Question

【題目】學習、記憶是動物適應環(huán)境、使個體得到發(fā)展的重要功能。通過電刺激實驗，發(fā)現(xiàn)學習、記憶功能與高等動物的海馬腦區(qū)（H區(qū)）密切相關。

（1）在小鼠H區(qū)的傳入纖維上施加單次強刺激， 傳入纖維末梢釋放的_________________作用于突觸后膜的相關受體，突觸后膜出現(xiàn)___________變化。

（2）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”，下圖為這一現(xiàn)象可能的機制。

如圖所示，突觸后膜上的N受體被激活后，Ca2+會以_________________方式進入胞內(nèi)，Ca2+與_______________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，該實驗的自變量是：T的磷酸化位點發(fā)生突變的一組小鼠和_____________，因變量是 _______________。

（4）圖中內(nèi)容從____________水平揭示了學習、記憶的一種可能機制，為后續(xù)研究提供了理論基礎。

Answer 1

【答案】 神經(jīng)遞質(zhì) 一個膜電位 協(xié)助擴散 鈣調(diào)蛋白 空間結構 Ⅱ C、B 該位點未突變的小鼠 檢測和比較以上兩組小鼠突觸后膜的電位變化 細胞和分子

【解析】試題分析：本題通過探究實驗的方式研究了學習、記憶的一種可能機制，考查了神經(jīng)調(diào)節(jié)和實驗設計與分析的相關知識；需要從圖中獲取一些重要信息進而判斷相關的問題，明確實驗設計的對照原則和單一變量原則；解題的關鍵是能夠準確判斷對照組與實驗組、自變量與因變量，并且要明確無關變量要保持相同且適宜。

（1）興奮在神經(jīng)元之間傳遞過程中，傳入纖維末梢釋放神經(jīng)遞質(zhì)作用于突觸后膜的相關受體，使突觸后膜出現(xiàn)一個膜電位變化。

（2）由圖中可以看出，突觸后膜外的Ca2＋濃度高，膜內(nèi)Ca2＋濃度低，并且其運輸需要借助于細胞膜上的N受體且未消耗能量，因此其運輸方式屬于協(xié)助擴散；由圖可知，Ca2＋進入細胞后與鈣調(diào)蛋白結合后共同作用，使C酶的空間結構發(fā)生改變(球形變成六邊形)，C酶被激活。

（3）①由題中“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”說明H區(qū)神經(jīng)細胞的A受體在膜上發(fā)生了轉移，即圖中過程Ⅱ；②由實驗目的可知，實驗組所用短肽與T肽相同，使短肽與T肽競爭C酶導致C酶對T肽的磷酸化受到干擾；而對照組所用短肽應為長度相同，但序列相反的短肽，此肽對C酶磷酸化T肽無干擾作用；③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，該實驗的自變量是：T的磷酸化位點發(fā)生突變的一組小鼠和該位點未突變的小鼠，因變量是檢測和比較以上兩組小鼠突觸后膜的電位變化。

（4）圖中所示內(nèi)容為與學習記憶相關的細胞中大分子物質(zhì)的變化情況，是從細胞與分子水平揭示學習、記憶的一種可能機制。