【題目】學習、記憶是動物適應(yīng)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(guān)。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神經(jīng)遞質(zhì)作用于突觸后膜的相關(guān)受體,突觸后膜會出現(xiàn)一個膜電位變化。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。

(1)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+_________共同作用,使C酶的____________發(fā)生改變,C酶被激活。

(2)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(jié)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(yīng)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)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(chǔ)。

【答案】 協(xié)助擴散 鈣調(diào)蛋白 空間結(jié)構(gòu) C 細胞和分子

【解析】試題分析:據(jù)圖分析,傳入神經(jīng)纖維末梢的膜屬于突觸前膜,其釋放的谷氨酸屬于神經(jīng)遞質(zhì),與突觸后膜上的N受體結(jié)合后,促進了鈣離子由高濃度向細胞膜內(nèi)運輸,該過程提供了通道蛋白,不消耗能量,為協(xié)助擴散。

(1)根據(jù)以上分析已知,Ca2+進入胞內(nèi)的方式為協(xié)助擴散。據(jù)圖分析可知,鈣離子與鈣調(diào)蛋白結(jié)合后,使得沒有活性的C酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變(球形變成多邊形),從而使得C酶被激活。

(2)①對小鼠H區(qū)傳入纖維施加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,說明H區(qū)神經(jīng)細胞內(nèi)的A受體結(jié)合到細胞膜上,該結(jié)果為圖中的Ⅱ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(yīng)與T的氨基酸數(shù)目相同、序列相同,即短肽本身是無關(guān)變量。

(3)根據(jù)題意和圖示分析可知:圖中內(nèi)容從細胞和水平揭示學習、記憶的一種可能機制,為后續(xù)研究提供了理論基礎(chǔ)。

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