1. 某人无意间右脚踩在了铁钉上,右腿迅速抬起,左腿迅速蹬直,并“情不自禁”出声尖叫。如图为钉刺反应的反射弧示意图(字母A~E代表不同的神经元,m和n代表反射弧上的位点)。请分析并回答下列问题:

(1) 当铁钉刺入右脚皮肤时,引起右腿抬起和左腿蹬直,该反应的神经中枢位于,痛觉产生的部位是
(2) 兴奋时m点细胞膜内外的电位表现为,引起膜电位变化的原因是
(3) 兴奋由神经元B传向C时,突触后膜将(填“兴奋”或“抑制”);兴奋由神经元C传向D时,突触后膜发生的膜电位变化是
(4) 受到铁钉刺激时,此人右腿抬起的时间早于左腿蹬直的时间,原因是
【考点】
反射的过程; 神经冲动的产生和传导;
【答案】

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3. 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与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,用图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,训练后由通道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(PI),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。

③5-羟色胺(5-HT)是一种在体内分布广泛的神经递质,释放到突触间隙的5-HT通常有三条去路:与相关受体特异性结合(5-HT1A受体是5-HT受体中的一种,5-HT和5-HT1A受体结合后,能抑制结合部位释放神经递质);被单胺氧化酶(MAO)氧化成5-羟色醛;被突触前膜的载体回收重新利用,具体过程如图3,据此分析:

5-HT存储在A细胞的中,5-HT使突触后膜产生兴奋,比较兴奋前后突触后膜的膜内Na+浓度变化和电位的变化分别是5-HT1A受体位于(填“突触前膜”或“突触后膜”),该受体存在的意义是

(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-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-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) 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:
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