Question

【題目】學(xué)習(xí)、記憶是高等動物適應(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(xué)習(xí)、記憶功能與高等動物的海馬腦區(qū)（H區(qū)）密切相關(guān)。

（1）在小鼠H區(qū)的傳入纖維上施加單次強刺激， 傳入纖維末梢釋放神經(jīng)遞質(zhì)，此時突觸前膜出現(xiàn)的信號變化為______________________ 。

（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(rèn)為是HFS使H區(qū)神經(jīng)細(xì)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(jìn)入胞內(nèi)，Ca2+與_____________________________共同作用，使C酶的____________發(fā)生改變，C酶被激活。

②如果對小鼠H區(qū)傳入纖維施以HFS，休息30分鐘后，可檢測到H區(qū)神經(jīng)細(xì)胞的A受體總量無明顯變化，而細(xì)胞膜上的A受體數(shù)量明顯增加。據(jù)圖可知，細(xì)胞膜上增加的A受體可能直接來自____________形成的具膜小泡，該過程需要依靠細(xì)胞膜的____________來實現(xiàn)。

③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。據(jù)圖可知，C酶被激活后一方面可以增強__________（填圖中序號）過程以增加_____________________________，另一方面通過消耗ATP的過程_______（填圖中序號）使A受體泡內(nèi)肽段（T）的磷酸化，A受體活性增強。這樣就是突觸后膜對______的通透性顯著增加，突觸后膜的膜電位變化明顯增強。

（3）圖中內(nèi)容從細(xì)胞和_______水平揭示了學(xué)習(xí)、記憶的一種可能機制。

Answer 1

【答案】 電信號→化學(xué)信號 協(xié)助擴(kuò)散 鈣調(diào)蛋白 空間結(jié)構(gòu) 高爾基體 流動性 Ⅱ 細(xì)胞膜上A受體的數(shù)量 I Na+ 分子

【解析】試題分析：當(dāng)神經(jīng)纖維受到刺激之后，沖動傳到突觸結(jié)構(gòu)，此時突觸前膜釋放神經(jīng)遞質(zhì)（本題為谷氨酸）作用于突觸后膜的相關(guān)受體，突觸前膜的膜電位發(fā)生變化，將電信號轉(zhuǎn)化為化學(xué)信號，突觸后膜發(fā)生的信號變化為化學(xué)信號轉(zhuǎn)化為電信號，沖動從傳入神經(jīng)傳給下一個神經(jīng)細(xì)胞。結(jié)合圖示和題干信息分析：突觸后膜上有兩種受體（N受體、A受體），當(dāng)N受體激活，則引起鈣通道打開，Ca2+順濃度梯度進(jìn)入突觸后神經(jīng)元內(nèi)，Ca2+與鈣調(diào)蛋白共同作用，使C酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，C酶被激活。C酶被激活后一方面可以增強圖中Ⅱ過程以增加細(xì)胞膜上A受體的數(shù)量；另一方面通過消耗ATP的過程，即圖中I，使A受體泡內(nèi)肽段（T）的磷酸化，A受體活性增強。這樣就是突觸后膜對鈉離子的通透性顯著增加，突觸后膜的膜電位變化明顯增強。

（1）結(jié)合前面的分析可知，突觸前膜接到傳來的神經(jīng)沖動，釋放神經(jīng)遞質(zhì)的過程中信號轉(zhuǎn)化方式是電信號變?yōu)榛瘜W(xué)信號。

（2）①從題中可以看出Ca2+是從濃度高的一側(cè)到濃度低的一側(cè)，有N受體蛋白的協(xié)助，但是沒有消耗能量，故Ca2+是以協(xié)助擴(kuò)散的方式進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的。Ca2+進(jìn)入細(xì)胞后，與鈣調(diào)蛋白共同作用，使C酶空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，C酶從無活性狀態(tài)變?yōu)榛钚誀顟B(tài)。

②據(jù)圖可知，細(xì)胞膜上增加的A受體可能直接來自高爾基體形成的具膜小泡，該過程需要依靠細(xì)胞膜的流動性來實現(xiàn)。

③由題中信息分析可知，A受體既存在于細(xì)胞膜上，也存在于細(xì)胞內(nèi)，Ⅱ過程表示細(xì)胞內(nèi)A受體運輸至細(xì)胞膜。由此推知，C酶被激活后，一方面可以增強Ⅱ過程以增加細(xì)胞膜上的A受體數(shù)量，另一方面通過消耗ATP的過程Ⅰ使A受體泡內(nèi)肽段（T）的磷酸化，A受體活性增強。這樣就是突觸后膜對鈉離子的通透性顯著增加，突觸后膜的膜電位變化明顯增強。

（3）由題可知，圖中涉及的都是離子、蛋白、酶等物質(zhì)的變化，是從分子水平揭示了學(xué)習(xí)、記憶的一種可能機制。