Question

【題目】為了研究高等動物的學習、記憶功能與海馬腦區(qū)（H區(qū)）的關系，科學家通過電刺激實驗發(fā)現(xiàn)：如果在H區(qū)的傳入纖維上施加100次/秒、持續(xù)1秒的強刺激（HFS），在刺激后幾小時之內(nèi)，只要再施加單次強刺激，突觸后膜的電位變化都會比未受過HFS處理時高2~3倍。研究者認為是HFS使H區(qū)神經(jīng)細胞產(chǎn)生了“記憶”，圖為這一現(xiàn)象可能的機制。請回答下列問題：

（1）圖中傳入神經(jīng)末梢釋放谷氨酸的方式是_____，圖示的興奮傳遞過程體現(xiàn)了細胞膜的______功能。

（2）如圖所示，突觸后膜上的A受體的功能是_______。N受體被激活后，Ca2+會以______方式進入胞內(nèi)。Ca2+與鈣調(diào)蛋白共同作用，使C酶的______發(fā)生改變，C酶被激活。

（3）為驗證圖中所示機制，研究者開展了大量工作，如：

①對小鼠H區(qū)傳入纖維施以HFS，休息30分鐘后，檢測到H區(qū)神經(jīng)細胞的A受體總量無明顯變化，而細胞膜上的A受體數(shù)量明顯增加。該結果為圖中的________（填圖中序號）過程提供了實驗證據(jù)。

②圖中A受體胞內(nèi)肽段（T）被C酶磷酸化后，A受體活性增強，為證實A受體的磷酸化位點位于T上，需將一種短肽導入H區(qū)神經(jīng)細胞內(nèi)，以干擾C酶對T的磷酸化，其中，實驗組和對照組所用短肽分別應與T的氨基酸_______。

A．數(shù)目不同序列不同 B．數(shù)目相同序列相反 C．數(shù)目相同序列相同

③為驗證T的磷酸化能增強神經(jīng)細胞對刺激的“記憶”這一假設，將T的磷酸化位點發(fā)生突變的一組小鼠，用HFS處理H區(qū)傳入纖維，30分鐘后檢測H區(qū)神經(jīng)細胞突觸后膜A受體能否磷酸化，并檢測突觸后膜的電位變化。請對該實驗方案加以完善：______。

Answer 1

【答案】胞吐 控制物質(zhì)進出細胞和進行細胞間信息交流 作為受體識別谷氨酸和作為Na+通道 協(xié)助擴散 空間結構 Ⅱ C、B 應補充一組對未突變小鼠同樣處理的對照實驗

【解析】

依題意和分析題圖：傳入神經(jīng)末梢釋放的谷氨酸與突觸后膜上的A受體結合后引起Na+通過A受體進入海馬腦神經(jīng)細胞內(nèi)，谷氨酸與突觸后膜上的N受體結合后引起Ca2+以協(xié)助擴散的方式通過N受體進入海馬腦神經(jīng)細胞內(nèi)，說明谷氨酸是一種神經(jīng)遞質(zhì)。進入海馬腦神經(jīng)細胞內(nèi)的Ca2+與鈣調(diào)蛋白結合后C酶被激活。激活的C酶促進了A受體胞內(nèi)肽段（T）轉變?yōu)?/span>A受體的Ⅱ過程，進而使細胞膜上的A受體數(shù)量增加，由此推知：H區(qū)神經(jīng)細胞產(chǎn)生“記憶”可能是A受體在細胞膜上的數(shù)量增多所致。

(1)分析圖示可知：谷氨酸是一種神經(jīng)遞質(zhì)，神經(jīng)遞質(zhì)是以胞吐的方式由突觸前膜釋放，經(jīng)擴散通過突觸間隙與突觸后膜上的受體結合，引發(fā)突觸后膜電位變化，因此圖示的興奮傳遞過程體現(xiàn)了細胞膜的控制物質(zhì)進出細胞和進行細胞間信息交流的功能。

(2) 由圖可知：谷氨酸與突觸后膜上的A受體結合后引起Na+通過A受體進入海馬腦神經(jīng)細胞內(nèi)，說明突觸后膜上的A受體的功能是作為受體識別谷氨酸和作為Na+通道。N受體被激活后，Ca2+進入胞內(nèi)是從高濃度一側到達低濃度一側，需要載體協(xié)助，不消耗ATP，其方式為協(xié)助擴散。Ca2+與鈣調(diào)蛋白結合后共同作用，使C酶的空間結構發(fā)生改變，C酶被激活。

(3) ①對小鼠H區(qū)傳入纖維施以HFS，休息30分鐘后，檢測到H區(qū)神經(jīng)細胞的A受體總量無明顯變化，而細胞膜上的A受體數(shù)量明顯增加，據(jù)此分析圖示可知：說明有較多的A受體胞內(nèi)肽段（T）通過Ⅱ過程轉變成了A受體。

②依題意可知：實驗的目的是證實A受體的磷酸化位點位于T上，自變量為短肽，導入實驗組的短肽含有磷酸化位點，導入對照組的短肽不含有磷酸化位點，因此實驗組所用短肽應與T的氨基酸數(shù)目相同序列相同，對照組所用短肽應與T的氨基酸數(shù)目相同序列相反，分別與C、B選項的內(nèi)容相對應。

③為驗證T的磷酸化能增強神經(jīng)細胞對刺激的“記憶”這一假設，自變量為實驗小鼠是否發(fā)生了T的磷酸化位點發(fā)生突變。將T的磷酸化位點發(fā)生突變的一組小鼠，用HFS處理H區(qū)傳入纖維，30分鐘后檢測H區(qū)神經(jīng)細胞突觸后膜A受體能否磷酸化，并檢測突觸后膜的電位變化，這是對實驗組的處理和檢測，因此還應補充一組對未突變小鼠同樣處理的對照實驗。