Question

18．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神經(jīng)遞質(zhì)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)以協(xié)助擴(kuò)散方式進(jìn)入胞內(nèi)，Ca²⁺與鈣調(diào)蛋白共同作用，使C酶的空間結(jié)構(gòu)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)傳入纖維施加HFS，休息30分鐘后，檢測(cè)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Ⅱ（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CB．
A．?dāng)?shù)目不同序列不同   B．?dāng)?shù)目相同序列相反    C．?dāng)?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(cè)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)方案并加以完善不合理．應(yīng)和對(duì)照組處理相同，應(yīng)檢測(cè)細(xì)胞膜上的A受體數(shù)量是否明顯增加．
（4）圖中內(nèi)容從細(xì)胞和分子水平揭示學(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)．

Answer 1

分析 1、學(xué)習(xí)和記憶是腦的高級(jí)功能之一．學(xué)習(xí)和記憶相互聯(lián)系，不可分割．
（1）學(xué)習(xí)是神經(jīng)系統(tǒng)不斷地接受刺激，獲得新的行為、習(xí)慣和積累經(jīng)驗(yàn)的過程．
（2）記憶則是將獲得的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行貯存和再現(xiàn)．
2、神經(jīng)中樞的分布部位和功能：
①神經(jīng)中樞位于顱腔中腦（大腦、腦干、小腦）和脊柱椎管內(nèi)的脊髓，其中大腦皮層的中樞是最高級(jí)中樞，可以調(diào)節(jié)以下神經(jīng)中樞活動(dòng)；
②大腦皮層除了對(duì)外部世界感知（感覺中樞在大腦皮層）還具有語言、學(xué)習(xí)、記憶和思維等方面的高級(jí)功能；
③語言文字是人類進(jìn)行思維的主要工具，是人類特有的高級(jí)功能（在言語區(qū)）（S區(qū)→說，H區(qū)→聽，W區(qū)→寫，V區(qū)→看）；
④記憶種類包括瞬時(shí)記憶，短期記憶，長(zhǎng)期記憶，永久記憶．

解答 解：（1）興奮在神經(jīng)元之間傳導(dǎo)的過程中，傳入纖維末梢會(huì)釋放神經(jīng)遞質(zhì)作用于突觸后膜的相關(guān)受體，使突觸后膜出現(xiàn)一個(gè)膜電位變化．
（2）分析圖解可知看出，突觸后膜外的Ca²⁺濃度高，膜內(nèi)Ca²⁺的濃度低，并且其運(yùn)輸需要借助于細(xì)胞膜上的N受體，因此運(yùn)輸方式屬于協(xié)助擴(kuò)散．圖中顯示，Ca²⁺進(jìn)入細(xì)胞后與鈣調(diào)蛋白共同作用，使C酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變（球形變成多邊形），C酶被激活．
（3）①對(duì)小鼠H區(qū)傳入纖維施加HFS，休息30分鐘后，檢測(cè)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，說明H區(qū)神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)的A受體結(jié)合到細(xì)胞膜上，該結(jié)果為圖中的Ⅱ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的氨基酸數(shù)目相同、序列相反或序列相同，即短肽本身是無關(guān)變量．
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)生突變的一組小鼠和對(duì)照組都用HFS處理H區(qū)傳入纖維，30分鐘后檢測(cè)細(xì)胞膜上的A受體數(shù)量是否明顯增加，而不是檢測(cè)H區(qū)神經(jīng)細(xì)胞突觸后膜A受體能否磷酸化．
（4）根據(jù)題意和圖示分析可知：圖中內(nèi)容從細(xì)胞和分子水平揭示學(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)．
故答案為：
（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）①Ⅱ②CB     ③不合理     應(yīng)和對(duì)照組處理相同，應(yīng)檢測(cè)細(xì)胞膜上的A受體數(shù)量是否明顯增加
（4）細(xì)胞和分子

點(diǎn)評(píng) 本題考查腦的高級(jí)功能、興奮傳遞的相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生的識(shí)圖能力和判斷能力，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)綜合分析問題和解決問題的能力．