Question

【題目】神經(jīng)細(xì)胞間興奮的傳遞依賴突觸。無脊椎動物槍烏賊的星狀神經(jīng)節(jié)具有巨大的化學(xué)突觸結(jié)構(gòu)（巨突觸），可用微電極來記錄突觸前動作電位和突觸后電位變化（如圖1）。以下是關(guān)于遞質(zhì)釋放機(jī)制的相關(guān)研究。

（1）在圖1中的突觸結(jié)構(gòu)中，突觸前神經(jīng)元興奮后，由突觸前膜釋放的________作用于突觸后膜的________，導(dǎo)致突觸后神經(jīng)元興奮。

（2）河豚毒素（TTX）是一種鈉離子通道阻斷劑。用TTX處理突觸前神經(jīng)纖維，然后每隔5min施加一次刺激，分別測量突觸前和突觸后神經(jīng)元的電位變化，結(jié)果如圖2。推測TTX導(dǎo)致突觸前和突觸后神經(jīng)元電位發(fā)生變化的原因是___________________。

（3）在上述實(shí)驗(yàn)過程中，研究者檢測到，在使用TTX后突觸前膜處的Ca2+內(nèi)流逐漸減弱，由此推測“突觸前動作電位通過提高突觸小體內(nèi)Ca2+濃度來促進(jìn)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放”。研究者利用圖1所示標(biāo)本進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，獲得了支持上述推測的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

實(shí)驗(yàn)材料：BAPTA ——是一種Ca2+螯合劑，能夠快速與鈣離子發(fā)生結(jié)合，從而阻斷鈣離子與相應(yīng)分子的結(jié)合“籠鎖鈣”——是一種緩沖液，暴露在強(qiáng)紫外線下會釋放鈣離子；強(qiáng)紫外線不影響正常神經(jīng)纖維興奮。

實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果：

第一組：對突觸前神經(jīng)纖維施加適宜電刺激。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：先檢測到突觸前動作電位的發(fā)生，之后檢測到突觸后電位的變化。

第二組：先向突觸小體注射適量BAPTA，接著在突觸前神經(jīng)纖維施加適宜電刺激。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：_________________________。

第三組：_________________________（寫出實(shí)驗(yàn)過程）。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：______________________。

Answer 1

【答案】神經(jīng)遞質(zhì) 受體 由于TTX作用于鈉離子通道，阻斷了Na+內(nèi)流，導(dǎo)致突觸前動作電位變化明顯減弱，進(jìn)而導(dǎo)致突觸前膜遞質(zhì)釋放減少或不能釋放，使得突觸后膜難以興奮 能檢測到突觸前動作電位的發(fā)生，但不能檢測到突觸后電位的變化 向突觸小體注射適量“籠鎖鈣”，然后用強(qiáng)紫外線照射標(biāo)本 檢測不到突觸前動作電位的發(fā)生，但能檢測到突觸后電位的變化

【解析】

1、突觸的結(jié)構(gòu)由突觸前膜、突觸間隙和突觸后膜組成。

2、當(dāng)神經(jīng)末梢有神經(jīng)沖動傳來時，突觸前膜內(nèi)的突觸小泡受到刺激，釋放神經(jīng)遞質(zhì)到突觸間隙，與突觸后膜上特異性受體結(jié)合，引發(fā)突觸后膜電位變化，神經(jīng)沖動從一個神經(jīng)元傳遞到下一個神經(jīng)元。

（1）突觸前神經(jīng)元興奮后，突觸前膜釋放神經(jīng)遞質(zhì)，與突觸后膜的特異性受體結(jié)合，導(dǎo)致突觸后神經(jīng)元興奮。

（2）由于TTX作用于鈉離子通道，阻斷了Na+內(nèi)流，導(dǎo)致突觸前動作電位變化明顯減弱，進(jìn)而導(dǎo)致突觸前膜遞質(zhì)釋放減少或不能釋放，使得突觸后膜難以興奮。

（3）第二組中，BAPTA能夠快速與鈣離子發(fā)生結(jié)合，從而抑制神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，因此注射BAPTA，接著在突觸前神經(jīng)纖維施加適宜電刺激，能檢測到突觸前動作電位的發(fā)生，但是由于神經(jīng)遞質(zhì)無法釋放，不能檢測到突觸后電位的變化。

第三組中，向突觸小體注射適量“籠鎖鈣”，然后用強(qiáng)紫外線照射標(biāo)本，由于沒有在突觸前神經(jīng)纖維施加適宜電刺激，因此檢測不到突觸前動作電位的發(fā)生，“籠鎖鈣”暴露在強(qiáng)紫外線下會釋放鈣離子，促進(jìn)神經(jīng)遞質(zhì)釋放，故能檢測到突觸后電位的變化。