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)膜電位變化是神經細胞活動最基本的信號，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。將融合基因用以構建基因表達載體。通過________法導入小鼠受精卵細胞中，培養可得轉基因小鼠。轉入融合基因的小鼠神經細胞受到刺激時發生興奮，此時膜電位發生的變化是________。膜電位的變化會引起蛋白A的形狀改變，從而引起GFP的________改變，發光特性也隨之改變(如上圖)，從而可以觀察到膜電位變化。

(2)膜電位為靜息電位時，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末梢的________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，進而引起________向突觸前膜的定向移動，釋放________。

(3)若希望通過綠色熒光來觀察神經細胞內Ca2＋含量的變化，可通過構建________的融合基因，轉入小鼠的________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。

Answer 1

【答案】顯微注射 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 鈣調蛋白基因與熒光蛋白基因 受精卵

【解析】

本題考查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）常用顯微注射法將目的基因導入小鼠受精卵細胞中。神經細胞受到刺激發生興奮時，膜電位由外正內負變為外負內正。據圖可知，膜電位變化引起蛋白A的形狀改變，進而引起CFP的空間結構改變，導致其發光特性也隨之改變，從而可以觀察到膜電位變化。

（2）當興奮沿軸突傳遞到軸突末端的突觸小體時，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，進而引起突觸小泡向突觸前膜的定向移動，釋放神經遞質。

（3）根據題意分析，通過綠色熒光來觀察神經細胞內Ca2+含量的變化，可借鑒（1）中的方法，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。