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知识点11
神经调节
1.(2017·江苏高考·T8)下图为突触结构示意图,下列相关叙述正确的是()
A.结构①为神经递质与受体结合提供能量
B.当兴奋传导到③时,膜电位由内正外负变为内负外正
C.递质经②的转运和③的主动运输释放至突触间隙
D.结构④膜电位的变化与其选择透过性密切相关
【解析】选D。图中①表示线粒体,②表示突触小泡,③表示突触前膜,④表示突触后膜。线粒体可以为神经递质的分泌提供能量,但是神经递质与受体结合不需要消耗能量,A项错误;当兴奋传导到突触前膜时,使钠离子迅速内流,膜电位由内负外正变为内正外负,B项错误;神经递质经②转运到突触前膜,以胞吐的形式释放至突触间隙,C项错误;突触后膜上的特异性受体与神经递质结合,使突触后膜上的离子通道打开,某些离子(如Na+和K+)通过细胞膜上的离子通道进出细胞引起膜电位发生变化,该过程体现了细胞膜的选择透过性,D项正确。
【方法规律】巧记神经递质的释放方式、类型及特点
2.(2017·北京高考·T29)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。
【解析】(1)在小鼠H区的传入纤维上施加刺激后,神经冲动传到突触,突触前膜(传入纤维末梢)释放神经递质,作用于突触后膜的相关受体,突触后膜的膜电位发生变化,冲动从传入神经传给下一个神经细胞。
(2)从题中可以看出,Ca2+从浓度高的一侧转移到浓度低的一侧,有N受体的协助,但是没有消耗能量,因此Ca2+以协助扩散的方式进入细胞内。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。
(3)①由题分析可知,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;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,所以为图中Ⅱ过程提供了实验证据。
②本实验目的是证实A受体的磷酸化位点位于T上,短肽要干扰C酶对T的磷酸化,根据单一变量原则,实验组的短肽要与T的氨基酸数目和序列都相同;对照组要排除其他因素对实验的干扰,所以对照组的短肽要与T的氨基酸数目相同序列相反,保证不会与C酶发生反应。
③评价:要验证的是“T的磷酸化能增强神经细胞对刺激的‘记忆’这一假设”,而检测的是“A受体能否磷酸化”,检测对象错误。此外,没有设置对照组,不能排除其他因素对实验的干扰,如不能排除是否有其他物质的磷酸化增强神经细胞对刺激的记忆。
(4)图中涉及的是离子、蛋白、酶等物质的变化,从分子水平揭示了学习、记忆的一种可能机制。
答案:(1)神经递质(2)协助扩散 钙调蛋白 空间结构(3)①Ⅱ ②C、B
③评价:
a.未设置对照组;
b.检测对象不合理,受体A能否磷酸化与本实验目的无关。
完善方案:
a.选取20只生理状况相同、生长状况良好的小鼠,平均分为A、B两组,另取10只生长状况相似的T的磷酸化位点突变的小鼠为C组。
b.用HFS处理B、C组小鼠的H区,A组不作处理;
c.对A、B、C三组小鼠的H区施加强度相同的单次强刺激,并检测突触后膜的电位变化。
(4)分子
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