精做08 人和动物生命活动调节的实验设计与分析——免疫调节-备战2021年高考生物大题精做（北京专用）

精做08 人和动物生命活动调节的实验设计与分析——免疫调节 1．炎症反应通常会引起局部组织疼痛。科研人员对枸杞多糖(LBP)相关药效开展了研究。 （l）机体局部组织损伤可激活____系统引发炎症反应。某些细胞释放的炎症因子使相关神经元更易产生___，并传至____产生痛觉。 （2）福尔马林(FM)是常用致痛剂，致痛表现集中在时相I（注射后0～5分钟，直接刺激局部神经末梢引起）和时相II（注射后15～25分钟，引起炎症因子释放而增加对疼痛的敏感性）。将若干小鼠随机分为三组，处理如下表。记录各组小鼠因疼痛发生的缩足行为，结果如图1。 分组 0~7天连续灌胃 第7天灌胃实验后右后足底皮下注射 甲 适量LBP 适量1% FM 乙 等量生理盐水 等量1% FM 丙 等量生理盐水 等量生理盐水 比较____两组结果可知FM能引起疼痛。与乙组实验结果相比，甲组____，由此推测LBP对FM致痛存在____作用，且该作用可能只通过影响FM所致的炎症反应来实现。 （3）炎症因子IL-6使Ca2+通道( TRPVI)通透性增强，引起痛觉，其分子机制如图2所示。 据图概括IL-6通过PI3K发挥作用的两个途径____ 。细胞膜上的TRPV1通透性增强后，Ca2+内流增加，可____神经元的兴奋性。 （4）为验证LBP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（TRPV1的激活剂）处理，检测神经元内Ca2+信号变化，结果如图3。该实验不足以验证假设，请阐述理由并加以完善，预期结果：____。 （5）基于上述系列研究，请为镇痛药物的开发提供两种思路：____________________ 。 【答案】免疫 兴奋 大脑皮层 乙和丙 缩足行为在时相I与乙组无明显差异，在时相II明显减弱 抑制(缓解) 促进TRPV1蛋白合成(翻译)；促进含有TRPVI蛋白的囊泡与细胞膜融合(胞吐) 提高(增强) 理由:该实验结果显示，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LBP可降低(抑制) TRPV1的功能。(或答出信号通路多个环节可能引起胞内Ca2*明显增加，无法证明是抑制IL-6的释放) 完善:补充检测两组培养液中IL-6的含量 预期: LBP 组(实验组) IL-6的含量明显低于对照组 降低IL-6或信号通路中物质含量(制备IL-6等炎症因子的抗体/倌号通路分子的抗体)抑制TRPVI蛋白的合成或活性 Ca2*拮抗剂. 【详解】 ( 1 )机体局部组织损伤可激活免疫系统引发炎症反应，某些细胞释放的炎症因子使相关神经元更易产性兴奋，并传至大脑皮层产生痛觉； ( 2 )根据三组实验处理及实验结果得到的三条曲线分析，通过乙和丙两组结果可知FM能引起疼痛。与乙组实验结果相比，甲组缩足行为在时相I与乙组无明显差异，在时相I有明显减弱(缩足时长明显缩短) ，由此推测LBP对FM致痛具有抑制作用，且该作用可能只通过影响FM所致的炎症反应来实现； ( 3 )由分析可知，炎症因子IL-6通过PI3K发挥作用的两个途径是促进TRPV1蛋白合成(翻译) ；促进TRPV1蛋白的囊泡与细胞膜融合，细胞膜上的TRPV1通透性增强后，Ca2+内流增加，可提高(增强)神经元的兴奋性； ( 4 )为验证LBP通过抑制L-6的释放发挥药效，根据对实验组和对照组的处理和图3实验结果分析，本实验不足以验证假设，理由是：该实验结果显示，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LBP可降低(抑制) TRPV1的功能，或信号通路多个环节可能引起细胞内Ca2+明显增加，无法证明是抑制IL-6的释放)。需要完善的环节是：补充检测两组培养液中IL-6的含量。预期结果：LBP组(实验组) IL-6的含量明显低于对照组； ( 4 )基于上述系列研究，镇痛药物的开发提供两种思路：降低IL- 6或信号通路中物质含量，抑制TRPV1合成或活性。 这类题以实验为载体，考查炎症反应引起局部组织疼痛的原理和预防方法，考查对免疫调节的理解运用，培养学生实验技能和分析判断能力。在本题中，首先要进行题图分析：图1曲线中，在时相I甲乙缩足行为两组无明显差异，在时相Ⅱ，甲组明显低于乙组，丙组作为对照组，缩足行为始终较低。 图2中，炎症因子IL-6和IL-6R结合后与gp130结合通过P13K调节核糖体产生TRPV1通道蛋白，并且促使TRPV1通道蛋白转移到细胞膜上，加强Ca2+通道( TRPV1 )通透性增强。 图3中，对照组和BP组均用辣椒素( TRPV1的激活剂)处理后，对照组神经元内Ca2+信号强度明显上升，而