科学家经过研究提出了生物膜的“流动镶嵌模型”。请回答下列问题:
(1)在“流动镶嵌模型”中,构成生物膜的基本骨架是____________ ,由于_________ 的分布使生物膜的结构表现出不对称性。
(2)用荧光抗体标记的人—鼠细胞融合的实验过程及结果如下图所示。此实验结果直接证明了细胞膜中的__________________ 是可以运动的,因而较好地解释了细胞膜在结构上_______________ 的特点。
(3)科学家在研究线粒体结构和功能时发现,其外膜包含很多称作“孔道蛋白”的整合蛋白,可允许某些离子和小分子顺浓度梯度通过,物质的这种跨膜方式为___________ ,体现了生物膜在功能上___________ 的特点。若将线粒体的蛋白质提取出来,脱离膜结构的大部分蛋白质无法完成其生理功能,说明______________ 是完成生命活动的基础。
(4)某科学家在研究细胞膜运输物质时发现有如下图的4种关系,分别用4种曲线表示。在研究具体的物质X时,发现与曲线②和④相符,则细胞膜运输物质X的方式是___________ ,当氧气浓度和物质X浓度超过一定值时,运输速率不再增加,此时限制其运输速率的主要因素是______________________ 。
(1)在“流动镶嵌模型”中,构成生物膜的基本骨架是
(2)用荧光抗体标记的人—鼠细胞融合的实验过程及结果如下图所示。此实验结果直接证明了细胞膜中的
(3)科学家在研究线粒体结构和功能时发现,其外膜包含很多称作“孔道蛋白”的整合蛋白,可允许某些离子和小分子顺浓度梯度通过,物质的这种跨膜方式为
(4)某科学家在研究细胞膜运输物质时发现有如下图的4种关系,分别用4种曲线表示。在研究具体的物质X时,发现与曲线②和④相符,则细胞膜运输物质X的方式是
17-18高三上·甘肃白银·阶段练习 查看更多[2]
更新时间:2017/09/13 21:57:30
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解题方法
【推荐1】哺乳动物成熟红细胞没有细胞核和具膜的细胞器,是研究膜结构功能的常用材料。当成熟红细胞破裂时,仍然保持原本的基本形状和大小,这种结构称为红细胞影,其部分结构如图所示。研究人员用不同的试剂分别处理红细胞影。结果如下表:(“+”表示有,“-”表示无)
(1)研究发现,红细胞膜上胆固醇含量与动脉粥样硬化(As)斑块的形成密切相关。成熟红细胞不具有合成脂质的___ (填细胞器),其细胞膜上的脂类物质可来自血浆。当血浆中胆固醇浓度升高时,会导致更多的胆固醇插入红细胞膜上,使细胞膜___ 性降低,变得刚硬易破,红细胞破裂导致胆固醇沉积,加速了As斑块的生长。
(2)膜上有多种蛋白质,由表中结果推测,对维持红细胞影的形状起重要作用的蛋白质是___ (写出图中字母及结构名称);G蛋白属于___ (填“载体蛋白”或“通道蛋白”),其特异性表现在___ 。B蛋白与多糖结合,主要与细胞膜的___ 功能有关。
(3)哺乳动物成熟的红细胞在低渗溶液中能迅速吸水涨破,有人推测这可能与水通道蛋白有关。请设计实验,验证这个推测是正确的。(要求:写出实验思路、预期实验结果)___ 。
实验处理 | 蛋白质种类 | 处理后红细胞影的形状 | |||||
A | B | C | D | E | F | ||
试剂甲处理后 | + | + | + | + | - | - | 变得不规则 |
试剂乙处理后 | - | - | + | + | + | + | 还能保持 |
(1)研究发现,红细胞膜上胆固醇含量与动脉粥样硬化(As)斑块的形成密切相关。成熟红细胞不具有合成脂质的
(2)膜上有多种蛋白质,由表中结果推测,对维持红细胞影的形状起重要作用的蛋白质是
(3)哺乳动物成熟的红细胞在低渗溶液中能迅速吸水涨破,有人推测这可能与水通道蛋白有关。请设计实验,验证这个推测是正确的。(要求:写出实验思路、预期实验结果)
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【推荐2】阅读下列材料,并完成下列问题。
材料1 1895年,欧文顿发现:凡溶于脂质的物质容易穿过细胞膜;不溶于脂质的物质不容易穿过细胞膜。
(1)欧文顿根据实验结果得出了“________ ”的推论。
(2)如何进一步研究确定细胞膜的脂质成分的类型?________
材料2 1953年,丹尼利和戴维森研究细胞膜表面张力,发现细胞膜表面张力明显低于油—水界面的表面张力。由于人们发现油脂滴表面如果吸附蛋白质成分,则表面张力会降低。
(3)推测:细胞膜除含脂质分子外,可能还附有________ 。
材料3 科学家陆续测定了不同细胞的生物膜的化学组成如下表:
(4)请概述细胞膜的组成成分?________
材料4 1917年,科学家朗缪尔把溶有膜脂的挥发性溶剂倾倒在水面上,溶剂挥发掉,而脂类分子可在水面上铺开成一层,并且测出脂分子的极性一端被吸附在水分子上,而非极性一端直立在水面上(如图)。
(5)朗缪尔实验说明组成细胞膜的脂质有何特点?________
(6)细胞内外均为水环境,磷脂分子应如何分布?________
材料5 1925年,戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺展成单分子层,测得磷脂单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。
(7)推论:细胞膜中的磷脂分子排列为________ 。
材料6 1959年,罗伯特森利用电子显微镜拍摄到了细胞膜的图像为暗—亮—暗的三层结构,测定细胞膜的厚度为7~8 nm,恰好是单层磷脂膜厚度的两倍,而按照“三明治”模型,加上两侧的蛋白质,膜的总厚度应当超过20 nm。
材料7 物理科学家在低温下将细胞膜切开,升温后暴露两层磷脂之间的断裂面(冰冻蚀刻法),发现蛋白质镶嵌、贯穿于磷脂双分子层中。
(8)罗伯特森的蛋白质—脂质—蛋白质的静态膜结构模型能解释膜的哪些功能?不能解释哪些功能?________
(9)根据电镜照片和膜厚度的证据,请对细胞膜结构提出你的猜测。________
材料8 人—鼠细胞融合实验
(10)人—鼠细胞融合实验说明了什么?________
(11)基于以上材料,总结辛格和尼科尔森提出的流动镶嵌模型的结构要点。________
材料1 1895年,欧文顿发现:凡溶于脂质的物质容易穿过细胞膜;不溶于脂质的物质不容易穿过细胞膜。
(1)欧文顿根据实验结果得出了“
(2)如何进一步研究确定细胞膜的脂质成分的类型?
材料2 1953年,丹尼利和戴维森研究细胞膜表面张力,发现细胞膜表面张力明显低于油—水界面的表面张力。由于人们发现油脂滴表面如果吸附蛋白质成分,则表面张力会降低。
(3)推测:细胞膜除含脂质分子外,可能还附有
材料3 科学家陆续测定了不同细胞的生物膜的化学组成如下表:
生物膜 | 蛋白质/% | 脂类/% | 糖类/% |
人的CNS髓鞘 | 20 | 79 | 少 |
人的红细胞膜 | 49 | 43 | 8 |
大鼠的肝细胞核膜 | 59 | 35 | 2.9 |
内质网膜 | 67 | 33 | 少 |
线粒体外膜 | 52 | 48 | 少 |
线粒体内膜 | 76 | 24 | 少 |
材料4 1917年,科学家朗缪尔把溶有膜脂的挥发性溶剂倾倒在水面上,溶剂挥发掉,而脂类分子可在水面上铺开成一层,并且测出脂分子的极性一端被吸附在水分子上,而非极性一端直立在水面上(如图)。
(5)朗缪尔实验说明组成细胞膜的脂质有何特点?
(6)细胞内外均为水环境,磷脂分子应如何分布?
材料5 1925年,戈特和格伦德尔用丙酮从人的红细胞中提取脂质,在空气—水界面上铺展成单分子层,测得磷脂单分子层的面积恰为红细胞表面积的2倍。
(7)推论:细胞膜中的磷脂分子排列为
材料6 1959年,罗伯特森利用电子显微镜拍摄到了细胞膜的图像为暗—亮—暗的三层结构,测定细胞膜的厚度为7~8 nm,恰好是单层磷脂膜厚度的两倍,而按照“三明治”模型,加上两侧的蛋白质,膜的总厚度应当超过20 nm。
材料7 物理科学家在低温下将细胞膜切开,升温后暴露两层磷脂之间的断裂面(冰冻蚀刻法),发现蛋白质镶嵌、贯穿于磷脂双分子层中。
(8)罗伯特森的蛋白质—脂质—蛋白质的静态膜结构模型能解释膜的哪些功能?不能解释哪些功能?
(9)根据电镜照片和膜厚度的证据,请对细胞膜结构提出你的猜测。
材料8 人—鼠细胞融合实验
(10)人—鼠细胞融合实验说明了什么?
(11)基于以上材料,总结辛格和尼科尔森提出的流动镶嵌模型的结构要点。
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【推荐3】如图是细胞中分泌蛋白的合成和运输过程,序号代表细胞中的结构,回答下列问题:
(1)图中具有单层膜结构的细胞器有____ (填序号),含有DNA的细胞器有____ (填序号)。
(2)图中②合成的肽链经____ (填序号)的加工后可成为⑦中的蛋白质。分泌蛋白的合成、加工与转运过程中能量的主要提供者是____ (填序号)。
(3)细胞中的膜结构都是以________ 作为基本支架的,图中⑧与④融合所体现的膜的结构特点是__ 。不同结构在功能上的不同主要取决于膜成分中___ 不同。
(1)图中具有单层膜结构的细胞器有
(2)图中②合成的肽链经
(3)细胞中的膜结构都是以
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【推荐1】研究者用荧光染料对细胞膜上某些分子进行处理,并使膜发出荧光。再用高强度激光照射细胞膜的某区域,使其瞬间被“漂白”,即荧光消失。随后,该漂白区域荧光逐渐恢复,如图1。检测该区域荧光强度随时间的变化,绘制得到荧光漂白恢复曲线,如图2。请回答问题:
(1)细胞膜以_________ 为基本支架,还含有蛋白质等成分,实验中通常对膜蛋白进行荧光标记。
(2)细胞膜上被漂白区域的荧光强度能恢复,推测其原因可能有:①被漂白物质的荧光会_________ ;②被漂白区域内外分子相互运动的结果。
(3)研究发现:如果去除细胞膜中的胆固醇,膜结构上蛋白质分子停泊的“平台”被拆解,漂白区域荧光恢复的时间缩短,说明胆固醇对膜中分子运动具有_________ 作用,该结果支持推测_________ (填“①”或“②”)。
(4)最终恢复的荧光强度比初始强度_________ ,可能是荧光强度会自主下降或某些分子处于相对静止状态。
(5)该研究说明细胞膜具有_________ 性。
(1)细胞膜以
(2)细胞膜上被漂白区域的荧光强度能恢复,推测其原因可能有:①被漂白物质的荧光会
(3)研究发现:如果去除细胞膜中的胆固醇,膜结构上蛋白质分子停泊的“平台”被拆解,漂白区域荧光恢复的时间缩短,说明胆固醇对膜中分子运动具有
(4)最终恢复的荧光强度比初始强度
(5)该研究说明细胞膜具有
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【推荐2】下图为细胞内物质运输的过程及局部放大示意图,其中①~⑤表示不同的细胞结构。请回答下列问题([ ]内填写序号):
(1)甲图中[ ]______________ 鼓出形成囊泡X,囊泡X到达[ ]____________ 并与之融合。若囊泡Y内含有多种酸性水解酶,则结构[⑤]可能是______________ 。
(2)人工膜为人工合成的脂质膜,下图为不同温度下胆固醇对人工膜微粘度(与流动性呈负相关)影响的曲线:
与人工膜相比较,细胞膜中的成分还有______________ 。据图分析胆固醇对人工膜流动性的影响是:在温度较高时,胆固醇可以____________________________ 。
(1)甲图中[ ]
(2)人工膜为人工合成的脂质膜,下图为不同温度下胆固醇对人工膜微粘度(与流动性呈负相关)影响的曲线:
与人工膜相比较,细胞膜中的成分还有
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【推荐3】如图为细胞生物膜系统的部分组成在结构与功能上的联系及细胞膜模式图,请据图分析回答:(1)据图可以推测溶酶体起源于_______ (细胞器名称)。溶酶体的功能是______________ 。
(2)分泌蛋白在合成、加工以及运输过程中,经过的细胞结构依次是__________ (用文字和箭头表示);若3H标记的氨基酸缩合产生了3H2O,那么水中的O可能来自于氨基酸的____________ 。
(3)细胞膜的基本支架是_____ ,分泌蛋白出细胞的过程体现了细胞膜的结构特点是具有____ 。
(4)该细胞分泌出的蛋白质在人体内随血液被运输到靶细胞时,与靶细胞膜上的____________ 结合,引起靶细胞的生理活动发生变化。此过程体现了细胞膜具有____________ 的功能。
(5)小肠上皮细胞逆浓度梯度吸收葡萄糖的运输方式为图乙中的____________ (填编号),CO2排出细胞时通过细胞膜的方式为____________ (填编号);图乙中未标出的、既是动物细胞膜成分也是参与血液中脂质运输的物质是____________ 。
(2)分泌蛋白在合成、加工以及运输过程中,经过的细胞结构依次是
(3)细胞膜的基本支架是
(4)该细胞分泌出的蛋白质在人体内随血液被运输到靶细胞时,与靶细胞膜上的
(5)小肠上皮细胞逆浓度梯度吸收葡萄糖的运输方式为图乙中的
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【推荐1】下图是细胞膜亚显微结构模式图,请据图回答下列问题:
(1)膜的基本支架是图中___ (填字母),它具有屏障作用的原因是其内部是___ 水溶性分子或离子不能自由通过。
(2)图中A的糖类分子叫做___ ,它与___ 、___ 等功能有密切关系。
(3)不同细胞的细胞膜的生理功能不同,主要取决于细胞膜上的___ (填字母)细胞膜的外侧是___ (填“M”或“N”)侧。
(4)细胞膜的这种结构模型被称为___ 。
(1)膜的基本支架是图中
(2)图中A的糖类分子叫做
(3)不同细胞的细胞膜的生理功能不同,主要取决于细胞膜上的
(4)细胞膜的这种结构模型被称为
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【推荐2】下图为研究渗透作用的实验装置,请回答下列问题:
(1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液,漏斗内外起始液面一致。渗透平衡时液面差为Δh,此时S1和S2浓度的大小关系为__________ 。
(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的________ ,两者在物质透过功能上的差异是________________________ 。
(3)为进一步探究两种膜的特性,某兴趣小组做了以下实验。
部分实验步骤和结果如下:
①选两套渗透装置,标上代号X和Y。在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水,分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液,均调节漏斗内外液面高度一致。渗透平衡时出现液面差的装置有________ (填代号)。
②选两片洁净的载玻片,标号,在载玻片中央分别滴加________ ,制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态。
③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化,两者都能出现的现象是________ 。
(4)上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是__________________ 。
(1)漏斗内溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液,漏斗内外起始液面一致。渗透平衡时液面差为Δh,此时S1和S2浓度的大小关系为
(2)图中半透膜模拟的是成熟植物细胞中的
(3)为进一步探究两种膜的特性,某兴趣小组做了以下实验。
部分实验步骤和结果如下:
①选两套渗透装置,标上代号X和Y。在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水,分别在装置X和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO3溶液,均调节漏斗内外液面高度一致。渗透平衡时出现液面差的装置有
②选两片洁净的载玻片,标号,在载玻片中央分别滴加
③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化,两者都能出现的现象是
(4)上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是
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【推荐3】下图表示细胞膜的亚显微结构模式图,请据图回答:
(1)该图为细胞膜的____________ 模型,构成细胞膜基本支架的是[ ] ____________ (括号中填相应数字)。
(2)与细胞相互识别有关的是图中的[3]糖蛋白,细胞膜的内侧是______ (填“A”或“B”)侧。
(3)白细胞具有的吞噬功能与细胞膜具有___________ 有关。
(4)鉴别动物细胞是否死亡通常用台盼蓝染液,_______ 细胞会被染色,体现了细胞膜具有_______ 的功能。
(5)细胞除了进行相互识别外,还参与了细胞间信息交流,下图为细胞间的三种信息交流方式,其中,精子和卵细胞之间的信息传递采用的方式是_______ (填A、B、C),两个植物细胞之间通过[④]__________ 完成信息交流。
(1)该图为细胞膜的
(2)与细胞相互识别有关的是图中的[3]糖蛋白,细胞膜的内侧是
(3)白细胞具有的吞噬功能与细胞膜具有
(4)鉴别动物细胞是否死亡通常用台盼蓝染液,
(5)细胞除了进行相互识别外,还参与了细胞间信息交流,下图为细胞间的三种信息交流方式,其中,精子和卵细胞之间的信息传递采用的方式是
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【推荐1】吃辣后舌头上会有火辣辣的感觉,诺贝尔奖获得者戴维·杰伊·朱利叶斯等人发现了辣椒素受体(TRPV1),解释了吃辣椒时总是感到热的原因。TRPV1是一种通道蛋白,其被辣椒素激活时,造成Ca2+通过TRPV1内流而产生兴奋,进而产生“灼烧感”。请回答下列问题:
(1)TRPV1被辣椒素激活后造成的Ca2+内流________ (填“消耗”或“不消耗”)ATP。吃辣椒后,辣椒素会与TRPV1结合,使感受器产生兴奋,兴奋传至________ 使人产生热痛的感觉。产生此感觉后,往往会引起机体的呼吸运动增强,这一过程________ (填“属于”或“不属于”)反射。
(2)图1表示局部麻醉药与辣椒素共同使用时抑制突触处的兴奋传递的作用机理。局部麻醉药单独使用时不能通过细胞膜,起不到麻醉作用,与辣椒素共同使用时可抑制突触处的兴奋传递,下列叙述正确的有________ (填序号)。
① 突触后膜可能是神经元的胞体膜或树突膜,其基本支架是磷脂双分子层
② 在静息时有较多离子通过通道蛋白Ⅰ出细胞,则通道蛋白Ⅰ最可能为K+通道
③ 麻醉药的作用机理是堵塞了通道蛋白Ⅲ,可能导致Na+无法内流
④ 辣椒素的作用机理是与通道蛋白Ⅱ结合,不改变通道蛋白Ⅱ的形态结构
(3)图2为研究神经细胞膜电位变化的实验装置,两个神经元以突触联系,并连有电表Ⅰ、Ⅱ。P点给予适宜刺激后,电表Ⅰ测得的电位变化如图3所示。若将N处的电极移至N处膜外,电表Ⅰ测得的电位变化如图4所示。
① 电表Ⅱ记录到的电位变化波形与图________ 基本相同。
② 当电表Ⅰ记录到图3中b点电位值时,膜外电位为________ 电位。电表Ⅰ记录到的图3中c点电位对应图4曲线中________ 点的电位;若将该神经细胞置于更高浓度的NaCl溶液中,图3中c点位置的变化是________ 。(填“上移”或“下移”或“不变”)
③ 若将S处电极移至膜外,在T点给予适宜刺激,则电表Ⅱ发生偏转的次数为______ 次。
(1)TRPV1被辣椒素激活后造成的Ca2+内流
(2)图1表示局部麻醉药与辣椒素共同使用时抑制突触处的兴奋传递的作用机理。局部麻醉药单独使用时不能通过细胞膜,起不到麻醉作用,与辣椒素共同使用时可抑制突触处的兴奋传递,下列叙述正确的有
① 突触后膜可能是神经元的胞体膜或树突膜,其基本支架是磷脂双分子层
② 在静息时有较多离子通过通道蛋白Ⅰ出细胞,则通道蛋白Ⅰ最可能为K+通道
③ 麻醉药的作用机理是堵塞了通道蛋白Ⅲ,可能导致Na+无法内流
④ 辣椒素的作用机理是与通道蛋白Ⅱ结合,不改变通道蛋白Ⅱ的形态结构
(3)图2为研究神经细胞膜电位变化的实验装置,两个神经元以突触联系,并连有电表Ⅰ、Ⅱ。P点给予适宜刺激后,电表Ⅰ测得的电位变化如图3所示。若将N处的电极移至N处膜外,电表Ⅰ测得的电位变化如图4所示。
① 电表Ⅱ记录到的电位变化波形与图
② 当电表Ⅰ记录到图3中b点电位值时,膜外电位为
③ 若将S处电极移至膜外,在T点给予适宜刺激,则电表Ⅱ发生偏转的次数为
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【推荐2】如图表示物质进出细胞膜的几种方式,请据图回答下面的问题:
(1)细胞膜功能的主要承担者是_____ ,大分子物质进出细胞只能依靠胞吞和胞吐,这依赖于细胞膜具有_____ 。
(2)若在细胞中注入某种呼吸抑制剂,_____ 方式将会受到较大影响。(填图中字母)
(3)与 b 方式相比,c、d 方式的主要特点是需要借助_____ ,该物质是在细胞内的_____ 上合成的。
(1)细胞膜功能的主要承担者是
(2)若在细胞中注入某种呼吸抑制剂,
(3)与 b 方式相比,c、d 方式的主要特点是需要借助
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【推荐3】2021年诺贝尔生理学或医学奖颁给了发现温度和触觉感受器的两位科学家。研究表明,TRPV1是一种阳离子通道蛋白,辣椒素和43℃以上的高温都能激活TRPV1,激活后引起细胞内Ca2+浓度升高,从而产生辣或烫的感觉。(已知在静息状态下,细胞外Ca2+浓度高于细胞内,此状态会抑制Na+内流)。
(1)分析推测TRPV1最可能位于反射弧的______________ 神经元末梢的膜上。
(2)结合所学知识,解释细胞接受辣椒素刺激后产生兴奋的原因:辣椒素刺激→______ →细胞内Ca2+浓度升高→胞外Ca2+浓度减少→______ →Na+内流→细胞产生兴奋。
(3)研究表明,炎症因子IL-6也会使TRPV1通透性增强,引起痛觉。为验证镇痛药枸杞多糖(LBP)能通过抑制IL-6的释放发挥药效,将离体神经元和能释放IL-6的胶质细胞共同培养。对照组和LBP组均用辣椒素处理,检测神经元内Ca2+信号变化,结果如图。该实验还不足以验证假设,原因是对照组在加入辣椒素后胞内Ca2+明显增加,LBP组几乎无变化,仅能说明___________________ 。完善实验还需要补充检测__________ 。
(4)基于上述系列研究,为镇痛药物的开发提供两种不同思路:一是_______________________________ ;二是________________________________________ 。
(1)分析推测TRPV1最可能位于反射弧的
(2)结合所学知识,解释细胞接受辣椒素刺激后产生兴奋的原因:辣椒素刺激→
(3)研究表明,炎症因子IL-6也会使TRPV1通透性增强,引起痛觉。为验证镇痛药枸杞多糖(LBP)能通过抑制IL-6的释放发挥药效,将离体神经元和能释放IL-6的胶质细胞共同培养。对照组和LBP组均用辣椒素处理,检测神经元内Ca2+信号变化,结果如图。该实验还不足以验证假设,原因是对照组在加入辣椒素后胞内Ca2+明显增加,LBP组几乎无变化,仅能说明
(4)基于上述系列研究,为镇痛药物的开发提供两种不同思路:一是
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