Question

【题目】学习、记忆是动物适应环境、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， 传入纤维末梢释放的_________________作用于突触后膜的相关受体，突触后膜出现一个膜电位变化。

（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。

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。

（3）为验证图中所示机制，研究者开展了大量工作，如：

① 对小鼠H区传入纤维施以HFS，休息30分钟后，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。该结果为图中的_______________（填图中序号）过程提供了实验证据。

② 图中A受体胞内肽段（T）被C酶磷酸化后，A受体活性增强，为证实A受体的磷酸化位点位于T上，需将一种短肽导入H区神经细胞内，以干扰C酶对T的磷酸化，其中，实验组和对照组所用短肽分别应与T的氨基酸_______________

A．数目不同序列不同 B．数目相同序列相反 C．数目相同序列相同

③ 为验证T的磷酸化能增强神经细胞对刺激的“记忆”这一假设，将T的磷酸化位点发生突变的一组小鼠，用HFS处理H区传入纤维，30分钟后检测H区神经细胞突触后膜A受体能否磷酸化，请评价该实验方案并加以完善_______________。

（4）图中内容从____________水平揭示了学习、记忆的一种可能机制，为后续研究提供了理论基础。

Answer 1

【答案】（1）神经递质

（2）易化扩散/协助扩散 钙调蛋白 空间结构

（3）①Ⅱ ②C、B

③该实验方案存在两处缺陷：第一，应补充一组对未突变小鼠同样处理的对照实验。

第二，应补充施加HFS后检测和比较以上两组小鼠突触后膜的电位变化的实验

（4）细胞和分子

【解析】（1）在小鼠H区的传入纤维上施加单次强刺激，传入纤维末梢释放的神经递质作用于突触后膜的相关受体，突触后膜出现一个膜电位变化。（2）从图中可以看出，Ca2+通过N受体进入细胞的过程是从高浓度向低浓度运输，需要载体，不消耗ATP，属于协助扩散或易化扩散。Ca2+进入细胞后与钙调蛋白结合，激活C酶；蛋白质的功能取决于其空间结构，酶的活性改变的直接原因是其空间结构发生了改变。（3）①由图示信息，根据“细胞膜上的A受体数量明显增加”可推出有比较多的A受体胞内肽段转变成了A受体，该过程就是过程Ⅱ。②实验的自变量为短肽，要验证磷酸化位点位于T上，导入实验组的短肽含有磷酸化位点，导入对照组的短肽不含有磷酸化位点，则实验组所用短肽应与T的氨基酸数目相同序列相同，对照组所用短肽应与T的氨基酸数目相同序列相反。③为了验证T的磷酸化能增强神经细胞对刺激的“记忆”这一假设，将T的磷酸化位点发生突变的一组小鼠，用HFS处理H区传入纤维，30分钟后检测H区神经细胞突触后膜A受体能否磷酸化，还应补充一组对未突变小鼠同样处理的对照实验；检测的实验结果应可操作，膜A受体是否磷酸化不易检测，应补充施加HFS后检测和比较以上两组小鼠突触后膜的电位变化的实验。（4）图中所研究的机制涉及受体（糖蛋白）、酶及物质的运输，所以是在分子和细胞水平上揭示学习和记忆的一种可能机制。