1. 学习和记忆是人脑的高级功能,长时程增强作用(LTP)被认为是学习与记忆的主要分子机制。LTP是指在短暂高频刺激后,突触效能会增强,例如对海马区突触前神经元施加持续1s的强刺激,在刺激后几小时内,再次施加单次强刺激,突触后膜电位变化会比未受过强刺激处理高2至3倍。回答下列问题:
(1) 神经细胞处于静息状态时,由于神经细胞膜内、外各种电解质的离子浓度不同,且不同,膜处于极化状态。施加适宜刺激后,受刺激部位大量内流,膜内电位高于膜外电位,从而出现现象。与邻近未受刺激部位之间就会形成,以电信号将动作电位传播出去。动作电位的峰值(选填“会”或“不会”)随传导距离的增加而衰减。
(2) 当神经冲动传至后,其内部的突触小泡中的神经递质被释放出来,与突触后膜上的特异性受体相结合,引起突触后膜产生动作电位。神经递质(选填“进入”或“不进入”)下一个神经元,起作用后,为神经细胞下一次兴奋的传递做好准备。从兴奋在突触上传递的维度推测,出现LTP现象的机理可能是:再次施加强刺激时突触前神经元或突触后膜上受体与神经递质的增强。
(3) 突触后膜上的CaMKⅡ是一种蛋白激酶,在LTP中起着重要作用。CaMKⅡ的关键部位包括酶活性区域和能与N蛋白结合的受体区域。为确定形成LTP时CaMKⅡ发挥作用的部位,研究人员对突触前神经元施加持续1s的强刺激,测定突触后膜的电位变化,随后向突触后神经元分别注射不同的抑制剂(抑制剂H同时抑制酶活性区域和与N蛋白结合的受体区域,抑制剂A只抑制酶活性区域),再次施加单次强刺激测定突触后膜的电位变化,结果如下所示:

图中对照组中表示再次施加单次强刺激测得的曲线是(填“X”或“Y”),实验结果可说明CaMKⅡ的区域在LTP的形成中起关键作用。

(4) 研究者探究了不同运动强度对大鼠学习记忆能力的影响,请完善实验思路并分析讨论:

Ⅰ、实验思路:

①选取相同的成年大鼠若干组,适应性喂养后,随机均分为对照组、低强度组、中强度组以及高强度组。

②在相同且适宜的环境下喂养各组大鼠,每天进行相应强度的运动干预。

③运动干预结束后,用适当的方法监测相应脑区的突触数量,CaMKⅡ的表达量,并通过水迷宫实验检测各组大鼠的空间学习记忆能力(小鼠通过迷宫到达目的地所需的时间为检测指标);

④对所得数据统计分析。设计结果记录表:请在以下方框中设计实验结果记录表

Ⅱ、分析讨论:有人认为运动是让大脑休息的方式,请你说说对此的看法

【考点】
细胞膜内外在各种状态下的电位情况; 神经冲动的产生和传导; 脑的高级功能;
【答案】

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