星形胶质细胞中的T蛋白与动物学习记忆能力有关。科研人员对T蛋白的作用机理进行了系列研究。
(1)星形胶质细胞的___ 末梢与神经元胞体或树突相接近形成___ ,其形态、功能和数量会影响学习记忆能力。
(2)科研人员获得星形胶质细胞中敲除T基因的小鼠X,进行两组实验。实验一:在水槽中放置一平台,对小鼠进行5天平台实验,测定野生型和小鼠X 到达平台所用时间,结果如图1。实验二:将野生型和小鼠X 置于暗箱中,记录运动轨迹(运动轨迹可反映小鼠运动能力),结果如图2。
假设一:___ 。
假设二:___ 。
②图2实验结果排除了假设___ 。
(3)科学家显微拍摄野生型和小鼠X的神经细胞,发现小鼠X诲马区的突触数量显著降低。为研究T蛋白缺失导致突触数量降低的原因,还需在细胞水平上进一步观察记录___ 。
(4)钙波指细胞内的钙在某个区域瞬时性增高,并以很快的速度在细胞内传播。钙波强度可调节星形胶质细胞与神经元间的交流,以及神经细胞的发育。A蛋白位于星形胶质细胞的细胞膜上,敲除A基因,钙波强度减弱。敲除T基因的小鼠,A基因启动子区域维持甲基化修饰。请综合分析,完善T蛋白影响学习记忆的机理___ (使用文字、箭头和“+、-”表示)。
(1)星形胶质细胞的
(2)科研人员获得星形胶质细胞中敲除T基因的小鼠X,进行两组实验。实验一:在水槽中放置一平台,对小鼠进行5天平台实验,测定野生型和小鼠X 到达平台所用时间,结果如图1。实验二:将野生型和小鼠X 置于暗箱中,记录运动轨迹(运动轨迹可反映小鼠运动能力),结果如图2。
假设一:
假设二:
②图2实验结果排除了假设
(3)科学家显微拍摄野生型和小鼠X的神经细胞,发现小鼠X诲马区的突触数量显著降低。为研究T蛋白缺失导致突触数量降低的原因,还需在细胞水平上进一步观察记录
(4)钙波指细胞内的钙在某个区域瞬时性增高,并以很快的速度在细胞内传播。钙波强度可调节星形胶质细胞与神经元间的交流,以及神经细胞的发育。A蛋白位于星形胶质细胞的细胞膜上,敲除A基因,钙波强度减弱。敲除T基因的小鼠,A基因启动子区域维持甲基化修饰。请综合分析,完善T蛋白影响学习记忆的机理
更新时间:2024-04-21 15:03:22
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【推荐1】科学家发现人体中有一种与肥胖有关的物质——瘦素。通过小鼠实验发现,瘦素可以通过血脑屏障,然后与下丘脑特异性受体结合,把人体相关物质含量的信号传递给下丘脑的体重调节中枢,调节摄食行为。图表示瘦素通过下丘脑发挥作用的过程,其中a-h表示神经元,右图为左图中某局部模式图。请回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/12/30/2107729762091008/2111293733707776/STEM/7a3f3da1c3f344c4b82e6f21c21994cf.png?resizew=463)
(1)右图中结构④称为______________ ,兴奋在右图所示结构④中的传递方向是__________ (单向/双向/无方向)的。
(2)瘦素通过血脑屏障到达下丘脑,通过一系列调节,从而抑制食欲,减少能量的摄取,达到减重的效果。此时饱中枢和摄食中枢的兴奋性依次是_____ 。
A.增强、增强 B.增强、减弱 C.减弱、增强 D.减弱、减弱
(3)右图中物质A是___________ ,若当左图中c神经元释放物质A,并引起右图中③的抑制,则此时③处的膜电位是__________ 。
(4)突触易受化学因素影响,如:毒扁豆碱可使突触间隙中的Ach(乙酰胆碱)酯酶失去活性;肉毒杆菌毒素可阻断Ach释放;箭毒可与Ach受体强力结合,却不能使离子通道开放。上述物质中可导致大脑皮层无感觉的是___ 。
A.毒扁豆碱 B.箭毒 C.肉毒杆菌毒素 D.瘦素
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/12/30/2107729762091008/2111293733707776/STEM/7a3f3da1c3f344c4b82e6f21c21994cf.png?resizew=463)
(1)右图中结构④称为
(2)瘦素通过血脑屏障到达下丘脑,通过一系列调节,从而抑制食欲,减少能量的摄取,达到减重的效果。此时饱中枢和摄食中枢的兴奋性依次是
A.增强、增强 B.增强、减弱 C.减弱、增强 D.减弱、减弱
(3)右图中物质A是
(4)突触易受化学因素影响,如:毒扁豆碱可使突触间隙中的Ach(乙酰胆碱)酯酶失去活性;肉毒杆菌毒素可阻断Ach释放;箭毒可与Ach受体强力结合,却不能使离子通道开放。上述物质中可导致大脑皮层无感觉的是
A.毒扁豆碱 B.箭毒 C.肉毒杆菌毒素 D.瘦素
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解题方法
【推荐2】触觉是人体与周围环境最为直观的交互形式,Piezo家族蛋白在触觉等机械力感知信号传导中发挥重要作用。清华大学研究团队发现,当力作用于细胞膜时,膜张力的改变引起Piezo蛋白发生可逆形变,使Piezo蛋白通道开放,从而将机械力刺激转化为阳离子内向电流。Piezo蛋白的结构如图所示。回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/23/25cf8b4c-c516-49fa-912f-851f55c5d97f.png?resizew=217)
(1)机械力刺激会使Piezo蛋白的“叶片”结构旋转,改变了蛋白质的________ ,使中央孔打开,引起阳离子内流。
(2)研究者从Piezo家族蛋白的某些候选蛋白中筛选出与触觉信号产生相关的蛋白质,构建了许多特定蛋白质不表达的细胞系,以研究某1种蛋白质的功能。这种控制自变量的方法采用了________ 原理。实验过程及检测如图所示。若在Piezo2蛋白不表达的细胞系中,机械力刺激后________ ,则证明该蛋白质与触觉产生相关。为进一步证明Piezo2蛋白的作用,研究者构造了该蛋白质过量表达的细胞系,给予机械力刺激后,实验现象是________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/23/22042ecc-8da4-4163-8893-c86d54902af9.png?resizew=393)
(3)为了解Piezo2蛋白是否单独感应机械力刺激,研究者将该蛋白质固定到人工脂质球上,对脂质球进行机械力刺激,并用电极检测。人工脂质球的基本支架是________ ,与(2)题的实验相比,该实验采用人工脂质球的目的是________ 。为使本实验严谨,应如何设计?________ 。实验设计必须遵循的原则有________ (答出2点)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/23/25cf8b4c-c516-49fa-912f-851f55c5d97f.png?resizew=217)
(1)机械力刺激会使Piezo蛋白的“叶片”结构旋转,改变了蛋白质的
(2)研究者从Piezo家族蛋白的某些候选蛋白中筛选出与触觉信号产生相关的蛋白质,构建了许多特定蛋白质不表达的细胞系,以研究某1种蛋白质的功能。这种控制自变量的方法采用了
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【推荐3】下图甲表示反射弧中三个神经元及其联系,其中--——○——<表示从树突到胞体,再到轴突及末梢(即一个完整的神经元模式);图乙表示突触的亚显微结构模式图。联系图解回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/9/26/2299055976669184/2299772187590656/STEM/ada37c46b79a4acd91668cba1056f763.png?resizew=398)
(1)图甲中,若⑤代表________ ,其定义是__________________ 。
(2)乙图中二氧化碳浓度最高处在[ ]_____ 中,该结构的作用是为神经兴奋的传导提供____________ 。
(3)机体要维持内环境稳态与外界环境相适应,都离不开生命活动的调节,目前普遍认为_________ 是机体维持稳态的主要机制。
(4)德国科学家Mellor的学生用蛙的坐骨神经—腓肠肌标本做了一个非常简单的实验(如图),从而测量出坐骨神经冲动的传导速度。 从神经元的结构角度来看,坐骨神经属于反射弧的________ 部分。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/9/26/2299055976669184/2299772187590656/STEM/83f2d4712a024606869dd62b8bc59c67.png?resizew=392)
(5)刺激强度与兴奋强度有何关系,现有两种假设:
假设1:刺激与兴奋是同时效应,在一定范围内随刺激强度的增强兴奋也随之增强,超出该范围,兴奋强度不再随刺激强度的增强而增强。
假设2:只有当刺激电流达到一定值时,神经元才开始兴奋,并且兴奋强度不随刺激强度的增强而增强。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/9/26/2299055976669184/2299772187590656/STEM/3cec267c0e2742e3814c7dbefc22c612.png?resizew=361)
①请在上面坐标图中画出上述两种假设相对应的实验结果。__________________
②科学家进行了实验:将刺激强度逐渐增加(S1~S8),测得一个神经细胞膜电位的变化规律(如图),结合实验结果分析上述两种假设哪一种正确?________ 。
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(1)图甲中,若⑤代表
(2)乙图中二氧化碳浓度最高处在[ ]
(3)机体要维持内环境稳态与外界环境相适应,都离不开生命活动的调节,目前普遍认为
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(5)刺激强度与兴奋强度有何关系,现有两种假设:
假设1:刺激与兴奋是同时效应,在一定范围内随刺激强度的增强兴奋也随之增强,超出该范围,兴奋强度不再随刺激强度的增强而增强。
假设2:只有当刺激电流达到一定值时,神经元才开始兴奋,并且兴奋强度不随刺激强度的增强而增强。
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①请在上面坐标图中画出上述两种假设相对应的实验结果。
②科学家进行了实验:将刺激强度逐渐增加(S1~S8),测得一个神经细胞膜电位的变化规律(如图),结合实验结果分析上述两种假设哪一种正确?
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解题方法
【推荐1】排尿是一种复杂的反射活动。下图1是排尿反射的反射弧示意图,其中,膀胱逼尿肌和尿道内括约肌由自主神经控制,不受意识支配。尿道外括约肌由躯体运动神经控制,受意识支配。图2是图1中膀胱及周围部位的放大示意图。回答下列问题:_____________ 。
(2)膀胱逼尿肌和尿道内括约肌均由自主神经支配,但尿道外括约肌却由躯体运动神经支配,两类传出神经协调配合对机体排尿的积极意义是_____________ 。成年人突然受惊吓后可能会尿失禁,原因是_____________ 。
(3)图2中,腹下神经释放的NE(去甲肾上腺素)一方面促进膀胱逼尿肌舒张,另一方面也会促进尿道内括约肌收缩。同一神经递质在两部位的效果截然相反,原因是_____________ 。ACh(乙酰胆碱)的作用效果与NE刚好相反,若使用药物抑制图2中传出神经ACh的释放,可能带来的结果是_____________ 。
(4)进入尿道的尿液会刺激尿道感受器,神经冲动传入脊髓,进一步加强排尿中枢活动,促进逼尿肌收缩。膀胱逼尿肌收缩又促进尿液进入尿道,再次传导兴奋到脊髓,如此反复。这一调节机制叫做______________ (填“正”或“负”)反馈调节,这一调节机制对机体排尿的意义是_____________ 。
(2)膀胱逼尿肌和尿道内括约肌均由自主神经支配,但尿道外括约肌却由躯体运动神经支配,两类传出神经协调配合对机体排尿的积极意义是
(3)图2中,腹下神经释放的NE(去甲肾上腺素)一方面促进膀胱逼尿肌舒张,另一方面也会促进尿道内括约肌收缩。同一神经递质在两部位的效果截然相反,原因是
(4)进入尿道的尿液会刺激尿道感受器,神经冲动传入脊髓,进一步加强排尿中枢活动,促进逼尿肌收缩。膀胱逼尿肌收缩又促进尿液进入尿道,再次传导兴奋到脊髓,如此反复。这一调节机制叫做
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(0.4)
【推荐2】癫痫是由于脑部神经元异常过度放电导致的慢性脑功能障碍性疾病。下图示三种抗癫痫药物氨乙烯酸、拉考沙胺和托吡酯的作用机理。
请回答问题:
(1)谷氨酸是一种重要的神经递质,由突触前膜以___ 的方式释放。过度释放的谷氨酸作用于NMDA受体和AMPA受体,使突触后神经元膜内电位变为___ 并出现过度兴奋,进而诱发癫痫。
(2)据图分析,氨乙烯酸治疗癫痫的作用机理是___ 。推测拉考沙胺和托吡酯治疗癫痫时,疗效更佳的是___ ,理由是___ 。
(3)欲利用癫痫大鼠模型探究某种药物抗癫痫的最低有效剂量(获得最大疗效的最低剂量),基本思路是___ 。临床上需要确定药物最低有效剂量的原因是___ (写出一点即可)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/26/d19ec183-939d-4ff3-9d4a-e0c843f44fc9.png?resizew=456)
请回答问题:
(1)谷氨酸是一种重要的神经递质,由突触前膜以
(2)据图分析,氨乙烯酸治疗癫痫的作用机理是
(3)欲利用癫痫大鼠模型探究某种药物抗癫痫的最低有效剂量(获得最大疗效的最低剂量),基本思路是
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(0.4)
【推荐3】抑郁症又称抑郁障碍,主要临床特征为显著而持久的情感低落、主动语言减少,常会产生无助感无用感,严重者会出现幻觉、妄想等症状,甚至产生过激的行为。有研究认为,抑郁症的发生是中枢神经系统中5-羟色胺(英文缩写:5-HT,一种能使人产生愉悦情绪的神经递质)释放减少,突触间隙含量下降所致。回答下列问题:
(1)中枢神经系统中5 - HT的释放方式为_____ ,后膜上的_____ 结合,引发突触后膜电位变化,即引发一次新的神经冲动。
(2)下列能够支持“抑郁症的发生是中枢神经系统中5-HT释放减少,突触间隙含量下降所致”观点的现象是( )
A.抑郁症患者脑内5- HT含量降低
B.5- HT受体基因的变异对抑郁症的发病无影响
C.抑制突触前膜5-HT的释放会导致实验动物出现抑郁症表现
D.抑郁症患者随着药物的治疗和症状的改善,5-HT含量逐步提高
(3)研究表明,5-HT发挥作用后-部分被酶水解,另一部分通过5-HT转运蛋白被突触前神经元回收并贮存于囊泡。据此,科学家研制出了两款作用于不同途径的抗抑郁药物,它们的作用机理分别是_____ 。
(4)不同于上述研究,有些抑郁症患者突触间隙的5-HT含量正常,从5- HT发挥作用的机理分析,该类患者可能的病因是_____ 。
(1)中枢神经系统中5 - HT的释放方式为
(2)下列能够支持“抑郁症的发生是中枢神经系统中5-HT释放减少,突触间隙含量下降所致”观点的现象是
A.抑郁症患者脑内5- HT含量降低
B.5- HT受体基因的变异对抑郁症的发病无影响
C.抑制突触前膜5-HT的释放会导致实验动物出现抑郁症表现
D.抑郁症患者随着药物的治疗和症状的改善,5-HT含量逐步提高
(3)研究表明,5-HT发挥作用后-部分被酶水解,另一部分通过5-HT转运蛋白被突触前神经元回收并贮存于囊泡。据此,科学家研制出了两款作用于不同途径的抗抑郁药物,它们的作用机理分别是
(4)不同于上述研究,有些抑郁症患者突触间隙的5-HT含量正常,从5- HT发挥作用的机理分析,该类患者可能的病因是
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(0.4)
【推荐1】如图是反射弧结构模式图。a、b分别是放置在传出神经和骨骼肌上的电极,用于刺激神经和骨骼肌,c是放置在传出神经上的电位计,用于记录神经兴奋电位,d为神经与肌细胞接头部位,是一种突触。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/8/14/2268845464633344/2269084284354560/STEM/d49c77b7-7e4d-459a-8312-c8fc6fccfceb.png)
(1)用电极a刺激神经,接受刺激部位的膜外电位变化为______ 所,产生的兴奋传到骨骼肌引起的收缩_______ (“属于”或“不属于”)反射
(2)用b刺激骨骼肌,_______ (“能”或“不能”)在c处记录到电位。原因是_______________ 。
(3)正常时,用a刺激神经会引起骨骼肌收缩传出部分的某一处(骨骼肌或传出神经或d)受损时,用a刺激神经,骨骼肌不再收缩。根据本题条件,完成下列判断实验:
①如果用a刺激神经,在c处不能记录电位,表明__________ 受损。
②如果用b刺激骨骼肌,骨骼肌不收缩,表明_______________ 受损。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/8/14/2268845464633344/2269084284354560/STEM/d49c77b7-7e4d-459a-8312-c8fc6fccfceb.png)
(1)用电极a刺激神经,接受刺激部位的膜外电位变化为
(2)用b刺激骨骼肌,
(3)正常时,用a刺激神经会引起骨骼肌收缩传出部分的某一处(骨骼肌或传出神经或d)受损时,用a刺激神经,骨骼肌不再收缩。根据本题条件,完成下列判断实验:
①如果用a刺激神经,在c处不能记录电位,表明
②如果用b刺激骨骼肌,骨骼肌不收缩,表明
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(0.4)
【推荐2】痛觉和痒觉通过不同的神经通路传递至大脑,痒觉是一种诱发抓挠行为的不愉快的感受。为探究痒觉的神经生物学机制,研究人员以小鼠为实验材料,进行了以下系列实验。(要求与说明:实验前先让小鼠在不同条纹的盒子1、2之间自由活动,小鼠对盒子1、2没有偏好。若小鼠产生厌恶感会逃离原来的盒子。戴防挠罩可以阻止小鼠抓挠致痒剂注射部位的皮肤。特定波长的光可以用来抑制神经元的活性)
实验过程与结果和结论:
回答下列问题:
(1)X蛋白基因是2007年研究人员发现的第一个痒觉特异的基因,X蛋白基因突变后,小鼠对多种致痒剂引起的抓挠行为都有__________ 。
(2)实验1的结论:____________________ 。
(3)实验2的结果:甲组__________ ,乙组__________ 。实验前应记录甲、乙组小鼠在盒子1、2分布情况,其目的是______________________________ 。
(4)实验3的过程:____________________ 、__________ 、__________ 。
实验过程与结果和结论:
过程 | 结果和结论 | |
实验1 | 取正常小鼠(甲)和X蛋白基因异常小鼠(乙),分别用致痒剂和致痛刺激处理甲、乙组小鼠,检测是否产生痒觉并自发抓挠或产生痛觉。 | 结果:甲组产生痒觉并自发抓挠后产生痛觉;乙组没有任何反应,产生痛觉。 结论:____________________。 |
实验2 | 用隔板将内壁有不同条纹的盒子1、2隔开。将普通小鼠(甲)和带防挠罩的普通小鼠(乙)注射等量致痒剂,依次关在盒子1中30min,然后打开1、2之间的隔板。实验前和实验后都记录甲、乙组小鼠在盒子1、2分布情况。 | 结果:甲组小鼠主要分布在__________中;乙组小鼠主要分布在__________中。 结论:痒产生时会出现厌恶感,抓挠后可以产生愉悦感。 |
实验3 | 将普通小鼠(甲)和__________的小鼠(乙)均注射__________,观察甲、乙两组小鼠__________。 | 结果:甲组小鼠有明显的自发抓挠情况;乙组小鼠无明显的自发抓挠情况。 结论:神经元M的激活使小鼠产生痒厌恶感。 |
回答下列问题:
(1)X蛋白基因是2007年研究人员发现的第一个痒觉特异的基因,X蛋白基因突变后,小鼠对多种致痒剂引起的抓挠行为都有
(2)实验1的结论:
(3)实验2的结果:甲组
(4)实验3的过程:
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【推荐3】内环境既是体内细胞生存的环境,也是神经、体液-免疫等信息分子交流的主要场所,请根据图回答:
(1)内环境的主要成分之一是血浆,影响血浆渗透压大小的主要物质是___________ 。当细胞外液渗透压升高时,将引起垂体___________ 。
(2)激素在体液内的含量—般是很低的,一个分子的促甲状腺激素释放激素,却可使垂体释放十万个分子的促甲状腺激素,这说明了激素的作用具有___________ 的特点。研究发现肝细胞膜上存在能与胰岛素特异结合的糖蛋白,肝细胞内还有分解胰岛素的胰岛素酶,这说明激素作用的特点还有_______________ 。
(3)下图甲为中枢神经元之间的一种连接方式,图中各结构均正常,M和N为连接在神经元表面上的电流计;图乙是将蟾蜍的神经元浸浴在由低至高的三种浓度氯化钠溶液中,然后给予相同的刺激,记录的膜电位变化。请据图回答:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/17/1926167313793024/1926917584723968/STEM/0ea534380d9d430cbb304b06aec5e557.png?resizew=481)
若在图甲A处给予一个适宜的刺激,M的指针发生偏转,而N的指针未发生偏转, 推测最可能的原因是______________ ,图乙实验的结果说明:____________________________ 。
(1)内环境的主要成分之一是血浆,影响血浆渗透压大小的主要物质是
(2)激素在体液内的含量—般是很低的,一个分子的促甲状腺激素释放激素,却可使垂体释放十万个分子的促甲状腺激素,这说明了激素的作用具有
(3)下图甲为中枢神经元之间的一种连接方式,图中各结构均正常,M和N为连接在神经元表面上的电流计;图乙是将蟾蜍的神经元浸浴在由低至高的三种浓度氯化钠溶液中,然后给予相同的刺激,记录的膜电位变化。请据图回答:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/17/1926167313793024/1926917584723968/STEM/0ea534380d9d430cbb304b06aec5e557.png?resizew=481)
若在图甲A处给予一个适宜的刺激,M的指针发生偏转,而N的指针未发生偏转, 推测最可能的原因是
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