1. 绝大多数哺乳动物的离子通道蛋白TRPV1能被高温(≥40℃)激活,然后迅速发生热失活。图a为小鼠TRPV1(mV1)在热激活和热失活时的结构变化示意图。
(1) 当感受器的TRPV1被热激活后,离子通道打开,阳离子内流从而产生信号。该类信号(由TRPV1等多种热传感器产生的)传递至,使生物体产生热痛的感觉,并通过一系列的调节过程来适应环境温度的变化。持续高温条件下,mV1发生热失活,据图分析热失活的实质是

(2) 我国科研团队发现,原始的哺乳动物鸭嘴兽的TRPV1(pV1)能被热激活,但不会发生热失活(图b)。研究人员利用最新技术将mV1的N端或C端嫁接给pV1,并检测不同TRPV1结构的功能,实验方案及结果见表。据表推测,很可能在进化过程中小鼠TRPV1的端发生结构变化导致热失活。热失活机制最终保留下来,并存在于大多数哺乳动物中,这是作用的结果。

TRPV1结构

热激活

热失活

mV1

+

+

pV1

+

-

pV1+C端

+

-

pV1+N端

+

-

pV1+C端+N端

+

+

注:“+”代表具有该功能,“-”代表该功能缺失

(3) 为探究TRPV1热失活的生物学意义,科研人员以pV1替代了mV1得到转基因小鼠(pV1小鼠),以mV1小鼠作对照,加热地面金属板(≥40℃)刺激鼠爪,实验结果如下:

①长时间热板刺激在pV1鼠爪引起明显的烫伤,经检测发现,鼠爪组织中炎症因子增加。但长时间热板刺激对mV1小鼠无显著影响。

②敲除pV1小鼠中的pV1基因并重复实验,鼠爪烫伤的症状得到缓解,炎症因子无显著增加。根据实验结果分析,热失活可能通过来减少高温刺激造成的伤害,的哺乳动物更能适应炎热环境。随着温室效应加剧,全球变暖,鸭嘴兽的环境容纳量最有可能会

【考点】
细胞膜内外在各种状态下的电位情况; 神经冲动的产生和传导; 脑的高级功能; 自然选择与适应;
【答案】

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