Question

【題目】神經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，第二個是細胞內鈣離子濃度變化。科研人員希望通過光來檢測和控制神經細胞的活動。

（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，構建融合基因。轉入融合基因的小鼠神經細胞受到刺激發生興奮時，膜電位發生的變化是_______________________。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，神經細胞膜上的Ca2+通道處于關閉狀態，當興奮沿軸突傳遞到__________時，細胞膜上的Ca2+通道打開，Ca2+進入細胞與鈣調蛋白結合，使鈣調蛋白結構發生改變，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細胞內Ca2+含量的變化，可構建鈣調蛋白基因與熒光蛋白基因的融合基因，轉入小鼠受精卵細胞，觀察并比較________________________________________________。

（3）為通過光來控制神經細胞的活動，科研人員分離出光敏通道蛋白C。當蛋白C吸收光子后，陽離子通道打開，_______________導致神經細胞興奮。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細胞活動的方法是____________________________。

Answer 1

【答案】由外正內負變為外負內正空間結構突觸小體突觸小泡神經遞質小鼠神經細胞興奮前后細胞內熒光強度的變化Na+內流切斷果蠅頭部和身體的神經聯系，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纖維上的傳導過程，以及神經元之間的傳遞過程，當神經纖維興奮時，鈉離子通道開放，鈉離子內流，膜電位由外正內負變為外負內正，而后，鈉離子通道關閉，鉀離子外流恢復到靜息電位。興奮在神經元之間傳遞時，突觸前膜釋放神經遞質，經過突觸間隙作用于突觸后膜，與突觸后膜上的受體結合，引起突出后膜的興奮或抑制。

（1）神經細胞受到刺激發生興奮時，膜電位發生的變化是由外正內負變為外負內正，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的空間結構改變，使發光特性也發生改變。

（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+進入細胞與鈣調蛋白結合，使鈣調蛋白結構發生改變，進而引起突觸小泡，向突觸前膜的定向移動，釋放神經遞質，若希望通過綠色熒光來觀察神經細胞內Ca2+含量的變化，可構建鈣調蛋白基因與熒光蛋白基因的融合基因，轉入小鼠受精卵細胞，觀察并比較小鼠神經細胞興奮前后細胞內熒光強度的變化。

（3）為通過光來控制神經細胞的活動，科研人員分離出光敏通道蛋白C，當蛋白C吸收光子后，陽離子通道打開，鈉離子內流，導致神經細胞興奮。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細胞活動的方法是切斷果蠅頭部和身體的神經聯系，把光打到果蠅身體上，觀察果蠅翅膀是否扇動。