Question

【題目】神經(jīng)細(xì)胞膜上存在電壓敏感蛋白A，這類蛋白質(zhì)分子的構(gòu)型會(huì)隨膜電位變化而發(fā)生相應(yīng)改變。研究人員對(duì)蛋白A進(jìn)行了改造，將其與綠色熒光蛋白GFP相連。已 知神經(jīng)細(xì)胞興奮時(shí)，蛋白A構(gòu)型的改變會(huì)導(dǎo)致GFP的構(gòu)型發(fā)生改變，使GFP發(fā)出的熒光減弱，如圖1所示。將神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)的鈣調(diào)蛋白CaM及其亞基M13連在GFP的兩個(gè)不同位置上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖2所示�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

（1）圖1發(fā)生由左至右的變化時(shí)，神經(jīng)細(xì)胞變?yōu)?/span>___________（填“靜息”或“興奮”）狀態(tài)，此時(shí)膜內(nèi)電位變?yōu)?/span>___________。由此推測(cè)，對(duì)蛋白A改造的目的可能是為了利用GFP的發(fā)光情況來(lái)指示________。

（2）圖2中神經(jīng)細(xì)胞興奮時(shí)，鈣離子內(nèi)流使膜內(nèi)鈣離子濃度升高，此時(shí)GFP發(fā)出的熒光___________（填“增強(qiáng)”或“減弱”），因此GFP的發(fā)光情況也可用于指示細(xì)胞內(nèi)___________的變化。

（3）鈉離子在神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生興奮的過(guò)程中起著重要的作用。靜息時(shí)，神經(jīng)細(xì)胞膜內(nèi)鈉離子濃度遠(yuǎn)小于膜外，而維持這種鈉離子膜內(nèi)外濃度差的是膜上的鈉鉀泵，則鈉鉀泵跨膜運(yùn)輸鈉離子的方式為___________。興奮時(shí)，神經(jīng)細(xì)胞膜上的鈉離子通道___________（填“開(kāi)放”或“關(guān)閉”），引起鈉離子___________，產(chǎn)生動(dòng)作電位。

Answer 1

【答案】興奮 正電位 神經(jīng)細(xì)胞的興奮狀況 增強(qiáng) 鈣離子濃度 主動(dòng)運(yùn)輸 開(kāi)放 內(nèi)流

【解析】

興奮在兩個(gè)神經(jīng)元之間傳遞是通過(guò)突觸進(jìn)行的，突觸由突觸前膜、突觸間隙和突觸后膜三部分組成，神經(jīng)遞質(zhì)只存在于突觸前膜的突觸小泡中，只能由突觸前膜釋放，進(jìn)入突觸間隙，作用于突觸后膜上的特異性受體，引起下一個(gè)神經(jīng)元興奮或抑制，所以興奮在神經(jīng)元之間的傳遞是單向的。突觸可完成“電信號(hào)→化學(xué)信號(hào)→化學(xué)信號(hào)”的轉(zhuǎn)變。靜息時(shí)，K+外流，造成膜兩側(cè)的電位表現(xiàn)為內(nèi)負(fù)外正；受刺激后，Na+內(nèi)流，造成膜兩側(cè)的電位表現(xiàn)為內(nèi)正外負(fù)。

（1）神經(jīng)細(xì)胞興奮時(shí)，蛋白A構(gòu)型的改變會(huì)導(dǎo)致GFP的構(gòu)型發(fā)生改變，使GFP發(fā)出的熒光減弱，圖1發(fā)生由左至右的變化時(shí)，神經(jīng)細(xì)胞變?yōu)榕d奮狀態(tài)，此時(shí)膜內(nèi)電位變?yōu)檎�電位。由此推測(cè)，對(duì)蛋白A改造的目的可能是為了利用GFP的發(fā)光情況來(lái)指示神經(jīng)細(xì)胞的興奮狀況。

（2）圖2中神經(jīng)細(xì)胞興奮時(shí)，鈣離子內(nèi)流使膜內(nèi)鈣離子濃度升高，鈣調(diào)蛋白CaM及其亞基M13連在GFP的兩個(gè)不同位置上，阻礙了綠色熒光蛋白GFP相連，GFP發(fā)出的熒光增強(qiáng)，因此GFP的發(fā)光情況也可用于指示細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度的變化。

（3）鈉離子在神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生興奮的過(guò)程中起著重要的作用。靜息時(shí)，神經(jīng)細(xì)胞膜內(nèi)鈉離子濃度遠(yuǎn)小于膜外，而維持這種鈉離子膜內(nèi)外濃度差的是膜上的鈉鉀泵，則鈉鉀泵跨膜運(yùn)輸鈉離子的方式為主動(dòng)運(yùn)輸。興奮時(shí)，神經(jīng)細(xì)胞膜上的鈉離子通道開(kāi)放，引起鈉離子內(nèi)流，產(chǎn)生動(dòng)作電位。