《2025年资源库高中生物人教版》

例314 [湖南2023·18]长时程增强（LTP）是突触前纤维受到高频刺激后，突触传递强度增强且能持续数小时至几天的电现象，与人的长时记忆有关。图3-3-30是海马区某侧支LTP产生机制示意图，回答下列问题：
（1）依据以上机制示意图，LTP的发生属于________（填“正”或“负”）反馈调节。
（2）若阻断NMDA受体作用，再高频刺激突触前膜，未诱发LTP，但出现了突触后膜电现象。据图推断，该电现象与________内流有关。
（3）为了探讨L蛋白的自身磷酸化位点（图中α位和β位）对L蛋白自我激活的影响，研究人员构建了四种突变小鼠甲、乙、丙和丁，并开展了相关实验，结果如表所示：
|组别|甲|乙|丙|丁|
|----|----|----|----|----|
|结果项目|α位突变为缬氨酸，该位点不发生自身磷酸化|α位突变为天冬氨酸，阻断Ca²⁺/钙调蛋白复合体结合|β位突变为丙氨酸，该位点不发生自身磷酸化|L蛋白编码基因缺失|
|L蛋白活性|+|++++|++++|+|-|
|高频刺激后|有LTP|有LTP|？|无LTP|无LTP|
注：“+”多少表示活性强弱，“-”表示无活性。
据此分析：
①小鼠乙在高频刺激后________（填“有”或“无”）LTP现象，原因是________。
②α位的自身磷酸化可能对L蛋白活性具有________作用。
③在甲、乙和丁实验组中，无L蛋白β位自身磷酸化的组是________。

答案： （1）正
（2）Na⁺
（3）①无 α位突变为天冬氨酸后，阻断Ca²⁺/钙调蛋白复合体与L蛋白的结合，导致L蛋白不能磷酸化，即不能被激活，不能引起LTP的发生
②抑制
③乙、丁
解析：本题考查长时记忆相关调控机制。
（1）由题图可知，LTP发生的机制是神经递质与突触后膜上受体结合后会导致突触前神经纤维持续释放神经递质以及突触后膜上受体的敏感性增强、数量增多，所以LTP的发生属于正反馈。
（2）若阻断NMDA受体作用，则Ca²⁺不能内流，不能与钙调蛋白结合，不能使未激活的L蛋白变构磷酸化，也不会产生NO增强递质释放，不会引起LTP的发生，但出现了突触后膜电现象，据题图推断，该电现象与Na⁺内流有关。
（3）①由表格可知，小鼠乙α位突变为天冬氨酸，阻断Ca²⁺/钙调蛋白复合体结合，该位点不发生自身磷酸化，L蛋白活性为++++，高频刺激后无LTP，原因是α位突变为天冬氨酸后，阻断Ca²⁺/钙调蛋白复合体与L蛋白的结合，导致L蛋白不能磷酸化，即不能被激活，不能引起LTP的发生。
②小鼠甲α位不发生自身磷酸化，L蛋白活性较强（4个“+”），而正常小鼠α位自身磷酸化，L蛋白活性较弱（1个“+”），可以得出α位自身磷酸化对L蛋白的活性具有抑制作用。
③由实验结果得出，不发生LTP的组没有β位的自身磷酸化，甲有LTP的发生，乙、丁没有LTP的发生，所以乙、丁组无L蛋白β位自身磷酸化。