科研人员在转入光敏蛋白基因的小鼠下丘脑中埋置光纤,通过特定的光刺激下丘脑CRH神经元,在脾神经纤维上记录到相应...
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科研人员在转入光敏蛋白基因的小鼠下丘脑中埋置光纤,通过特定的光刺激下丘脑CRH神经元,在脾神经纤维上记录到相应的电信号,从而发现下丘脑CRH神经元与脾脏之间存在神经联系,即脑-脾神经通路。该脑-脾神经通路可调节体液免疫,调节过程如图1所示,图2为该小鼠CRH神经元细胞膜相关结构示意图。
(1)图1中,兴奋由下丘脑CRH神经元传递到脾神经元的过程中,兴奋在相邻神经元间传递需要通过的结构是_____________,去*肾上腺素能作用于T细胞的原因是T细胞膜上有____________。
(2)在体液免疫中,T细胞可分泌_____________作用于B细胞。B细胞可增殖分化为_____________。
(3)据图2写出光刺激使CRH神经元产生兴奋的过程:__________。
(4)已知切断脾神经可以破坏脑-脾神经通路,请利用以下实验材料及用具,设计实验验*破坏脑-脾神经通路可降低小鼠的体液免疫能力。简要写出实验设计思路并预期实验结果。
实验材料及用具:生理状态相同的小鼠若干只,N抗原,注*器,抗体定量检测仪器等。
实验设计思路:________________。
预期实验结果:________________。
【回答】
突触 去*肾上腺素受体 淋巴因子(或:细胞因子) 浆细胞和记忆细胞(或:效应B淋巴细胞和记忆B淋巴细胞) 光刺激光敏蛋白导致*离子通道开放,*离子内流产生兴奋 取生理状态相同的小鼠若干只,随机均分为两组,将其中一组小鼠的脾神经切断作为实验组,另一组作为对照组;分别给两组小鼠注*相同剂量的N抗原;一段时间后,检测两组小鼠抗N抗体的产生量 实验组小鼠的抗N抗体产生量低于对照组的产生量
【分析】
神经元间兴奋的传递:兴奋在神经元之间的传递通过突触完成,突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜,突触后膜上有神经递质的特异*受体,当兴奋传至轴突末端时,轴突末端的突触小体释放神经递质,作用于突触后膜上的受体,使突触后膜所在神经元兴奋或抑制。
动作电位:当某一部位受刺激时,神经纤维膜对*离子的通透*增加,即*离子通道开放,Na+内流,使得刺激点处膜两侧的电位表现为内正外负,产生动作电位。
体液免疫过程为:(1)除少数抗原可以直接刺激B细胞外,大多数抗原被吞噬细胞摄取和处理,并暴露出其抗原决定簇;吞噬细胞将抗原呈递给T细胞,再由T细胞呈递给B细胞;(2)B细胞接受抗原刺激后,开始进行一系列的增殖、分化,形成记忆细胞和浆细胞;(3)浆细胞分泌抗体与相应的抗原特异*结合,发挥免疫效应。
【详解】
(1)由以上分析可知,兴奋在相邻神经元之间是通过突触进行传递的。由图1可知,T细胞是去*肾上腺素作用的靶细胞,激素之所以能作用于靶细胞,是因为靶细胞上有特异*受体,因此去*肾上腺素能作用于T细胞,是因为T细胞膜上有去*肾上腺素受体。
(2) 在体液免疫过程中,吞噬细胞处理抗原后呈递给T细胞,T细胞分泌淋巴因子作用于B细胞,B细胞经过增殖、分化,形成记忆细胞和浆细胞。
(3)生物膜的功能与蛋白质有关,分析图2,光敏蛋白受到光刺激后导致*离子通道开放,*离子内流,从而使CRH神经元产生兴奋。
(4) 实验目的是验*破坏脑—脾神经通路可降低小鼠的体液免疫能力,因此实验中的自变量为脑—脾神经通路是否被破坏。设计实验时要围绕单一自变量,保*无关变量相同且适宜,最终体液免疫能力的高低可通过产生抗体的量来进行检测。
实验设计思路为:取生理状态相同的小鼠若干只,随机均分为两组,将其中一组小鼠的脾神经切断作为实验组,另一组小鼠不作任何处理作为对照组;分别给两组小鼠注*相同剂量的N抗原;一段时间后,检测两组小鼠抗N抗体的产生量。
本题为验**实验,预期实验结果应该符合题目要求,即破坏脑—脾神经通路可以降低小鼠的体液免疫能力,因此实验组小鼠的抗N抗体产生量低于对照组的产生量。
【点睛】
本题主要考查了兴奋在神经元之间的传递、动作电位的形成原因、体液免疫过程等知识,需要考生识记相关内容,其中第(4)题,要根据实验题目找出自变量,按照单一自变量、无关变量相同且适宜的原则,根据所给材料进行实验设计。
知识点:人和高等动物的神经调节
题型:实验题
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