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)物像海馬的腦區(qū)(H區(qū))密切相關(guān)。圖中的Ⅰ~Ⅲ表示生理過程。
(1)在小鼠H區(qū)的傳入神經(jīng)上施加單次的強(qiáng)刺激,傳入神經(jīng)末梢內(nèi)的神經(jīng)遞質(zhì)——谷氨酸從突觸小體釋放到突觸間隙,共通過了
0
0
層生物膜,所發(fā)生的神經(jīng)信息的轉(zhuǎn)換是 電信號(hào)→化學(xué)信號(hào)
電信號(hào)→化學(xué)信號(hào)
。
(2)如果在H區(qū)的傳入神經(jīng)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”。如圖為這一現(xiàn)象可能的機(jī)制。
①如圖所示,突觸后膜上的N受體被激活后,在 Ca2+和鈣調(diào)蛋白
Ca2+和鈣調(diào)蛋白
作用下,C酶由無活性狀態(tài)變成有活性狀態(tài)。
②研究發(fā)現(xiàn),對(duì)小鼠H區(qū)的傳入神經(jīng)施以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。完成過程Ⅱ的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是 細(xì)胞膜具有流動(dòng)性
細(xì)胞膜具有流動(dòng)性
。
③在神經(jīng)遞質(zhì)的作用下,激活的A受體的通道蛋白開放,大量的Na?通過 協(xié)助擴(kuò)散
協(xié)助擴(kuò)散
方式內(nèi)流,此時(shí)所發(fā)生的膜電位的變化是 由外正內(nèi)負(fù)變成外負(fù)內(nèi)正
由外正內(nèi)負(fù)變成外負(fù)內(nèi)正
。
④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)傳入神經(jīng),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 該實(shí)驗(yàn)方案存在兩處缺陷。第一,應(yīng)補(bǔ)充一組對(duì)未突變小鼠同樣處理的對(duì)照實(shí)驗(yàn)。第二,應(yīng)補(bǔ)充施加HFS后檢測(cè)和比較以上兩組小鼠突觸后膜電位變化的步驟
該實(shí)驗(yàn)方案存在兩處缺陷。第一,應(yīng)補(bǔ)充一組對(duì)未突變小鼠同樣處理的對(duì)照實(shí)驗(yàn)。第二,應(yīng)補(bǔ)充施加HFS后檢測(cè)和比較以上兩組小鼠突觸后膜電位變化的步驟
。
(3)據(jù)圖可知,在突觸處神經(jīng)信息只能單向傳遞的原因是 只在突觸后膜上存在神經(jīng)遞質(zhì)的特異性受體
只在突觸后膜上存在神經(jīng)遞質(zhì)的特異性受體
。