Question

【題目】為了研究高等動物的學習、記憶功能與海馬腦區（H區）的關系，科學家通過電刺激實驗發現：如果在H區的傳入纖維上施加100次/秒、持續1秒的強刺激（HFS），在刺激后幾小時之內，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區神經細胞產生了“記憶”，圖為這一現象可能的機制。請回答下列問題：

（1）圖中傳入神經末梢釋放谷氨酸的方式是_____，圖示的興奮傳遞過程體現了細胞膜的______功能。

（2）如圖所示，突觸后膜上的A受體的功能是_______。N受體被激活后，Ca2+會以______方式進入胞內。Ca2+與鈣調蛋白共同作用，使C酶的______發生改變，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區傳入纖維施以HFS，休息30分鐘后，檢測到H區神經細胞的A受體總量無明顯變化，而細胞膜上的A受體數量明顯增加。該結果為圖中的________（填圖中序號）過程提供了實驗證據。

②圖中A受體胞內肽段（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區神經細胞內，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．數目不同序列不同 B．數目相同序列相反 C．數目相同序列相同

③為驗證T的磷酸化能增強神經細胞對刺激的“記憶”這一假設，將T的磷酸化位點發生突變的一組小鼠，用HFS處理H區傳入纖維，30分鐘后檢測H區神經細胞突觸后膜A受體能否磷酸化，并檢測突觸后膜的電位變化。請對該實驗方案加以完善：______。

Answer 1

【答案】胞吐 控制物質進出細胞和進行細胞間信息交流 作為受體識別谷氨酸和作為Na+通道 協助擴散 空間結構 Ⅱ C、B 應補充一組對未突變小鼠同樣處理的對照實驗

【解析】

依題意和分析題圖：傳入神經末梢釋放的谷氨酸與突觸后膜上的A受體結合后引起Na+通過A受體進入海馬腦神經細胞內，谷氨酸與突觸后膜上的N受體結合后引起Ca2+以協助擴散的方式通過N受體進入海馬腦神經細胞內，說明谷氨酸是一種神經遞質。進入海馬腦神經細胞內的Ca2+與鈣調蛋白結合后C酶被激活。激活的C酶促進了A受體胞內肽段（T）轉變為A受體的Ⅱ過程，進而使細胞膜上的A受體數量增加，由此推知：H區神經細胞產生“記憶”可能是A受體在細胞膜上的數量增多所致。

(1)分析圖示可知：谷氨酸是一種神經遞質，神經遞質是以胞吐的方式由突觸前膜釋放，經擴散通過突觸間隙與突觸后膜上的受體結合，引發突觸后膜電位變化，因此圖示的興奮傳遞過程體現了細胞膜的控制物質進出細胞和進行細胞間信息交流的功能。

(2) 由圖可知：谷氨酸與突觸后膜上的A受體結合后引起Na+通過A受體進入海馬腦神經細胞內，說明突觸后膜上的A受體的功能是作為受體識別谷氨酸和作為Na+通道。N受體被激活后，Ca2+進入胞內是從高濃度一側到達低濃度一側，需要載體協助，不消耗ATP，其方式為協助擴散。Ca2+與鈣調蛋白結合后共同作用，使C酶的空間結構發生改變，C酶被激活。

(3) ①對小鼠H區傳入纖維施以HFS，休息30分鐘后，檢測到H區神經細胞的A受體總量無明顯變化，而細胞膜上的A受體數量明顯增加，據此分析圖示可知：說明有較多的A受體胞內肽段（T）通過Ⅱ過程轉變成了A受體。

②依題意可知：實驗的目的是證實A受體的磷酸化位點位于T上，自變量為短肽，導入實驗組的短肽含有磷酸化位點，導入對照組的短肽不含有磷酸化位點，因此實驗組所用短肽應與T的氨基酸數目相同序列相同，對照組所用短肽應與T的氨基酸數目相同序列相反，分別與C、B選項的內容相對應。

③為驗證T的磷酸化能增強神經細胞對刺激的“記憶”這一假設，自變量為實驗小鼠是否發生了T的磷酸化位點發生突變。將T的磷酸化位點發生突變的一組小鼠，用HFS處理H區傳入纖維，30分鐘后檢測H區神經細胞突觸后膜A受體能否磷酸化，并檢測突觸后膜的電位變化，這是對實驗組的處理和檢測，因此還應補充一組對未突變小鼠同樣處理的對照實驗。