熒光強(qiáng)度增加)。
研究還發(fā)現(xiàn),TRPV1通道與關(guān)節(jié)炎引起的慢性炎癥痛也有密切關(guān)系。圖7表示白介素IL-6(由多種細(xì)胞分泌的一種炎癥因子)引發(fā)炎癥疼痛時(shí)的分子機(jī)制(注:GP130-JAK、P13K、AKT是參與細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中的重要物質(zhì))。
TRP通道蛋白家族種類較多,TRPV1是結(jié)構(gòu)、功能研究最清楚的家族成員之一,此外,科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了與感覺相關(guān)的其他離子通道,如TRPM8則可識(shí)別低溫刺激和被薄荷醇激活,與冰爽的刺痛感產(chǎn)生有關(guān)??梢姡煌碾x子通道產(chǎn)生的電信號(hào)不完全相同,對(duì)于大腦來說,不同電信號(hào)代表著不一樣的危機(jī)。請(qǐng)根據(jù)上述信息,結(jié)合所學(xué)知識(shí),回答相關(guān)問題。
(1)痛覺及痛反應(yīng)產(chǎn)生的主要調(diào)節(jié)方式是。痛覺中樞位于中。
(2)上述關(guān)于“研究辣椒素對(duì)TRPV1通道的作用機(jī)制”的實(shí)驗(yàn),若要證明“辣椒素可激活并打開TRPV1”,還需要做一個(gè)實(shí)驗(yàn):用熒光染劑處理神經(jīng)元,不加入,利用共聚焦顯微成像法對(duì)細(xì)胞進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察,同步記錄的變化,并將結(jié)果與實(shí)驗(yàn)組作對(duì)比。
(3)請(qǐng)綜合上述圖文信息,結(jié)合所學(xué)知識(shí),以文字和箭頭方式,從細(xì)胞水平和分子水平層面闡述辣椒素刺激引起機(jī)體產(chǎn)生痛覺的一系列興奮的產(chǎn)生、傳導(dǎo)、傳遞過程。辣椒素刺激→→產(chǎn)生痛覺。
(4)基于IL-6炎癥因子引發(fā)疼痛的分子機(jī)制,請(qǐng)為研制緩解慢性炎癥痛的藥物提供兩條思路(簡(jiǎn)要闡明即可)。
思路一:;
思路二:。
(5)請(qǐng)運(yùn)用進(jìn)化觀點(diǎn)分別從個(gè)體和種群層面分析:痛覺會(huì)給動(dòng)物帶來痛苦,為什么在漫長(zhǎng)的進(jìn)化歷程中,依然保留了對(duì)痛覺的感知?
個(gè)體層面:,
種群層面:。
參考答案:(1)神經(jīng)調(diào)節(jié)大腦(或大腦皮層)(2)對(duì)照辣椒素細(xì)胞內(nèi)的熒光值(3)感覺神經(jīng)末梢膜上TRPV1被激活,通道開啟→Ca2+內(nèi)流顯著增強(qiáng)→胞外Ca2+濃度減小→對(duì)Na+內(nèi)流的抑制作用減弱→Na+內(nèi)流→感覺神經(jīng)末梢產(chǎn)生外負(fù)內(nèi)正的動(dòng)作電位(產(chǎn)生興奮)→興奮通過傳入神經(jīng),最終傳至大腦皮層的感(痛)覺中樞(4)降低IL-6等炎癥因子的含量或信號(hào)通路中物質(zhì)含量(如制備IL-6等炎癥因子的抗體或制備信號(hào)通路分子的抗體等)抑制TRPV1通道在細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)途徑(5)疼痛可使動(dòng)物個(gè)體對(duì)來自外界和身體內(nèi)部的危機(jī)及疾病做出相應(yīng)的判斷,并采取保護(hù)措施減輕傷害,增加個(gè)體生存的機(jī)會(huì)個(gè)體的生存有助于維持種群數(shù)量的穩(wěn)定,利于種群的繁衍
解析:本題以“痛覺”的形成為基礎(chǔ),研究鎮(zhèn)痛藥物的開發(fā),側(cè)重于考查知識(shí)與觀念、科學(xué)思維和探究與創(chuàng)新。在“研究辣椒素對(duì)TRPV1通道的作用機(jī)制”實(shí)驗(yàn)中,若要證明“辣椒素可激活并打開TRPV1”,還需要做一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn):對(duì)照組除不加入辣椒素之外,其余處理均與實(shí)驗(yàn)組相同,即用熒光染劑處理神經(jīng)元,不加入辣椒素,同樣利用共聚焦顯微成像法對(duì)細(xì)胞進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察,同步記錄細(xì)胞內(nèi)的熒光值的變化,并將結(jié)果與實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行對(duì)比。細(xì)胞內(nèi)的熒光值的變化可反映細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度的變化,Ca2+濃度增加可導(dǎo)致熒光強(qiáng)度增加。若實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示實(shí)驗(yàn)組細(xì)胞內(nèi)的熒光值高于對(duì)照組,便可證明辣椒素可激活并打開TRPV1,導(dǎo)致Ca2+內(nèi)流顯著增強(qiáng)。
單因子對(duì)照實(shí)驗(yàn)步驟通常分四步:①同等取材,分組、編號(hào);②設(shè)置一個(gè)自變量,控制無關(guān)變量(相同且適宜);③相同條件下培養(yǎng)一段時(shí)間;④檢測(cè)并記錄因變量,分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論。上述實(shí)驗(yàn)要研究辣椒素的作用機(jī)制,必須要有一個(gè)空白對(duì)照。
靜息狀態(tài)下,細(xì)胞外Ca2+濃度高于細(xì)胞內(nèi),此狀態(tài)會(huì)抑制Na+內(nèi)流。當(dāng)加入辣椒素時(shí),辣椒素可激活并打開TRPV1→Ca2+內(nèi)流顯著增強(qiáng)→胞外Ca2+濃度減小→對(duì)Na+內(nèi)流的抑制作用減弱→Na+內(nèi)流→感覺神經(jīng)末梢產(chǎn)生外負(fù)內(nèi)正的動(dòng)作電位(產(chǎn)生興奮)→興奮通過傳入神經(jīng),最終傳至大腦皮層的感(痛)覺中樞,產(chǎn)生痛覺。上述流程圖的書寫能較好地考查學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S。部分學(xué)生寫到:Ca2+內(nèi)流顯著增強(qiáng)→感覺神經(jīng)末梢產(chǎn)生外負(fù)內(nèi)正的動(dòng)作電位(產(chǎn)生興奮),這與Na+內(nèi)流→感覺神經(jīng)末梢產(chǎn)生外負(fù)內(nèi)正的動(dòng)作電位(產(chǎn)生興奮)不符。
利用流程圖,同樣有利于從圖7中找出IL-6炎癥因子引發(fā)疼痛的分子機(jī)制:當(dāng)加入白介素IL-6時(shí),IL-6和IL-6受體結(jié)合→被細(xì)胞膜上受體GP130-JAK識(shí)別→P13K→AKT→TRPV1基因表達(dá)(增加)→TRPV1經(jīng)囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)→細(xì)胞膜上TRPV1增加→Ca2+內(nèi)流顯著增強(qiáng)→胞外Ca2+濃度減小→對(duì)Na+內(nèi)流的抑制作用減弱→Na+內(nèi)流→感覺神經(jīng)末梢產(chǎn)生外負(fù)內(nèi)正的動(dòng)作電位(產(chǎn)生興奮)→興奮通過傳入神經(jīng),最終傳至大腦皮層的感(痛)覺中樞,產(chǎn)生痛覺?;谏鲜龇肿訖C(jī)制,研制緩解慢性炎癥痛的藥物可從兩個(gè)方面進(jìn)行考慮。思路一:制備IL-6等炎癥因子的抗體或制備信號(hào)通路分子的抗體等,以降低IL-6等炎癥因子的含量或信號(hào)通路中物質(zhì)含量,從而減少TRPV1基因的表達(dá)。思路二:抑制TRPV1通道在細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)途徑,從而減少細(xì)胞膜上TRPV1通道數(shù)量。
痛覺雖給動(dòng)物帶來痛苦,但可使動(dòng)物個(gè)體對(duì)來自外界和身體內(nèi)部的危機(jī)及疾病做出相應(yīng)的判斷,以便采取保護(hù)措施減輕傷害,從而增加個(gè)體生存的機(jī)會(huì)。個(gè)體生存機(jī)會(huì)的增加有助于維持種群數(shù)量的穩(wěn)定,也利于種群的繁衍。故在漫長(zhǎng)的進(jìn)化歷程中,通過長(zhǎng)期自然選擇,動(dòng)物依然保留了對(duì)痛覺的感知。
3總結(jié)與反思
2021年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)、新型冠狀病毒核酸檢測(cè)與免疫預(yù)防、生態(tài)文明、低碳經(jīng)濟(jì)、碳中和、長(zhǎng)江十年禁漁計(jì)劃、“三胎”政策等,都可成為生物高考命題的熱點(diǎn)。這類試題的典型特征是:交代取材背景,情境新、知識(shí)活,起點(diǎn)高、落點(diǎn)低,具有較強(qiáng)的開放性和靈活性,需現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用。學(xué)生通過考前學(xué)科熱點(diǎn)的集中訓(xùn)練,可化生為熟,聚焦思維,縮短審題所需的時(shí)間,快速穿過情境設(shè)置的“迷霧”,找到知識(shí)遷移的“通道”,進(jìn)行科學(xué)的表達(dá),從而實(shí)現(xiàn)從“解題”向“解決問題”的轉(zhuǎn)變。教師精選學(xué)科熱點(diǎn)專題,還可充分發(fā)揮高考命題的育人功能和積極導(dǎo)向作用,落實(shí)“雙減”政策,減少學(xué)生死記硬背和“機(jī)械刷題”現(xiàn)象,為學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)和創(chuàng)新實(shí)踐能力的提升,開啟新的征程。