Question

【题目】学习、记忆是高等动物适应环境、使个体得到发展的重要功能。通过电刺激实验，发现学习、记忆功能与高等动物的海马脑区（H区）密切相关。

（1）在小鼠H区的传入纤维上施加单次强刺激， 传入纤维末梢释放神经递质，此时突触前膜出现的信号变化为______________________ 。

（2）如果在H区的传入纤维上施加100次/秒、持续1秒的强刺激（HFS），在刺激后几小时之内，只要再施加单次强刺激，突触后膜的电位变化都会比未受过HFS处理时高2—3倍，研究者认为是HFS使H区神经细胞产生了“记忆”，下图为这一现象可能的机制。

①如图所示，突触后膜上的N受体被激活后，Ca2+会以____________方式进入胞内，Ca2+与_____________________________共同作用，使C酶的____________发生改变，C酶被激活。

②如果对小鼠H区传入纤维施以HFS，休息30分钟后，可检测到H区神经细胞的A受体总量无明显变化，而细胞膜上的A受体数量明显增加。据图可知，细胞膜上增加的A受体可能直接来自____________形成的具膜小泡，该过程需要依靠细胞膜的____________来实现。

③图中A受体胞内肽段（T）被C酶磷酸化后，A受体活性增强。据图可知，C酶被激活后一方面可以增强__________（填图中序号）过程以增加_____________________________，另一方面通过消耗ATP的过程_______（填图中序号）使A受体泡内肽段（T）的磷酸化，A受体活性增强。这样就是突触后膜对______的通透性显著增加，突触后膜的膜电位变化明显增强。

（3）图中内容从细胞和_______水平揭示了学习、记忆的一种可能机制。

Answer 1

【答案】 电信号→化学信号 协助扩散 钙调蛋白 空间结构 高尔基体 流动性 Ⅱ 细胞膜上A受体的数量 I Na+ 分子

【解析】试题分析：当神经纤维受到刺激之后，冲动传到突触结构，此时突触前膜释放神经递质（本题为谷氨酸）作用于突触后膜的相关受体，突触前膜的膜电位发生变化，将电信号转化为化学信号，突触后膜发生的信号变化为化学信号转化为电信号，冲动从传入神经传给下一个神经细胞。结合图示和题干信息分析：突触后膜上有两种受体（N受体、A受体），当N受体激活，则引起钙通道打开，Ca2+顺浓度梯度进入突触后神经元内，Ca2+与钙调蛋白共同作用，使C酶的空间结构发生改变，C酶被激活。C酶被激活后一方面可以增强图中Ⅱ过程以增加细胞膜上A受体的数量；另一方面通过消耗ATP的过程，即图中I，使A受体泡内肽段（T）的磷酸化，A受体活性增强。这样就是突触后膜对钠离子的通透性显著增加，突触后膜的膜电位变化明显增强。

（1）结合前面的分析可知，突触前膜接到传来的神经冲动，释放神经递质的过程中信号转化方式是电信号变为化学信号。

（2）①从题中可以看出Ca2+是从浓度高的一侧到浓度低的一侧，有N受体蛋白的协助，但是没有消耗能量，故Ca2+是以协助扩散的方式进入细胞内的。Ca2+进入细胞后，与钙调蛋白共同作用，使C酶空间结构发生改变，C酶从无活性状态变为活性状态。

②据图可知，细胞膜上增加的A受体可能直接来自高尔基体形成的具膜小泡，该过程需要依靠细胞膜的流动性来实现。

③由题中信息分析可知，A受体既存在于细胞膜上，也存在于细胞内，Ⅱ过程表示细胞内A受体运输至细胞膜。由此推知，C酶被激活后，一方面可以增强Ⅱ过程以增加细胞膜上的A受体数量，另一方面通过消耗ATP的过程Ⅰ使A受体泡内肽段（T）的磷酸化，A受体活性增强。这样就是突触后膜对钠离子的通透性显著增加，突触后膜的膜电位变化明显增强。

（3）由题可知，图中涉及的都是离子、蛋白、酶等物质的变化，是从分子水平揭示了学习、记忆的一种可能机制。