Question

18．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）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⁺会以协助扩散方式进入胞内，Ca²⁺与钙调蛋白共同作用，使C酶的空间结构发生改变，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区传入纤维施加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Ⅱ（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CB．
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不合理．应和对照组处理相同，应检测细胞膜上的A受体数量是否明显增加．
（4）图中内容从细胞和分子水平揭示学习、记忆的一种可能机制，为后续研究提供了理论基础．

Answer 1

分析 1、学习和记忆是脑的高级功能之一．学习和记忆相互联系，不可分割．
（1）学习是神经系统不断地接受刺激，获得新的行为、习惯和积累经验的过程．
（2）记忆则是将获得的经验进行贮存和再现．
2、神经中枢的分布部位和功能：
①神经中枢位于颅腔中脑（大脑、脑干、小脑）和脊柱椎管内的脊髓，其中大脑皮层的中枢是最高级中枢，可以调节以下神经中枢活动；
②大脑皮层除了对外部世界感知（感觉中枢在大脑皮层）还具有语言、学习、记忆和思维等方面的高级功能；
③语言文字是人类进行思维的主要工具，是人类特有的高级功能（在言语区）（S区→说，H区→听，W区→写，V区→看）；
④记忆种类包括瞬时记忆，短期记忆，长期记忆，永久记忆．

解答 解：（1）兴奋在神经元之间传导的过程中，传入纤维末梢会释放神经递质作用于突触后膜的相关受体，使突触后膜出现一个膜电位变化．
（2）分析图解可知看出，突触后膜外的Ca²⁺浓度高，膜内Ca²⁺的浓度低，并且其运输需要借助于细胞膜上的N受体，因此运输方式属于协助扩散．图中显示，Ca²⁺进入细胞后与钙调蛋白共同作用，使C酶的空间结构发生改变（球形变成多边形），C酶被激活．
（3）①对小鼠H区传入纤维施加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，说明H区神经细胞内的A受体结合到细胞膜上，该结果为图中的Ⅱ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的氨基酸数目相同、序列相反或序列相同，即短肽本身是无关变量．
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和对照组都用HFS处理H区传入纤维，30分钟后检测细胞膜上的A受体数量是否明显增加，而不是检测H区神经细胞突触后膜A受体能否磷酸化．
（4）根据题意和图示分析可知：图中内容从细胞和分子水平揭示学习、记忆的一种可能机制，为后续研究提供了理论基础．
故答案为：
（1）神经递质
（2）协助扩散     钙调蛋白    空间结构
（3）①Ⅱ②CB     ③不合理     应和对照组处理相同，应检测细胞膜上的A受体数量是否明显增加
（4）细胞和分子

点评 本题考查脑的高级功能、兴奋传递的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力．