学习以下材料,回答(1)~(4)题。
溶酶体快速修复机制
溶酶体是细胞的“消化车间”,内含多种水解酶。研究发现溶酶体还具有参与细胞免疫、清除受损细胞组分等功能。溶酶体损伤是许多疾病的标志,尤其像阿尔茨海默病等神经退行性疾病。为此,科研人员对溶酶体修复机制进行了探索。
溶酶体膜通透化(LMP)是溶酶体损伤的重要标志,严重的LMP会引发溶酶体自噬。研究者利用生物素标记,通过蛋白质组学方法筛选溶酶体受损后膜表面特异性富集的蛋白质,来研究与溶酶体损伤修复相关的蛋白,并弄清了溶酶体损伤的快速修复机制,即PITT途径(如图1)。一般的情况下,内质网和溶酶体几乎不接触,而当溶酶体发生膜损伤时,外溢的Ca2+迅速招募PI4K2A激酶,从而在受损的溶酶体膜上产生较高水平的PI4P。而PI4P招募ORP使内质网广泛包裹受损溶酶体,并介导PS转移进溶酶体。与此同时,PI4P还可以招募OSBP,将胆固醇转运到受损溶酶体。胆固醇含量升高可以提高溶酶体膜的稳定性。而PS的积累会激活ATG2将大量脂质运送到溶酶体,修复溶酶体膜。
研究表明PITT途径的关键酶缺失,会导致严重的神经退行性疾病和早衰,该途径的发现为我们研究与溶酶体功能障碍相关的衰老和疾病提供了新思路。______ 。当溶酶体受损时,内质网将其包裹,体现了内质网膜具有______ 的结构特点。
(2)为筛选与溶酶体损伤修复相关的蛋白,将生物素连接酶T靶向连接在溶酶体表面,再用物质L引发溶酶体损伤,实验组处理如图2。对照组步骤Ⅰ和步骤Ⅱ的处理分别为______ (选填选项前的字母)。选择______ 的蛋白质作为候选蛋白。
a.+生物素 b.+L c.不处理
(3)研究人员利用红色荧光标记溶酶体,利用绿色荧光标记内质网,通过显微镜观察溶酶体与内质网的作用情况(图3),根据文中信息预期3、4组荧光的结果(“A”或“B”)填入表格。
_________ 。
溶酶体快速修复机制
溶酶体是细胞的“消化车间”,内含多种水解酶。研究发现溶酶体还具有参与细胞免疫、清除受损细胞组分等功能。溶酶体损伤是许多疾病的标志,尤其像阿尔茨海默病等神经退行性疾病。为此,科研人员对溶酶体修复机制进行了探索。
溶酶体膜通透化(LMP)是溶酶体损伤的重要标志,严重的LMP会引发溶酶体自噬。研究者利用生物素标记,通过蛋白质组学方法筛选溶酶体受损后膜表面特异性富集的蛋白质,来研究与溶酶体损伤修复相关的蛋白,并弄清了溶酶体损伤的快速修复机制,即PITT途径(如图1)。一般的情况下,内质网和溶酶体几乎不接触,而当溶酶体发生膜损伤时,外溢的Ca2+迅速招募PI4K2A激酶,从而在受损的溶酶体膜上产生较高水平的PI4P。而PI4P招募ORP使内质网广泛包裹受损溶酶体,并介导PS转移进溶酶体。与此同时,PI4P还可以招募OSBP,将胆固醇转运到受损溶酶体。胆固醇含量升高可以提高溶酶体膜的稳定性。而PS的积累会激活ATG2将大量脂质运送到溶酶体,修复溶酶体膜。
研究表明PITT途径的关键酶缺失,会导致严重的神经退行性疾病和早衰,该途径的发现为我们研究与溶酶体功能障碍相关的衰老和疾病提供了新思路。
(1)真核细胞中的膜结构共同构成了
(2)为筛选与溶酶体损伤修复相关的蛋白,将生物素连接酶T靶向连接在溶酶体表面,再用物质L引发溶酶体损伤,实验组处理如图2。对照组步骤Ⅰ和步骤Ⅱ的处理分别为
a.+生物素 b.+L c.不处理
注:生物素连接酶T可将临近的蛋白质标记上生物素
(3)研究人员利用红色荧光标记溶酶体,利用绿色荧光标记内质网,通过显微镜观察溶酶体与内质网的作用情况(图3),根据文中信息预期3、4组荧光的结果(“A”或“B”)填入表格。
分组 | 材料 | 处理 | 结果 |
1 | 正常细胞 | 不处理 | A |
2 | 正常细胞 | +L | B |
3 | 敲除PI4K2A基因细胞 | 不处理 | ① |
4 | 敲除PI4K2A基因细胞 | +L | ② |
(4)根据本文信息,在答题卡上完善溶酶体修复的PITT途径
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更新时间:2024-05-11 19:56:14
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(0.4)
名校
【推荐1】2019年诺贝尔生理学或医学奖颁给了揭示人体细胞的氧气感知通路及信号机制的科学家。下图表示氧气供应正常时,细胞内低氧诱导因子(HIF一1α)会被蛋白酶降解;氧气供应不足时,HIF一lα将转移到细胞核中。该项研究不仅在基础科研上极具价值,更有望为癌症等多种疾病的治疗打开思路。请据图回答下列问题:
(1)正常条件下,氧气通过_________ 的方式进入细胞,细胞内合成HIF—1α的场所是_________ 。
(2)云南呈贡训练基地海拔20000多米,中国田径队常在此集训以提高成绩。高海拔地区氧气供应不足,运动员细胞中的HIF—1α将进入细胞核,和其他因子(ARNT)一起与EPO基因上游的调控序列结合,_________ (选填“促进”或“抑制”)EPO基因的表达,EPO可刺激骨髓造血干细胞,使其___________________ ,从而提高氧气的运输能力。
(3)由上述信号机制可知,干扰HIF—1α的_________ 是治疗贫血的新思路。
(4)为了进一步探究HIF—1α的作用,研究人员进行了以下实验,请分析回答。
肿瘤细胞的____________ 将导致肿瘤附近局部供氧不足,请从打破癌细胞缺氧保护机制的角度提出治疗癌症的新思路:______________________ 。
(1)正常条件下,氧气通过
(2)云南呈贡训练基地海拔20000多米,中国田径队常在此集训以提高成绩。高海拔地区氧气供应不足,运动员细胞中的HIF—1α将进入细胞核,和其他因子(ARNT)一起与EPO基因上游的调控序列结合,
(3)由上述信号机制可知,干扰HIF—1α的
(4)为了进一步探究HIF—1α的作用,研究人员进行了以下实验,请分析回答。
注射物 | 肿瘤质量(g) | ||
培养9天 | 培养21天 | ||
实验鼠 | 实验鼠HIF—lα基因缺陷型胚胎干细胞 | 0.7 | 0.8 |
对照鼠 | 野生型胚胎干细胞 | 1.7 | 5.2 |
肿瘤细胞的
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(0.4)
名校
【推荐2】某些正常蛋白质的空间结构改变后,会导致疾病的发生。我国科学家发明一种小分子绑定化合物ATTEC,这种“小分子胶水”(ATTEC)能将自噬标记物LC3和空间结构改变的蛋白质黏在一起,形成黏附物,进而将黏附物包裹形成自噬体进行降解,从而达到治疗疾病的目的。其过程如图所示。回答问题:
(1)图示过程中,溶酶体与自噬体融合后,其内的多种______________ 将黏附物降解,降解产物的去向是______________ 。
(2)ATTEC与异常蛋白的结合具有一定的_________________________________ 。图中自噬体由________ 层磷脂分子构成。溶酶体与自噬体相互融合的形成过程体现了生物膜在结构上具有_________ 特点,溶酶体膜和自噬体膜能相互转化的原因是_______________________________ 。
(3)研究表明,溶酶体内的pH为5左右,若有少量的溶酶体内的水解酶泄露也不会引起细胞损伤,请推测出现该现象的原因是__________________________________ 。
(1)图示过程中,溶酶体与自噬体融合后,其内的多种
(2)ATTEC与异常蛋白的结合具有一定的
(3)研究表明,溶酶体内的pH为5左右,若有少量的溶酶体内的水解酶泄露也不会引起细胞损伤,请推测出现该现象的原因是
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(0.4)
名校
【推荐3】回答有关人体细胞结构与生理功能的问题。图1为人体细胞的亚显微结构模式图,图2为人体细胞在进行某项生命活动前后几种生物膜膜面积的变化图。
(1)图1中“9”的名称是_____________ ,其生理作用是与有丝分裂有关。
(2)图中“7”的名称是_____________ ,蛋白质产生旺盛的细胞中7的含量比较多。
(3)含有DNA的结构是图中的____________ (填序号)。
(4)用含有35S标记的氨基酸的培养基培养动物细胞,该细胞能合成并分泌一种含35S的蛋白质。通过观察发现合成的含35S的蛋白质在细胞的结构间移动过程中,会使几种生物膜面积发生变化,如图2所示。请写出图2中1、2、3依次代表的结构名称是______ 、______ 、_____ 。
(5)研究表明硒对线粒体膜有稳定作用,可以推测人体缺硒时下列细胞中最易受损的是________ (填序号)。①脂肪细胞 ②淋巴细胞 ③心肌细胞 ④口腔上皮细胞
(1)图1中“9”的名称是
(2)图中“7”的名称是
(3)含有DNA的结构是图中的
(4)用含有35S标记的氨基酸的培养基培养动物细胞,该细胞能合成并分泌一种含35S的蛋白质。通过观察发现合成的含35S的蛋白质在细胞的结构间移动过程中,会使几种生物膜面积发生变化,如图2所示。请写出图2中1、2、3依次代表的结构名称是
(5)研究表明硒对线粒体膜有稳定作用,可以推测人体缺硒时下列细胞中最易受损的是
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(0.4)
【推荐1】下图1表示人体血浆中含有的某种低密度脂蛋白(LDL)的结构,其主要功能是将胆固醇转运到肝脏以外的组织细胞(靶细胞)中,以满足这些细胞对胆固醇的需要。图2表示LDL进入靶细胞并被释放的过程。请据图分析并回答下列问题:
图1 图2
(1) 与生物膜相比,LDL膜结构的主要不同点是__________ 。LDL能够将包裹的胆固醇准确转运至靶细胞中,与其结构中的____ (填物质名称)直接相关。
(2) 由图2可知,LDL通过靶细胞膜的方式是____ ,该过程需要靶细胞膜上的________ 等物质的参与。整个过程体现了生物膜具有______ 的结构特点。
(3) 研究发现无被小泡形成内体过程中,能将细胞质基质中少量的H+吸收,积累在内体中,使内体中的pH降低到5.0左右,该过程中H+的吸收方式为____ 。LDL中胆固醇最终被释放到靶细胞中,需要靶细胞中的____ (填细胞器)发挥作用。
(4) 进一步研究发现,溶酶体的形成与细胞中的囊泡形成十分相似,据此可推测,溶酶体的形成需要依次经过细胞中的__________ 等多种细胞器参与。
图1 图2
(1) 与生物膜相比,LDL膜结构的主要不同点是
(2) 由图2可知,LDL通过靶细胞膜的方式是
(3) 研究发现无被小泡形成内体过程中,能将细胞质基质中少量的H+吸收,积累在内体中,使内体中的pH降低到5.0左右,该过程中H+的吸收方式为
(4) 进一步研究发现,溶酶体的形成与细胞中的囊泡形成十分相似,据此可推测,溶酶体的形成需要依次经过细胞中的
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(0.4)
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【推荐2】细胞作为最基本的生命系统,其形态、结构、功能保持相对稳定。生命系统通过各个层次的信息和反馈调节等活动维持其自身稳定,执行其正常功能。图1为高等动物细胞亚显微结构模式图,图2表示细胞间通讯中信号分子对靶细胞作用的一种方式。
(1)图1的⑨对细胞的生命活动至关重要的功能特性是______________ 。
(2)从化学成分角度分析,流感病毒与图1中结构__________ (填序号)的化学组成最相似。
(3)图2中①为信号分子,结构②的组成成分是____________ 。
(4)在图1中,能发生碱基互补配对现象的细胞器有__________ (填序号)。
(5)若该动物细胞可产生生长激素,则生长激素合成分泌过程中依次经过的细胞结构有_________________ (填序号)。
(1)图1的⑨对细胞的生命活动至关重要的功能特性是
(2)从化学成分角度分析,流感病毒与图1中结构
(3)图2中①为信号分子,结构②的组成成分是
(4)在图1中,能发生碱基互补配对现象的细胞器有
(5)若该动物细胞可产生生长激素,则生长激素合成分泌过程中依次经过的细胞结构有
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(0.4)
名校
【推荐3】2013年诺贝尔生理医学奖授予了发现囊泡运输调控机制的三位科学家。甲图表示细胞通过形成囊泡运输物质的过程,乙图是甲图的局部放大。不同囊泡介导不同途径的运输。图中①~⑤表示不同的细胞结构,请分析回答以下问题。
(1)囊泡膜的主要成分是_________________________ 。
(2)甲图中囊泡X最初是由[ ]______________ 经“出芽”形成。囊泡Y内“货物”为水解酶,由此推测结构⑤是___________ (一种细胞器)。
(3)乙图中的囊泡能精确地将细胞“货物”运送并分泌到细胞外,具有___________ 的功能。
(4)囊泡运输与S基因密切相关,科学家筛选了酵母菌S基因突变体,与野生型酵母菌对照,发现其内质网形成的囊泡在细胞内大量积累。据此推测,S基因编码的蛋白的功能是___________ 。
(1)囊泡膜的主要成分是
(2)甲图中囊泡X最初是由[ ]
(3)乙图中的囊泡能精确地将细胞“货物”运送并分泌到细胞外,具有
(4)囊泡运输与S基因密切相关,科学家筛选了酵母菌S基因突变体,与野生型酵母菌对照,发现其内质网形成的囊泡在细胞内大量积累。据此推测,S基因编码的蛋白的功能是
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(0.4)
【推荐1】长期夜间长时间使用手机会对人的健康造成一定的影响。科研人员以小鼠为实验材料进行研究发现:①手机光线刺激使得空腹小鼠在食用葡萄糖后的血糖浓度上升幅度高于对照小鼠;②夜间长时间手机光线刺激会扰乱小鼠的生物钟;③适当光照下,切除雌鼠松果体后,卵巢会增生变肥大,而注射褪黑素则会使卵巢重量减轻。光信号引起的部分调节如图所示。回答下列问题。(1)检测发现,手机光线刺激不影响小鼠体内糖原、脂肪含量以及与血糖平衡有关的激素含量。光信号对棕色脂肪组织产热的调节属于____ 调节;综合分析,出现①结果的原因可能是____
(2)褪黑素具有促进睡眠、使小鼠和人等生物形成生物钟的作用。当褪黑素的分泌量过多时,会抑制SCN的兴奋,该调节过程的意义是____ 。夜间长时间使用手机会____ (填“促进”或“抑制”)人体褪黑素的分泌,进而扰乱人体生物钟。
(3)为探究褪黑素是怎样调节性腺发育的,研究人员结合人体下丘脑、垂体和性腺功能的分级调节系统与③结果提出几种假设,并以小鼠为实验对象,利用褪黑素试剂等在适当光照条件进行实验验证。他们提出的其中一种假设是褪黑素可以直接调节性腺的发育,提出的假设还可能是____ ,写出验证后一假设是否正确的实验思路:____ 。
(2)褪黑素具有促进睡眠、使小鼠和人等生物形成生物钟的作用。当褪黑素的分泌量过多时,会抑制SCN的兴奋,该调节过程的意义是
(3)为探究褪黑素是怎样调节性腺发育的,研究人员结合人体下丘脑、垂体和性腺功能的分级调节系统与③结果提出几种假设,并以小鼠为实验对象,利用褪黑素试剂等在适当光照条件进行实验验证。他们提出的其中一种假设是褪黑素可以直接调节性腺的发育,提出的假设还可能是
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非选择题-实验题
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(0.4)
解题方法
【推荐2】 哮喘是一种呼吸系统为主的异质性病症,症状表现为咳嗽、喘息、气促等,以过敏性哮喘为主。图(a)为过敏原引发过敏性哮喘的部分示意图,请据图回答问题。(1)细胞因子的作用是______________________ ,上述细胞中不能识别抗原的是____________________ 。
(2)过敏原引发过敏性哮喘的过程中,IgE 特异性地吸附在肥大细胞上的根本原因是____________________ 。
(3)SO2 是一种常见的大气污染物。为探究 SO2对重卵清蛋白(OVA) 诱导的小鼠过敏性哮喘影响,研究者以小鼠为实验材料,实验处理如下表。各组小鼠在相同且适宜的环境下饲养一段时间后,测定 IgE 的含量。
探究SO2对OVA诱导的小鼠过敏性哮喘的影响实验处理过程
注:+表示进行处理 -表示未进行处理检测结果如图(b) :
①完善上述表格实验处理中的a____________ 。
②实验结论:__________ 。
(4)根据上述实验结果,提出改善过敏性哮喘的措施:____________ 。
(2)过敏原引发过敏性哮喘的过程中,IgE 特异性地吸附在肥大细胞上的根本原因是
(3)SO2 是一种常见的大气污染物。为探究 SO2对重卵清蛋白(OVA) 诱导的小鼠过敏性哮喘影响,研究者以小鼠为实验材料,实验处理如下表。各组小鼠在相同且适宜的环境下饲养一段时间后,测定 IgE 的含量。
探究SO2对OVA诱导的小鼠过敏性哮喘的影响实验处理过程
实验处理 | A | B | C | D |
暴露在10mg/m³SO2 1小时/天,连续7天 | - | + | - | + |
注射200μL生理盐水配制的OVA溶液 | - | - | + | + |
a | + | + | - | - |
①完善上述表格实验处理中的a
②实验结论:
(4)根据上述实验结果,提出改善过敏性哮喘的措施:
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名校
【推荐3】下图是将若干新鲜的某种植物叶片置于适宜的光照和温度条件下,测得的不同CO2浓度下叶肉细胞中C5的含量变化图。请分析回答问题:
(1)图中AB段曲线变化的原因是_________________________ 。图中BC段曲线的含义为_________________________ 。
(2)研究表明,CO2浓度增加对不同类型作物产量的影响有明显差异,这是因为不同作物气孔张开程度、对CO2的亲和力等有明显差异,导致_______________________________________ 不同,使最大光合作用速率不同。
(3)有研究者提出假设:不同浓度CO2参与了植物生长素的合成启动。请补充实验思路探究该假设,并预测、分析实验结果。
实验思路:_________________________________
结果及结果分析:__________________________________ .
(1)图中AB段曲线变化的原因是
(2)研究表明,CO2浓度增加对不同类型作物产量的影响有明显差异,这是因为不同作物气孔张开程度、对CO2的亲和力等有明显差异,导致
(3)有研究者提出假设:不同浓度CO2参与了植物生长素的合成启动。请补充实验思路探究该假设,并预测、分析实验结果。
实验思路:
结果及结果分析:
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【推荐1】2020年的诺贝尔医学奖授予了在发现丙型肝炎病毒方面作出贡献的三位科学家。球形的丙型肝炎病毒(HCV)是一种+RNA病毒,在核衣壳外有衍生于宿主细胞的脂双层膜,膜上插有病毒的糖蛋白。其传播方式跟HIV病毒类似,还可经破损的皮肤和黏膜传播。下图是HCV感染肝细胞并在其内繁殖和释放的过程示意图。请回答下列问题:
(1)皮肤和黏膜的破损降低了人体____________ 免疫能力,HCV侵入肝细胞的过程体现了细胞膜具有___________ 的结构特点。
(2)由图可知HCV的RNA作为病毒遗传物质,其功能有:__________ 和___________ 。
(3)为检测某人是否感染HCV,可在清晨空腹采血2mL,经离心分离取上清液置于-20℃的冰柜中保存备用。
方法一:采用病毒某种特定蛋白作为抗原,通过_________ 方法检测其血液中是否含有___ ;
方法二:采用实时荧光定量PCR检测血清中是否存在___________ ,该方法进行前需将血清放入-20℃的冰柜中保存的原因可能是______________ 。
(4)接种疫苗是预防传染病最有效、最经济的方式。有些疫苗按规定需间隔一定时间多次接种。若初次接种后,提前进行二次接种,会减弱接种效果,对此合理解释是_____________ 。
(5)某课外兴趣小组想模拟赫尔希和蔡斯的实验来验证HCV的遗传物质是RNA,请对此方案的可行性做出评价:_____________ 。
(1)皮肤和黏膜的破损降低了人体
(2)由图可知HCV的RNA作为病毒遗传物质,其功能有:
(3)为检测某人是否感染HCV,可在清晨空腹采血2mL,经离心分离取上清液置于-20℃的冰柜中保存备用。
方法一:采用病毒某种特定蛋白作为抗原,通过
方法二:采用实时荧光定量PCR检测血清中是否存在
(4)接种疫苗是预防传染病最有效、最经济的方式。有些疫苗按规定需间隔一定时间多次接种。若初次接种后,提前进行二次接种,会减弱接种效果,对此合理解释是
(5)某课外兴趣小组想模拟赫尔希和蔡斯的实验来验证HCV的遗传物质是RNA,请对此方案的可行性做出评价:
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【推荐2】下图为物质跨膜运输示意图,据图回答问题:
(1)A代表________ 分子;B代表________ 分子;
(2)从功能上来说,细胞膜是一层________ 膜;
(3)动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小,这说明B具有________ ;
(4)在a—e的五种过程中,代表主动运输的是________________ ;
(5)可能代表氧气运输过程的是________ ;葡萄糖从小肠腔进入小肠上皮细胞的过程是________ 。
(1)A代表
(2)从功能上来说,细胞膜是一层
(3)动物细胞吸水膨胀时B的厚度变小,这说明B具有
(4)在a—e的五种过程中,代表主动运输的是
(5)可能代表氧气运输过程的是
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【推荐3】外泌体是一种由细胞产生并释放的胞外囊泡,包裹着蛋白质、RNA、脂质等物质。其产生过程如下图所示,图中a~f表示相关结构。回答下列问题。
(1)科学家追踪外泌体膜上蛋白质的合成和转移路径后发现依次经过的细胞器为____ (填图中字母)。
(2)d的形成依赖于生物膜具有____ 的结构特点,其中RNA合成后以____ 方式进入小泡内,形成内含多膜泡的晚期内体。晚期内体中的物质去向包括进入____ 、以外泌体形式排出细胞。外泌体以不同途径作用于靶细胞,其功能主要是细胞间信息交流、调节其他细胞的代谢。
(3)为研究脂肪干细胞外泌体对皮肤创伤面愈合的影响,某研究团队利用皮肤损伤的模型小鼠设计了如下实验。
实验步骤如下:
①选取若干皮肤损伤面积相似的模型鼠,____ 分为甲、乙两组;②收集来自脂肪干细胞的外泌体,用PBS缓冲液制成外泌体悬渡;③甲组:将____ 注射到皮肤损伤的模型小鼠皮下,乙组:将5ml外泌体悬液注射到皮肤损伤的模型小鼠皮下。
实验结果如图所示:
实验结论为:____ 。
(1)科学家追踪外泌体膜上蛋白质的合成和转移路径后发现依次经过的细胞器为
(2)d的形成依赖于生物膜具有
(3)为研究脂肪干细胞外泌体对皮肤创伤面愈合的影响,某研究团队利用皮肤损伤的模型小鼠设计了如下实验。
实验步骤如下:
①选取若干皮肤损伤面积相似的模型鼠,
实验结果如图所示:
实验结论为:
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