Question

【題目】學習、記憶是高等動物適應環境、使個體得到發展的重要功能。通過電刺激實驗，發現學習、記憶功能與高等動物的海馬腦區（H區）密切相關。

（1）在小鼠H區的傳入纖維上施加單次強刺激， 傳入纖維末梢釋放神經遞質，此時突觸前膜出現的信號變化為______________________ 。

（2）如果在H區的傳入纖維上施加100次/秒、持續1秒的強刺激（HFS），在刺激后幾小時之內，只要再施加單次強刺激，突觸后膜的電位變化都會比未受過HFS處理時高2—3倍，研究者認為是HFS使H區神經細胞產生了“記憶”，下圖為這一現象可能的機制。

①如圖所示，突觸后膜上的N受體被激活后，Ca2+會以____________方式進入胞內，Ca2+與_____________________________共同作用，使C酶的____________發生改變，C酶被激活。

②如果對小鼠H區傳入纖維施以HFS，休息30分鐘后，可檢測到H區神經細胞的A受體總量無明顯變化，而細胞膜上的A受體數量明顯增加。據圖可知，細胞膜上增加的A受體可能直接來自____________形成的具膜小泡，該過程需要依靠細胞膜的____________來實現。

③圖中A受體胞內肽段（T）被C酶磷酸化后，A受體活性增強。據圖可知，C酶被激活后一方面可以增強__________（填圖中序號）過程以增加_____________________________，另一方面通過消耗ATP的過程_______（填圖中序號）使A受體泡內肽段（T）的磷酸化，A受體活性增強。這樣就是突觸后膜對______的通透性顯著增加，突觸后膜的膜電位變化明顯增強。

（3）圖中內容從細胞和_______水平揭示了學習、記憶的一種可能機制。

Answer 1

【答案】 電信號→化學信號 協助擴散 鈣調蛋白 空間結構 高爾基體 流動性 Ⅱ 細胞膜上A受體的數量 I Na+ 分子

【解析】試題分析：當神經纖維受到刺激之后，沖動傳到突觸結構，此時突觸前膜釋放神經遞質（本題為谷氨酸）作用于突觸后膜的相關受體，突觸前膜的膜電位發生變化，將電信號轉化為化學信號，突觸后膜發生的信號變化為化學信號轉化為電信號，沖動從傳入神經傳給下一個神經細胞。結合圖示和題干信息分析：突觸后膜上有兩種受體（N受體、A受體），當N受體激活，則引起鈣通道打開，Ca2+順濃度梯度進入突觸后神經元內，Ca2+與鈣調蛋白共同作用，使C酶的空間結構發生改變，C酶被激活。C酶被激活后一方面可以增強圖中Ⅱ過程以增加細胞膜上A受體的數量；另一方面通過消耗ATP的過程，即圖中I，使A受體泡內肽段（T）的磷酸化，A受體活性增強。這樣就是突觸后膜對鈉離子的通透性顯著增加，突觸后膜的膜電位變化明顯增強。

（1）結合前面的分析可知，突觸前膜接到傳來的神經沖動，釋放神經遞質的過程中信號轉化方式是電信號變為化學信號。

（2）①從題中可以看出Ca2+是從濃度高的一側到濃度低的一側，有N受體蛋白的協助，但是沒有消耗能量，故Ca2+是以協助擴散的方式進入細胞內的。Ca2+進入細胞后，與鈣調蛋白共同作用，使C酶空間結構發生改變，C酶從無活性狀態變為活性狀態。

②據圖可知，細胞膜上增加的A受體可能直接來自高爾基體形成的具膜小泡，該過程需要依靠細胞膜的流動性來實現。

③由題中信息分析可知，A受體既存在于細胞膜上，也存在于細胞內，Ⅱ過程表示細胞內A受體運輸至細胞膜。由此推知，C酶被激活后，一方面可以增強Ⅱ過程以增加細胞膜上的A受體數量，另一方面通過消耗ATP的過程Ⅰ使A受體泡內肽段（T）的磷酸化，A受體活性增強。這樣就是突觸后膜對鈉離子的通透性顯著增加，突觸后膜的膜電位變化明顯增強。

（3）由題可知，圖中涉及的都是離子、蛋白、酶等物質的變化，是從分子水平揭示了學習、記憶的一種可能機制。