Question

【题目】神经细胞的活动有两个重要的指标：第一个是细胞膜电位的变化，第二个是细胞内钙离子浓度变化。科研人员希望通过光来检测和控制神经细胞的活动。

（1）当膜电位变化时，细胞膜上镶嵌的许多蛋白质分子都会改变形状，这类随膜电位改变形状的蛋白分子叫电压敏感蛋白。科研人员将电压敏感蛋白A的基因与绿色荧光蛋白（GFP）基因连接，构建融合基因。转入融合基因的小鼠神经细胞受到刺激发生兴奋时，膜电位发生的变化是_______________________。膜电位变化引起蛋白A的形状改变，引起CFP的___________改变，发光特性也随之改变，从而可以观察到膜电位变化。

（2）静息时，神经细胞膜上的Ca2+通道处于关闭状态，当兴奋沿轴突传递到__________时，细胞膜上的Ca2+通道打开，Ca2+进入细胞与钙调蛋白结合，使钙调蛋白结构发生改变，进而引起_______________向突触前膜的定向移动，释放__________。若希望通过绿色荧光来观察神经细胞内Ca2+含量的变化，可构建钙调蛋白基因与荧光蛋白基因的融合基因，转入小鼠受精卵细胞，观察并比较________________________________________________。

（3）为通过光来控制神经细胞的活动，科研人员分离出光敏通道蛋白C。当蛋白C吸收光子后，阳离子通道打开，_______________导致神经细胞兴奋。随后，科研人员将蛋白C基因表达在果蝇与翅相连的胸肌细胞上，一种可以观察到光能否控制神经细胞活动的方法是____________________________。

Answer 1

【答案】由外正内负变为外负内正空间结构突触小体突触小泡神经递质小鼠神经细胞兴奋前后细胞内荧光强度的变化Na+内流切断果蝇头部和身体的神经联系，把光打到果蝇身体上，观察果蝇翅膀是否扇动

【解析】

考察的是兴奋在神经纤维上的传导过程，以及神经元之间的传递过程，当神经纤维兴奋时，钠离子通道开放，钠离子内流，膜电位由外正内负变为外负内正，而后，钠离子通道关闭，钾离子外流恢复到静息电位。兴奋在神经元之间传递时，突触前膜释放神经递质，经过突触间隙作用于突触后膜，与突触后膜上的受体结合，引起突出后膜的兴奋或抑制。

（1）神经细胞受到刺激发生兴奋时，膜电位发生的变化是由外正内负变为外负内正，由图像可以看出膜电位变化引起蛋白A的形状改变，引起CFP的空间结构改变，使发光特性也发生改变。

（2）轴突的末端是分枝膨大形成的突触小体，兴奋沿轴突传递到突触小体，随后兴奋就会在细胞之间进行传递，因此，细胞膜上的Ca2+通道打开，Ca2+进入细胞与钙调蛋白结合，使钙调蛋白结构发生改变，进而引起突触小泡，向突触前膜的定向移动，释放神经递质，若希望通过绿色荧光来观察神经细胞内Ca2+含量的变化，可构建钙调蛋白基因与荧光蛋白基因的融合基因，转入小鼠受精卵细胞，观察并比较小鼠神经细胞兴奋前后细胞内荧光强度的变化。

（3）为通过光来控制神经细胞的活动，科研人员分离出光敏通道蛋白C，当蛋白C吸收光子后，阳离子通道打开，钠离子内流，导致神经细胞兴奋。随后，科研人员将蛋白C基因表达在果蝇与翅相连的胸肌细胞上，可以观察到光能否控制神经细胞活动的方法是切断果蝇头部和身体的神经联系，把光打到果蝇身体上，观察果蝇翅膀是否扇动。