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7.29J9.09细胞神经生物学期中考试答案2002年3月20日问题1.该问题要求你遵循Hodgkin和Huxley的预测环路。问题的一半很像是书面的家庭作业。(a)第一步：给出电导和电动势，计算电流。对膜采用欧姆定律。I=gNa(Vm-ENa)+gK(Vm-EK)I=(2mS/cm2)[-50mV-(+50mV)]+5mS/cm2[-50mV–(-80mV)]I=(2x10-3S/cm2)(-100x10-3V)+(510-3S/cm2)(30x10-3V)I=(-2x10--4A/cm2)+(1.5x10--4A/cm2)I=-5x10--5A/cm2注意钠（负电）流时相更长；因此净电流为负值=内向电流=去极化。第二步：用不同的电容定义式得出电压梯度。I=CdV/dtdV/dt=I/CdV/dt=(-5x10--5Amps/cm2)/(10-6Farad/cm2)dV/dt=(-5x10--5Coulombs/sec/cm2)/(10-6Farad/cm2)dV/dt=-50Volts/sec=50millivolts/millisecindepolarizingdirection.V’=V+'V'V=(50millivolts/millisec)x(1millisec)V’=-50mV+50mVV’=0mV(b)三个主要的近似处理：(i)超射峰值近似为ENa(ii)超极化最大负值近似为EK(iii)在1毫秒内电导gNa,gK和电动势没有明显改变。这是三个近似处理中最具争议的一个。1问题2.这个三角形代表了微分放大器。在Hodgkin和Huxley的年代它是一个由电子管和电阻器组成的系统。现在它是可以买到的由晶体管和集成电路组成的盒子。(a)输入导线为1和2。它们连接到：(i)沿轴突外面走行的导线(ii)向下穿入轴突内部的导线。(外面的导线实际上有一个具有一系列电压指令的盒子，但用不着回答出来)。(b)输出导线3返回连接到轴突内部的线路。(c)输出电流与输入电压（导线1与2之间的电势差）成比例。(d)放大器的输出电流正好等于跨轴突膜的（离子）电流—因为它们处于同一电路环路中。(e)如果改换导线1和2，那么放大器电路将转变为正反馈模式。这将导致放大器输出其所能产生的全部跨轴突膜电流，使膜灼伤。问题3.(a)第一个钠通道是从电鳗或电鳐（事实上是鳐）的生电器观中克隆出来的。使用氚标记的河豚毒素从蝾螈或河豚的组织提取物中纯化出钠通道。纯化的蛋白中的一部分序列被测定(使用Edman反应)，并通过一些基因序列生成寡核苷酸。这些可用于探测生电组织的cDNA和基因文库。cDNA的功能性通过在非洲爪蟾卵母细胞中的表达得到证实。(不要求作答)。(b)编码区序列的显著特征：(i)四重同源性—编码4个相似的大型亚结构域的基因密码。(ii)每个这样的亚结构域具有6个大的跨膜α-螺旋。识别这个肽段的依据是它含有很多憎水氨基酸，没有脯氨酸。(iii)在每个亚结构域的6个α-螺旋中的其中一个上，每3个氨基酸带正电(要么是赖氨酸要么是脯氨酸)。该螺旋显然组成了部分甚至整个受电压激活的闸门。2(iv)形成失活闸门的带正电的胞质结构域(正如离体诱变研究中显示的那样。)(v)一个胞外结构域显然重新进入膜内，形成部分或整个离子选择性滤过装置。(c)第一个钾通道是通过定位克隆果蝇摇摆基因而被克隆出来的，该基因编码了此类通道。果蝇和其突变体已得到公认，其它突变体尚在研究中。问题4.(a)在腹腔神经节的感觉神经元（突触前成分，在鳃板（或“鳃”）有感受野）和突触后运动神经元（支配鳃收缩肌）之间。突触前神经元对改变的影响最大。(b)(i)尾部受激(UCS或强化刺激)以及(ii)接触到鳃板(或“鳃”)上的特定部位。(c)血清素在靠近感觉神经元突触前终末处分泌，或者绑定在突触前终末的受体或激活的GS蛋白上(任何一个答案都认可)。(d)感觉神经元的Ca++流入导致动作电位。(e)钙-钙调蛋白依赖性的腺苷酸环化酶。结果是大量生成cAMP。问题5.(a)5x0.5=2.5(每次受激释放的量子数).(b)从二项分布得到P(0)=(0.5)5=0.031.(c)从泊松分布得到P(0)=e-2.5=0.82.这里有很大的差异。产生差异的主要原因是泊松分布假定每个突触含有无限多的囊泡，而我们的条件是只有5个。(d)肉毒杆菌毒素，破伤风毒素，钴(藜芦定，河豚毒素)。3(e)糟糕而可怕的.问题6.(a)选择性地敲除海马中NMDA受体亚单位的基因—海马CA1区的LTP消失，且小鼠的水迷宫学习能力丧失。(b)酵母分泌器突变株—鉴定在高尔基复合体中运输的基因产物—其中一些与突触小泡蛋白同源。(c)毒蕈碱—有斑点的、点缀在草坪上的蘑菇产生的毒蕈碱选择性地阻滞M型胆碱受体。(d)FyodorDostoievsky(或V.vanGogh，或T.Jones)展示了颞叶癫痫的行为...