Question

【題目】離子的跨膜運輸是神經(jīng)興奮傳導與傳遞的基礎。突觸傳遞過程中，前、后膜內外離子的移動如下圖所示。

請回答問題：

（1）當興奮傳導到突觸前膜時，引起突觸前膜對Na+通透性的變化趨勢為_________________。

（2）引起突觸前膜上Ca2+通道打開的原因是___________________________。

（3）圖中①至④表示興奮引發(fā)的突觸傳遞過程。圖中過程②表示__________________________。

（4）為研究細胞外Na+濃度對突觸傳遞的影響，向細胞外液適度滴加含Na+的溶液，當神經(jīng)沖動再次傳來時，膜電位變化幅度增大，原因是________________。

（5）在突觸部位胞內的鈣離子主要來自于胞外。為證明細胞內鈣離子濃度可影響神經(jīng)遞質的釋放量，提出可供實驗的兩套備選方案。

方案一：施加鈣離子通道阻斷劑，然后刺激突觸前神經(jīng)細胞，檢測神經(jīng)遞質的釋放量。再在該實驗體系中適度增加細胞外液中的鈣離子濃度，然后刺激突觸前神經(jīng)細胞，檢測神經(jīng)遞質的釋放量。

方案二：適度增加細胞外液中的鈣離子濃度，然后刺激突觸前神經(jīng)細胞，檢測神經(jīng)遞質的釋放量。另取一組實驗材料施加鈣離子通道阻斷劑，然后刺激突觸前神經(jīng)細胞，檢測神經(jīng)遞質的釋放量。

比較上述兩個方案的優(yōu)劣，并陳述理由。____________________________。

方案二：能反映細胞內鈣離子濃度較高和較低時分別對神經(jīng)遞質釋放的影響。實驗方案設計較全面，實驗結果較明確。

Answer 1

【答案】突然增加，達到一定水平后迅速降低（停止） 神經(jīng)沖動帶來的膜電位變化 進入到胞內的鈣離子會促進囊泡內的神經(jīng)遞質釋放到突觸間隙 膜兩側鈉離子濃度差增加，鈉離子內流數(shù)目增加 方案二優(yōu)于方案一

方案一：施加鈣離子通道阻斷劑后，然后刺激突觸前神經(jīng)細胞，檢測神經(jīng)遞質的釋放量，能夠反映細胞內鈣離子濃度較低時對神經(jīng)遞質釋放的影響。而在鈣離子通道阻斷劑存在的條件下增加細胞外液的鈣離子濃度無法改變細胞內的鈣離子濃度，不能反映細胞內鈣離子濃度較高時對神經(jīng)遞質釋放的影響。因此實驗方案有缺陷。

【解析】

當神經(jīng)纖維受到一定強度的刺激時，膜上的Na+通道開放，Na+順濃度梯度以協(xié)助擴散方式進入細胞內，使膜內電位升高，形成動作電位。當興奮傳遞到突觸前膜時，突觸小泡向前膜移動并與前膜融合，胞吐將神經(jīng)遞質釋放到突觸間隙，遞質與突觸后膜上的受體結合，引起突觸后膜的電位變化。

（1）當興奮傳導到突觸前膜時，會引起突觸前膜興奮，鈉離子內流產(chǎn)生動作電位，然后恢復為靜息電位，因此起突觸前膜對Na+通透性的變化趨勢為突然增加，達到一定水平后迅速降低（停止）。

（2）興奮傳導至突觸小體時，神經(jīng)沖動帶來的膜電位變化，瞬間增大突觸前膜對組織液中Ca2+的通透性，使其進入突觸前膜內。

（3）過程②表示Ca2+進入突觸前膜內后，促進了突觸小泡和前膜融合，釋放神經(jīng)遞質的速度加快，引起神經(jīng)沖動的傳遞加快。

（4）向細胞外液適度滴加含Na+的溶液，會使膜外側鈉離子濃度增加，當興奮傳來時會使大量的Na+內流，使膜電位變化幅度增大。

（5）根據(jù)題干分析，實驗目的是要證明胞外鈣離子進入胞內，進一步影響神經(jīng)遞質的釋放。自變量處理之一是施加鈣離子通道阻斷劑，使進入胞內鈣離子減少；另一個是增加細胞外液中的鈣離子濃度，使進入胞內的鈣離子增加。實驗一將兩個自變量連續(xù)處理，會相互影響，而造成結果不準確。實驗二設置兩組實驗分別驗證兩個自變量，結果更準確。