Question

【題目】科研人員在轉(zhuǎn)入光敏蛋白基因的小鼠下丘腦中埋置光纖，通過特定的光刺激下丘腦CRH神經(jīng)元，在脾神經(jīng)纖維上記錄到相應(yīng)的電信號，從而發(fā)現(xiàn)下丘腦CRH神經(jīng)元與脾臟之間存在神經(jīng)聯(lián)系，即腦-脾神經(jīng)通路。該腦-脾神經(jīng)通路可調(diào)節(jié)體液免疫，調(diào)節(jié)過程如圖1所示，圖2為該小鼠CRH神經(jīng)元細胞膜相關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖。

（1）圖1中，興奮由下丘腦CRH神經(jīng)元傳遞到脾神經(jīng)元的過程中，興奮在相鄰神經(jīng)元間傳遞需要通過的結(jié)構(gòu)是_____________，去甲腎上腺素能作用于T細胞的原因是T細胞膜上有____________。

（2）在體液免疫中，T細胞可分泌_____________作用于B細胞。B細胞可增殖分化為_____________。

（3）據(jù)圖2寫出光刺激使CRH神經(jīng)元產(chǎn)生興奮的過程：__________。

（4）已知切斷脾神經(jīng)可以破壞腦-脾神經(jīng)通路，請利用以下實驗材料及用具，設(shè)計實驗驗證破壞腦-脾神經(jīng)通路可降低小鼠的體液免疫能力。簡要寫出實驗設(shè)計思路并預(yù)期實驗結(jié)果。

實驗材料及用具：生理狀態(tài)相同的小鼠若干只，N抗原，注射器，抗體定量檢測儀器等。

實驗設(shè)計思路：________________。

預(yù)期實驗結(jié)果：________________。

Answer 1

【答案】突觸 去甲腎上腺素受體 淋巴因子（或：細胞因子） 漿細胞和記憶細胞（或：效應(yīng)B淋巴細胞和記憶B淋巴細胞） 光刺激光敏蛋白導(dǎo)致鈉離子通道開放，鈉離子內(nèi)流產(chǎn)生興奮 取生理狀態(tài)相同的小鼠若干只，隨機均分為兩組，將其中一組小鼠的脾神經(jīng)切斷作為實驗組，另一組作為對照組；分別給兩組小鼠注射相同劑量的N抗原；一段時間后，檢測兩組小鼠抗N抗體的產(chǎn)生量 實驗組小鼠的抗N抗體產(chǎn)生量低于對照組的產(chǎn)生量

【解析】

1、神經(jīng)元間興奮的傳遞：興奮在神經(jīng)元之間的傳遞通過突觸完成，突觸包括突觸前膜、突觸間隙、突觸后膜，突觸后膜上有神經(jīng)遞質(zhì)的特異性受體，當興奮傳至軸突末端時，軸突末端的突觸小體釋放神經(jīng)遞質(zhì)，作用于突觸后膜上的受體，使突觸后膜所在神經(jīng)元興奮或抑制。

2、動作電位：當某一部位受刺激時，神經(jīng)纖維膜對鈉離子的通透性增加，即鈉離子通道開放，Na+內(nèi)流，使得刺激點處膜兩側(cè)的電位表現(xiàn)為內(nèi)正外負，產(chǎn)生動作電位。

3、體液免疫過程為：（1）除少數(shù)抗原可以直接刺激B細胞外，大多數(shù)抗原被吞噬細胞攝取和處理，并暴露出其抗原決定簇；吞噬細胞將抗原呈遞給T細胞，再由T細胞呈遞給B細胞；（2）B細胞接受抗原刺激后，開始進行一系列的增殖、分化，形成記憶細胞和漿細胞；（3）漿細胞分泌抗體與相應(yīng)的抗原特異性結(jié)合，發(fā)揮免疫效應(yīng)。

（1）由以上分析可知，興奮在相鄰神經(jīng)元之間是通過突觸進行傳遞的。由圖1可知，T細胞是去甲腎上腺素作用的靶細胞，激素之所以能作用于靶細胞，是因為靶細胞上有特異性受體，因此去甲腎上腺素能作用于T細胞，是因為T細胞膜上有去甲腎上腺素受體。

（2） 在體液免疫過程中，吞噬細胞處理抗原后呈遞給T細胞，T細胞分泌淋巴因子作用于B細胞，B細胞經(jīng)過增殖、分化，形成記憶細胞和漿細胞。

（3）生物膜的功能與蛋白質(zhì)有關(guān)，分析圖2，光敏蛋白受到光刺激后導(dǎo)致鈉離子通道開放，鈉離子內(nèi)流，從而使CRH神經(jīng)元產(chǎn)生興奮。

（4） 實驗?zāi)康氖球炞C破壞腦—脾神經(jīng)通路可降低小鼠的體液免疫能力，因此實驗中的自變量為腦—脾神經(jīng)通路是否被破壞。設(shè)計實驗時要圍繞單一自變量，保證無關(guān)變量相同且適宜，最終體液免疫能力的高低可通過產(chǎn)生抗體的量來進行檢測。

實驗設(shè)計思路為：取生理狀態(tài)相同的小鼠若干只，隨機均分為兩組，將其中一組小鼠的脾神經(jīng)切斷作為實驗組，另一組小鼠不作任何處理作為對照組；分別給兩組小鼠注射相同劑量的N抗原；一段時間后，檢測兩組小鼠抗N抗體的產(chǎn)生量。

本題為驗證性實驗，預(yù)期實驗結(jié)果應(yīng)該符合題目要求，即破壞腦—脾神經(jīng)通路可以降低小鼠的體液免疫能力，因此實驗組小鼠的抗N抗體產(chǎn)生量低于對照組的產(chǎn)生量。