内容正文:
稳态与调节
专题六
非选择题审答突破(三) 稳态与调节类
(2023·广东卷,19)神经肌肉接头是神经控制骨骼肌收缩的关键结构,其形成机制如图。神经末梢释放的蛋白A与肌细胞膜蛋白I结合形成复合物,该复合物与膜蛋白M结合触发肌细胞内信号转导,使神经递质乙酰胆碱(ACh)的受体(AChR)在突触后膜成簇组装,最终形成成熟的神经肌肉接头。
真题悟法
回答下列问题。
(1)兴奋传至神经末梢,神经肌肉接头突触前膜 内流,随后Ca2+内流使神经递质ACh以 的方式释放,ACh结合AChR使骨骼肌细胞兴奋,产生收缩效应。
(2)重症肌无力是一种神经肌肉接头功能异常的自身免疫疾病,研究者采用抗原—抗体结合方法检测患者AChR抗体,大部分呈阳性,少部分呈阴性。为何AChR抗体阴性者仍表现出肌无力症状?为探究该问题,研究者作出假设并进行探究。
①假设一:此类型患者AChR基因突变,不能产生 ,使神经肌肉接头功能丧失,导致肌无力。
为验证该假设,以健康人为对照,检测患者AChR基因,结果显示基因未突变,在此基础上作出假设二。
②假设二:此类型患者存在 的抗体,造成 ,从而不能形成成熟的神经肌肉接头,导致肌无力。
为验证该假设,以健康人为对照,对此类型患者进行抗体检测,抗体检测结果符合预期。
③若想采用实验动物验证假设二提出的致病机制,你的研究思路是
。
【试题立意】 该题以“神经肌肉接头功能异常导致重症肌无力”的科学探究和实验为学科情境,考查考生对生物学科核心素养之“科学探究”的实践,即考生在分析已有重症肌无力抗体检测实验现象的基础上形成猜想并作出假设、设计实验或制定方案、进行实验或完成方案、得出结论的过程。
【必备知识】 该题涉及的教材知识有突触的结构以及兴奋在神经元之间的传递等。
【思维建模】
(1)
(2)
(3)
【失分提醒】 不能准确获取信息、理解信息指向,对实验假设的剖析不准确,语言归纳得不够条理是失分的主要因素。
【参考答案】 (1)Na+(钠离子也得分) 胞吐(外排、分泌等不得分)
(2)①AChR ②蛋白质A 蛋白A不能与肌细胞膜蛋白Ⅰ结合形成复合物,从而无法与膜蛋白M结合触发肌细胞内信号转导,使AChR不能在突触后膜成簇组装 ③将实验动物随机分为甲、乙两组,甲组动物定期肌肉注射过量蛋白A,乙组动物注射等量生理盐水,一段时间后,甲组肌无力症状有所缓解,乙组无变化(变量描述准确,设置对照,即可得分)
(2025·广东广州三模)星形胶质细胞中的I蛋白与动物学习记忆能力有关。科研人员对T蛋白的作用机理进行了系列研究。
(1)星形胶质细胞的 末梢与神经元胞体或树突相接近形成
,其形态、功能和数量会影响学习、记忆能力。
演练提升
轴突
突触
解析:学习和记忆涉及脑内神经递质的作用以及某些种类蛋白质的合成,短时记忆主要与神经元的活动及神经元之间的联系有关,尤其是与大脑皮层下一个形状像海马的脑区有关,长时记忆可能与新突触的建立有关,因此星形胶质细胞的轴突末梢与神经元胞体或树突相接近形成突触,其形态、功能和数量会影响学习、记忆能力。
(2)科研人员获得星形胶质细胞中敲除T基因的小鼠X,进行两组实验。实验一:在水槽中放置一平台,对小鼠进行5天平台实验,测定野生型和小鼠X到达平台所用时间,结果如图1。实验二:将野生型和小鼠X置于暗箱中,记录运动轨迹(运动轨迹可反映小鼠的运动能力),结果如图2。
①图1显示,与野生型相比,小鼠X到达平台的时间更长。请提出两种合理的假设解释实验结果。
假设一:T蛋白可维持小鼠的学习、记忆能力。
假设二: 。
②图2实验结果排除了 (填“假设一”或“假设二”)。
T蛋白可维持小鼠的运动能力
假设二
解析:①题图1显示,与野生型相比,小鼠X到达平台的时间更长,可能是小鼠X缺乏T蛋白,使小鼠学习、记忆能力下降,也有可能是小鼠X缺乏T蛋白使小鼠的运动能力下降,因此可做出假设。假设一:T蛋白可维持小鼠的学习记忆能力(或敲除T蛋白后会导致小鼠学习、记忆能力下降);假设二:T蛋白可维持小鼠的运动能力;T蛋白可维持小鼠的正常精神状态(或敲除T蛋白后会导致小鼠运动能力下降或出现精神障碍)。
②由题图2可以看出,小鼠X的运动能力并未下降,说明缺乏T蛋白对小鼠的运动能力影响不大,因此排除假设二。
(3)科学家显微拍摄野生型和小鼠X的神经细胞,发现小鼠X海马区的突触数量显著降低。为研究T蛋白缺失导致突触数量降低的原因,还需在细胞水平上进一步观察记录__________________________________________
。
海马区神经细胞的数量和突起(或轴突、树突)
数量
解析:研究T蛋白缺失导致突触数量降低的原因,还需在细胞水平上进一步观察记录小鼠X海马区神经细胞的数量和突起(或轴突、树突)数量,并与野生型进行比较。
(4)钙波是指细胞内的钙在某个区域瞬时性增高,并以很快的速度在细胞内传播。钙波强度可调节星形胶质细胞与神经元间的交流,以及神经细胞的发育。A蛋白位于星形胶质细胞的细胞膜上,敲除A基因,钙波强度减弱。敲除T基因的小鼠,A基因启动子区域维持甲基化修饰。请综合分析,完善T蛋白影响学习、记忆的机理为
A基因去甲基化
+
A蛋白
+
钙波强度
解析:由题意可知,A蛋白位于星形胶质细胞的细胞膜上,敲除A基因,钙波强度减弱。敲除T基因的小鼠,A基因启动子区域维持甲基化修饰,可以得出T蛋白影响学习、记忆的机理为T蛋白促进A基因去甲基化,促进A蛋白的合成,使钙波强度增强,增加突触的数量,从而增强学习、记忆能力。
T蛋白
突触数量学习、记忆能力
$