Question

【題目】神經(jīng)細胞的活動有兩個重要的指標：第一個是細胞膜電位的變化，第二個是細胞內(nèi)鈣離子濃度變化�？蒲腥藛T希望通過光來檢測和控制神經(jīng)細胞的活動。

（1）當膜電位變化時，細胞膜上鑲嵌的許多蛋白質(zhì)分子都會改變形狀，這類隨膜電位改變形狀的蛋白分子叫電壓敏感蛋白。科研人員將電壓敏感蛋白A的基因與綠色熒光蛋白（GFP）基因連接，構(gòu)建融合基因。轉(zhuǎn)入融合基因的小鼠神經(jīng)細胞受到刺激發(fā)生興奮時，膜電位發(fā)生的變化是_______________________。膜電位變化引起蛋白A的形狀改變，引起CFP的___________改變，發(fā)光特性也隨之改變，從而可以觀察到膜電位變化。

（2）靜息時，神經(jīng)細胞膜上的Ca2+通道處于關(guān)閉狀態(tài)，當興奮沿軸突傳遞到__________時，細胞膜上的Ca2+通道打開，Ca2+進入細胞與鈣調(diào)蛋白結(jié)合，使鈣調(diào)蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，進而引起_______________向突觸前膜的定向移動，釋放__________。若希望通過綠色熒光來觀察神經(jīng)細胞內(nèi)Ca2+含量的變化，可構(gòu)建鈣調(diào)蛋白基因與熒光蛋白基因的融合基因，轉(zhuǎn)入小鼠受精卵細胞，觀察并比較________________________________________________。

（3）為通過光來控制神經(jīng)細胞的活動，科研人員分離出光敏通道蛋白C。當?shù)鞍證吸收光子后，陽離子通道打開，_______________導(dǎo)致神經(jīng)細胞興奮。隨后，科研人員將蛋白C基因表達在果蠅與翅相連的胸肌細胞上，一種可以觀察到光能否控制神經(jīng)細胞活動的方法是____________________________。

Answer 1

【答案】由外正內(nèi)負變?yōu)橥庳搩?nèi)正空間結(jié)構(gòu)突觸小體突觸小泡神經(jīng)遞質(zhì)小鼠神經(jīng)細胞興奮前后細胞內(nèi)熒光強度的變化Na+內(nèi)流切斷果蠅頭部和身體的神經(jīng)聯(lián)系，把光打到果蠅身體上，觀察果蠅翅膀是否扇動

【解析】

考察的是興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)過程，以及神經(jīng)元之間的傳遞過程，當神經(jīng)纖維興奮時，鈉離子通道開放，鈉離子內(nèi)流，膜電位由外正內(nèi)負變?yōu)橥庳搩?nèi)正，而后，鈉離子通道關(guān)閉，鉀離子外流恢復(fù)到靜息電位。興奮在神經(jīng)元之間傳遞時，突觸前膜釋放神經(jīng)遞質(zhì)，經(jīng)過突觸間隙作用于突觸后膜，與突觸后膜上的受體結(jié)合，引起突出后膜的興奮或抑制。

（1）神經(jīng)細胞受到刺激發(fā)生興奮時，膜電位發(fā)生的變化是由外正內(nèi)負變?yōu)橥庳搩?nèi)正，由圖像可以看出膜電位變化引起蛋白A的形狀改變，引起CFP的空間結(jié)構(gòu)改變，使發(fā)光特性也發(fā)生改變。

（2）軸突的末端是分枝膨大形成的突觸小體，興奮沿軸突傳遞到突觸小體，隨后興奮就會在細胞之間進行傳遞，因此，細胞膜上的Ca2+通道打開，Ca2+進入細胞與鈣調(diào)蛋白結(jié)合，使鈣調(diào)蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，進而引起突觸小泡，向突觸前膜的定向移動，釋放神經(jīng)遞質(zhì)，若希望通過綠色熒光來觀察神經(jīng)細胞內(nèi)Ca2+含量的變化，可構(gòu)建鈣調(diào)蛋白基因與熒光蛋白基因的融合基因，轉(zhuǎn)入小鼠受精卵細胞，觀察并比較小鼠神經(jīng)細胞興奮前后細胞內(nèi)熒光強度的變化。

（3）為通過光來控制神經(jīng)細胞的活動，科研人員分離出光敏通道蛋白C，當?shù)鞍證吸收光子后，陽離子通道打開，鈉離子內(nèi)流，導(dǎo)致神經(jīng)細胞興奮。隨后，科研人員將蛋白C基因表達在果蠅與翅相連的胸肌細胞上，可以觀察到光能否控制神經(jīng)細胞活動的方法是切斷果蠅頭部和身體的神經(jīng)聯(lián)系，把光打到果蠅身體上，觀察果蠅翅膀是否扇動。