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1. 动物可通过学习将条件刺激（CS）与非条件刺激（US）有效关联建立条件反射，能够建立条件反射的CS和US间的最长时间间隔称为“一致性时间窗口”，简称“Tm”。研究人员利用果蝇的“气味-电击”学习模型开展研究。
(1) 果蝇对气味甲、乙的偏好无差异。利用下图1装置进行实验，探究气味甲与施加电击两种处理的时间间隔对果蝇建立气味与电击关联的影响。先向训练臂通入气味甲并施加电击，置换新鲜空气之后通入气味乙，训练后将果蝇转移至测试臂进行测试。

①电击会引发果蝇的躲避反应，属于反射。实验中作为条件刺激。

②检测并计算左右测试臂果蝇数量差值占果蝇总数的比例（PD，绘制曲线如图2.时间间隔为20s时野生型果蝇在测试臂的分布情况为，表示所有果蝇的学习均失败。以PI＝0.5时的对应时间为果蝇将气味与电击建立关联的Tm，实验结果显示，说明5-羟色胺（5-HT）水平能够影响Tm。
(2) 气味和电击的感受器不同，位于果蝇脑区学习记忆中枢的K细胞可以同时获得这两种信息，释放乙酰胆碱（Ach）作用于传出神经元。利用转基因技术，在果蝇K细胞的细胞膜上特异性表达荧光探针，该探针结合Ach可产生荧光，实验证实建立气味一电击条件反射前后，气味信号使K细胞的乙酰胆碱释放量发生改变。实验的正确操作顺序为：①（选填下列序号）。

①气味甲刺激②气味乙刺激-10s间隔-电击刺激③气味甲刺激-10s间隔-电击刺激④检测果蝇脑区荧光强度⑤检测果蝇脑区5-HT释放量
(3) 果蝇脑区的神经元DPM可以释放5-HT，电镜观察发现K细胞与DPM存在突触。实验研究K细胞与DPM之间的功能关系，结果如下图3。

综合上述信息，用适当的文字和箭头完善果蝇建立气味-电击关联后的反射弧及其调控机制的示意图。
(4) 自然界中，CS与US之间的间隔是多变的，受5-HT机制调节的Tm是影响条件反射建立的重要因素，请分析动物Tm过短对其适应环境的影响。
【考点】
反射弧各部分组成及功能; 反射的过程; 神经冲动的产生和传导;
【答案】

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实验探究题 困难
能力提升
真题演练
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1. 研究人员对小鼠的酒精成瘾机制进行了研究。
(1) 将小鼠置于训练装置中，每次在铃声后提供蔗糖溶液。一段时间后小鼠听到铃声就吸吮饮水装置，小鼠的这种反应属于其结构基础是。
(2) 训练成功后，研究人员进行了连续26天的酒精成瘾测试（如表），苦味物质相当于负面刺激。

时期

处理

成瘾前期

第1~3天

在铃声后提供15%酒精

第4~5天

在铃声后提供掺入苦味物质的15%酒精

成瘾期

第6~19天

无限量供应水和15%酒精

成瘾后期

第20~22天

在铃声后提供15%酒精

第23~26天

在铃声后提供掺入苦味物质的15%酒精

成瘾前期小鼠酒精摄入量无显著差异，且第4~5天的饮酒量均低于第1~ 3天。根据成瘾后期酒精摄入量（如图）的差异，将小鼠分为甲、乙、丙三组。据图可知，丙组小鼠的行为特点是，说明已经成瘾。
(3) 小鼠脑内mPFC区与行为控制有关，PAG区与对负面刺激的反应有关。

①mPFC区一些神经元的轴突延伸进入PAG区，与该区神经元形成兴奋性突触联系，PAG区的兴奋使动物回避负面刺激。检测mPFC区神经元的活动，发现与丙组小鼠相比，在第4~5天和第23~26天，甲、乙组小鼠更多神经元处于兴奋状态。

②推测丙组小鼠mPFC区神经元的相对抑制状态导致其酒精成瘾。利用相关技术进行检验，实验组相关处理是第一组，第二组（填字母）。

A.以甲、乙组小鼠为实验材料

B.取接受过铃声训练的小鼠为实验材料

C.向小鼠mPFC相关神经元中导入光激发后能引起氯离子内流的蛋白质的基因

D.向小鼠mPFC相关神经元中导入光激发后能引起钠离子内流的蛋白质的基因

E.进行连续26天的酒精成瘾测试

F.在第4~5天和第23~26天进行光激发

支持上述推测的实验结果是。
(4) 结合生活实际，写出上述研究的应用前景：。
实验探究题 普通
2. 为研究除草剂草甘膦在环境中残留的危害，科研人员将生长良好、生理状况一致的成年蟾蜍均分为若干组，每天定时将等量不同浓度的草甘膦溶液或蒸馏水喷洒对应组蟾蜍体表，分别取不同喷洒天数的蟾蜍制备坐骨神经一腓肠肌标本（图1），测定并记录蟾蜍坐骨神经上神经冲动传导速度，得到图2所示结果。回答下列问题：

   

(1) 坐骨神经—腓肠肌标本可看作反射弧结构中的，该实验中制备好的标本需置于任氏液（两栖动物的生理盐水）中，任氏液的作用是。
(2) 上述实验的自变量有，根据图2实验结果分析，随着草甘膦溶液浓度的升高，蟾蜍坐骨神经的神经冲动传导速度，能否判断“草甘膦处理时间越长，蟾蜍坐骨神经的神经冲动传导速度越慢”?（能/不能）。
(3) 实验中还发现，随着草甘膦溶液浓度的升高，蟾蜍神经动作电位峰值逐渐降低，推测草甘膦很可能抑制细胞膜上的功能，使Na+内流减少，从而导致动作电位峰值降低。
实验探究题 困难
3.  研究发现，当胃肠道遭受毒素入侵后，分布在肠嗜铬细胞膜上的Ca2+通道被激活，并释放大量5-羟色胺（5-HT），其周围的迷走神经感觉末梢能接收5-HT并将信号传送到脑干孤束核，脑干孤束核内的神经元一方面激活“厌恶中枢”，产生与“恶心”相关的厌恶性情绪；另一方面激活脑干的呼吸中枢，通过调节负责膈肌和腹肌同时收缩的神经元，引发呕吐行为。我国科学家首次详细绘制出了小鼠从肠道到大脑的防御反应神经通路，具体过程如图所示。

  

(1) 迷走神经感觉末梢的特异性受体与5-HT结合后，产生兴奋，引发膜电位发生变化的机制是。
(2) 食源性细菌被机体摄入后，会在宿主体内产生毒素，刺激机体的“厌恶中枢”，在产生与“恶心”相关的厌恶性情绪，引发的呕吐行为可将摄入的有毒食物排出消化道。结合上述信息可知，由变质食物引发呕吐的反射弧中，效应器是。
(3) 研究发现，脑干孤束核中有多种神经元，其中只有表达速激肽基因的神经元（M）能接收到迷走神经传来的信息，并通过释放速激肽来传导信息。已知化学遗传学技术可特异性抑制M神经元，现以正常小鼠为实验材料验证该问题，请完善实验思路：选取生理状态相同的健康小鼠均分为甲、乙两组，甲组的处理是：，乙组作为对照组；用毒素刺激（填“甲”或“乙”“甲、乙”）组小鼠，观察小鼠的呕吐行为。
(4) 临床研究发现，化疗药物会激活癌症患者与上述相同的神经通路。科研人员研发出针对化疗患者的抗恶心药物，结合问题（3）的信息，试分析其可能的作用机制。（答出2点即可）
实验探究题 普通