Question

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_____________，去甲肾上腺素能作用于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，设计实验验证破坏脑-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，注射器，抗体定量检测仪器等。

实验设计思路：________________。

预期实验结果：________________。

Answer

突触 去甲肾上腺素受体 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钠离子通道开放，钠离子内流产生兴奋 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；分别给两组小鼠注射相同剂量的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

【解析】

1、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性受体，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。

2、动作电位：当某一部位受刺激时，神经纤维膜对钠离子的通透性增加，即钠离子通道开放，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。

3、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性结合，发挥免疫效应。

（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细胞是去甲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性受体，因此去甲肾上腺素能作用于T细胞，是因为T细胞膜上有去甲肾上腺素受体。

（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钠离子通道开放，钠离子内流，从而使CRH神经元产生兴奋。

（4） 实验目的是验证破坏脑—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，保证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；分别给两组小鼠注射相同剂量的N抗原；一段时间后，检测两组小鼠抗N抗体的产生量。

本题为验证性实验，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。