学习、记忆是动物适应环境、使个体得到发展的重要功能。通过电刺激实验,发现学习、记忆功能与高等动物的海马脑区(H区)密切相关。在小鼠H区的传入纤维上施加单次强刺激,传入纤维末梢释放的神经递质作用于突触后

所属学校:学历教育 科目:高中生物 2024-08-04 09:30:23 高中生物

学习、记忆是动物适应环境、使个体得到发展的重要功能。通过电刺激实验,发现学习、记忆功能与高等动物的海马脑区(H区)密切相关。在小鼠H区的传入纤维上施加单次强刺激,传入纤维末梢释放的神经递质作用于突触后膜的相关受体,突触后膜会出现一个膜电位变化。如果在H区的传入纤维上施加100次/秒、持续1秒的强刺激(HFS),在刺激后几小时之内,只要再施加单次强刺激,突触后膜的电位变化都会比未受过HFS处理时高2~3倍,研究者认为是HFS使H区神经细胞产生了“记忆”,下图为这一现象可能的机制。

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(1)如图所示,突触后膜上的N受体被激活后,Ca2+会以__________方式进入胞内,Ca2+与_________共同作用,使C酶的____________发生改变,C酶被激活。

(2)为验证图中所示机制,研究者开展了大量工作,如:

① 对小鼠H区传入纤维施以HFS,休息30分钟后,检测到H区神经细胞的A受体总量无明显变化,而细胞膜上的A受体数量明显增加。该结果为图中的_______(填图中序号)过程提供了实验证据。

② 图中A受体胞内肽段(T)被C酶磷酸化后,A受体活性增强,为证实A受体的磷酸化位点位于T上,需将一种短肽导入H区神经细胞内,以干扰C酶对T的磷酸化,其中,实验组和对照组所用短肽分别应与T的氨基酸_________

A.数目不同序列不同 B.数目相同序列相反 C.数目相同序列相同

(3)图中内容从____________水平揭示了学习、记忆的一种可能机制,为后续研究提供了理论基础。

【答案】

协助扩散 钙调蛋白 空间结构 Ⅱ C 细胞和分子

【解析】

据图分析,传入神经纤维末梢的膜属于突触前膜,其释放的谷氨酸属于神经递质,与突触后膜上的N受体结合后,促进了钙离子由高浓度向细胞膜内运输,该过程提供了通道蛋白,不消耗能量,为协助扩散。

(1)根据以上分析已知,Ca2+进入胞内的方式为协助扩散。据图分析可知,钙离子与钙调蛋白结合后,使得没有活性的C酶的空间结构发生了改变(球形变成多边形),从而使得C酶被激活。

(2)①对小鼠H区传入纤维施加HFS,休息30分钟后,检测到H区神经细胞的A受体总量无明显变化,而细胞膜上的A受体数量明显增加,说明H区神经细胞内的A受体结合到细胞膜上,该结果为图中的Ⅱ过程提供了实验证据。

②图中A受体胞内肽段(T)被C酶磷酸化后,A受体活性增强,为证实A受体的磷酸化位点位于T上,需将一种短肽导入H区神经细胞内,以干扰C酶对T的磷酸化。其中,实验组和对照组所用短肽分别应与T的氨基酸数目相同、序列相同,即短肽本身是无关变量。

(3)根据题意和图示分析可知:图中内容从细胞和水平揭示学习、记忆的一种可能机制,为后续研究提供了理论基础。

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