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知識(shí)點(diǎn)11
神經(jīng)調(diào)節(jié)
1.(2017·江蘇高考·T8)下圖為突觸結(jié)構(gòu)示意圖,下列相關(guān)敘述正確的是()
A.結(jié)構(gòu)①為神經(jīng)遞質(zhì)與受體結(jié)合提供能量
B.當(dāng)興奮傳導(dǎo)到③時(shí),膜電位由內(nèi)正外負(fù)變?yōu)閮?nèi)負(fù)外正
C.遞質(zhì)經(jīng)②的轉(zhuǎn)運(yùn)和③的主動(dòng)運(yùn)輸釋放至突觸間隙
D.結(jié)構(gòu)④膜電位的變化與其選擇透過性密切相關(guān)
【解析】選D。圖中①表示線粒體,②表示突觸小泡,③表示突觸前膜,④表示突觸后膜。線粒體可以為神經(jīng)遞質(zhì)的分泌提供能量,但是神經(jīng)遞質(zhì)與受體結(jié)合不需要消耗能量,A項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)興奮傳導(dǎo)到突觸前膜時(shí),使鈉離子迅速內(nèi)流,膜電位由內(nèi)負(fù)外正變?yōu)閮?nèi)正外負(fù),B項(xiàng)錯(cuò)誤;神經(jīng)遞質(zhì)經(jīng)②轉(zhuǎn)運(yùn)到突觸前膜,以胞吐的形式釋放至突觸間隙,C項(xiàng)錯(cuò)誤;突觸后膜上的特異性受體與神經(jīng)遞質(zhì)結(jié)合,使突觸后膜上的離子通道打開,某些離子(如Na+和K+)通過細(xì)胞膜上的離子通道進(jìn)出細(xì)胞引起膜電位發(fā)生變化,該過程體現(xiàn)了細(xì)胞膜的選擇透過性,D項(xiàng)正確。
【方法規(guī)律】巧記神經(jīng)遞質(zhì)的釋放方式、類型及特點(diǎn)
2.(2017·北京高考·T29)學(xué)習(xí)、記憶是動(dòng)物適應(yīng)環(huán)境、使個(gè)體得到發(fā)展的重要功能。通過電刺激實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)、記憶功能與高等動(dòng)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(qiáng)刺激,傳入纖維末梢釋放的 作用于突觸后膜的相關(guān)受體,突觸后膜出現(xiàn)一個(gè)膜電位變化。
(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(qiáng)刺激(HFS),在刺激后幾小時(shí)之內(nèi),只要再施加單次強(qiáng)刺激,突觸后膜的電位變化都會(huì)比未受過HFS處理時(shí)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(jī)制。
如圖所示,突觸后膜上的N受體被激活后,Ca2+會(huì)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。
(3)為驗(yàn)證圖中所示機(jī)制,研究者開展了大量工作,如:
①對(duì)小鼠H區(qū)傳入纖維施以HFS,休息30分鐘后,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,該結(jié)果為圖中的(填圖中序號(hào))過程提供了實(shí)驗(yàn)證據(jù)。
②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(qiáng)。為證實(shí)A受體的磷酸化位點(diǎn)位于T上,需將一種短肽導(dǎo)入H區(qū)神經(jīng)細(xì)胞內(nèi),以干擾C酶對(duì)T的磷酸化。其中,實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組所用短肽分別應(yīng)與T的氨基酸。
A.數(shù)目不同序列不同
B.數(shù)目相同序列相反
C.數(shù)目相同序列相同
③為驗(yàn)證T的磷酸化能增強(qiáng)神經(jīng)細(xì)胞對(duì)刺激的“記憶”這一假設(shè),將T的磷酸化位點(diǎn)發(fā)生突變的一組小鼠,用HFS處理H區(qū)傳入纖維,30分鐘后檢測H區(qū)神經(jīng)細(xì)胞突觸后膜A受體能否磷酸化。請(qǐng)?jiān)u價(jià)該實(shí)驗(yàn)方案并加以完善。
(4)圖中內(nèi)容從 水平揭示了學(xué)習(xí)、記憶的一種可能機(jī)制,為后續(xù)研究提供了理論基礎(chǔ)。
【解析】(1)在小鼠H區(qū)的傳入纖維上施加刺激后,神經(jīng)沖動(dòng)傳到突觸,突觸前膜(傳入纖維末梢)釋放神經(jīng)遞質(zhì),作用于突觸后膜的相關(guān)受體,突觸后膜的膜電位發(fā)生變化,沖動(dòng)從傳入神經(jīng)傳給下一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞。
(2)從題中可以看出,Ca2+從濃度高的一側(cè)轉(zhuǎn)移到濃度低的一側(cè),有N受體的協(xié)助,但是沒有消耗能量,因此Ca2+以協(xié)助擴(kuò)散的方式進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。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)。
(3)①由題分析可知,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(yùn)輸至細(xì)胞膜;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,所以為圖中Ⅱ過程提供了實(shí)驗(yàn)證據(jù)。
②本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖亲C實(shí)A受體的磷酸化位點(diǎn)位于T上,短肽要干擾C酶對(duì)T的磷酸化,根據(jù)單一變量原則,實(shí)驗(yàn)組的短肽要與T的氨基酸數(shù)目和序列都相同;對(duì)照組要排除其他因素對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾,所以對(duì)照組的短肽要與T的氨基酸數(shù)目相同序列相反,保證不會(huì)與C酶發(fā)生反應(yīng)。
③評(píng)價(jià):要驗(yàn)證的是“T的磷酸化能增強(qiáng)神經(jīng)細(xì)胞對(duì)刺激的‘記憶’這一假設(shè)”,而檢測的是“A受體能否磷酸化”,檢測對(duì)象錯(cuò)誤。此外,沒有設(shè)置對(duì)照組,不能排除其他因素對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾,如不能排除是否有其他物質(zhì)的磷酸化增強(qiáng)神經(jīng)細(xì)胞對(duì)刺激的記憶。
(4)圖中涉及的是離子、蛋白、酶等物質(zhì)的變化,從分子水平揭示了學(xué)習(xí)、記憶的一種可能機(jī)制。
答案:(1)神經(jīng)遞質(zhì)(2)協(xié)助擴(kuò)散 鈣調(diào)蛋白 空間結(jié)構(gòu)(3)①Ⅱ ②C、B
③評(píng)價(jià):
a.未設(shè)置對(duì)照組;
b.檢測對(duì)象不合理,受體A能否磷酸化與本實(shí)驗(yàn)?zāi)康臒o關(guān)。
完善方案:
a.選取20只生理狀況相同、生長狀況良好的小鼠,平均分為A、B兩組,另取10只生長狀況相似的T的磷酸化位點(diǎn)突變的小鼠為C組。
b.用HFS處理B、C組小鼠的H區(qū),A組不作處理;
c.對(duì)A、B、C三組小鼠的H區(qū)施加強(qiáng)度相同的單次強(qiáng)刺激,并檢測突觸后膜的電位變化。
(4)分子