1. 吗啡是镇痛剂,但滥用会导致成瘾。为探究吗啡成瘾机制,科研人员开展下列实验。
(1) 将小鼠放在图1装置的中间处,小鼠可随机进入左侧明箱或右侧暗箱中。小鼠进入明箱时,即刻被注射吗啡,重复训练5天,记录单位时间内小鼠分别在两箱的停留时长。与前测相比,若后测时小鼠表现为,则说明小鼠通过奖赏性学习行为而成瘾。从反射类型看,这种学习行为属于反射。

(2) 已知神经胶质细胞(OPC)围绕轴突形成髓鞘,促进兴奋的传导,且表达吗啡受体。为探究成瘾过程中吗啡对奖赏性学习行为相关的脑区——V区和N区的影响,科研人员用未经训练的野生型小鼠(WT)和突变体小鼠(特异性敲除OPC的吗啡受体)进行图2和下表实验。

刺激脑区特定部位:

组别

实验小鼠

处理

检测脑区的生理变化

V区OPC数量

N区OPC数量

1

WT

注射生理盐水

-

-

2

注射吗啡

+++

-

3

仅刺激V区

+++

-

4

仅刺激N区

-

-

5

突变体

注射生理盐水

-

-

6

注射吗啡

+++

-

注:“+”表示增加,数量越多,效果越显著;“-”表示无明显变化。

上述结果说明,吗啡

(3) 与第1组相比,第2组小鼠的N区兴奋性在成瘾后会增强。综合上述信息,请提出一种吗啡诱导成瘾机制的假说,写出使用以下材料和设备验证该假说的实验方案并预期结果

材料和设备:WT小鼠、OPC增殖阻断剂、吗啡、生理盐水、植入式多巴胺含量传感器。

(4) 相比于可卡因成瘾的机制,本研究揭示的关于“毒瘾难戒”的新发现是
【考点】
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 普通
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1. 乙酰胆碱和NO都是重要的神经递质,图1为二者作用机理示意图。

   

(1) 如图1,乙酰胆碱以的方式由突触前膜释放,与突触后膜上的受体结合后发挥作用;NO进入突触后神经元激活鸟苷酸环化酶,催化GTP生成,后者是重要的胞内信号分子,发挥多种作用。
(2) 为研究NO是否在学习记忆过程中发挥作用,研究人员将雄性大鼠随机分为两组,A组在海马区注射微量L-NA(一氧化氮合酶抑制剂),B组注射等量生理盐水。以Y型电迷宫(图2)检测学习记忆能力。一支臂不通电并有灯光信号表示安全区,另外两支臂通电。两组均于注射后第4天进行测试。

Ⅰ.学习测试:将大鼠放入迷宫箱,适应环境后训练其逃至安全区,记录学习达标所需次数。

Ⅱ.记忆测试:学习测试24小时后,测试大鼠记忆达标所需次数。

测试结束后测定各组大鼠海马区NO含量。

组别

学习达标所需次数(次)

记忆达标所需次数(次)

NO含量(pmol/mg蛋白)

A组

55.78

28.11

64.33

B组

29.50

12.70

90.20

①实验开始时,电迷宫中的灯光是刺激,当动物移动至迷宫通电臂时,足底受到电击,引起神经元Na+,形成动作电位,兴奋传导到产生痛觉。多次重复后动物学会分辨信号逃避电击,即形成了反射。

②实验结果表明,

(3) 有研究表明,NO也可由突触后神经元释放,作用于突触前神经元,作为一种“逆行信使”发挥特定作用。NO可以“逆行”的原因是
实验探究题 普通
3. 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