Question

【題目】閱讀下面的材料，回答問題：

1896年，C.S. Sherrington把神經(jīng)元與神經(jīng)元之間的機能接點命名為突觸。在20世紀30年代，對于突觸之間是電學傳遞還是化學傳遞曾發(fā)生過爭論。Otto Loewi等科學家用實驗證明突觸之間存在化學傳遞。Furshpan和Potter在1959年首先指出在螯蝦的可興奮細胞之間有電學傳遞。使用細胞內(nèi)微電極技術記錄鰲蝦腹神經(jīng)節(jié)內(nèi)神經(jīng)纖維的膜電位（如圖1 ），他們發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)元之間介導動物逃避反射的電突觸。

電突觸普遍存在于無脊椎動物的神經(jīng)系統(tǒng)中，在動物的逃避反射中發(fā)揮重要作用。在哺乳動物的神經(jīng)系統(tǒng)和視網(wǎng)膜中，電突觸主要分布于需要高度同步化的神經(jīng)元群內(nèi)的細胞之間。

形成電突觸的兩個相鄰細胞間的距離特別小，兩側(cè)的神經(jīng)元膜上都存在一些貫穿質(zhì)膜的蛋白，稱為連接子。突觸前膜和后膜上的連接子相對形成縫隙連接（如圖2）。連接子中間形成一個通道，允許小的水溶性分子通過。通過連接子，許多帶電離子可以從一個細胞直接流入另一個細胞，形成局部電流和突觸后電位。在化學性突觸，從沖動到達突觸前膜至突觸后細胞出現(xiàn)電位變化，有接近1ms的延遲（即突觸延遲）。電突觸沒有延遲，電流瞬間從一個細胞傳遞到下一個細胞。在大多數(shù)情況下，電突觸的傳遞是雙向的。

（1）當神經(jīng)末梢有神經(jīng)沖動傳來時，突觸前膜釋放______（如乙酰膽堿等），經(jīng)擴散通過突觸間隙，然后與突觸后膜上的______結(jié)合，從而在化學突觸間傳遞信息。

（2）填表比較電突觸與化學突觸傳遞興奮的差異。

	化學突觸	電突觸
突觸結(jié)構(gòu)	突觸前膜與突觸后膜之間由突觸間隙分隔開	①______
傳遞方向	②______
傳遞速度		③______

（3）在圖1所示實驗中，刺激突觸前神經(jīng)元后，發(fā)現(xiàn)______，研究者據(jù)此提出“在螯蝦的可興奮細胞之間有電學傳遞”的假設。

（4）十九世紀時，有些學者認為，神經(jīng)元是獨立的單元；另一些學者認為，神經(jīng)元由原生質(zhì)橋相連形成一個整體。請結(jié)合文中信息，對這兩種觀點進行評價：______。

（5）請結(jié)合閱讀材料信息，提出一個關于電突觸能進一步研究的科學問題：______。

Answer 1

【答案】神經(jīng)遞質(zhì) （特異性遞質(zhì)）受體 ① 突觸前膜與突觸后膜通過縫隙連接而連接起來 從突觸前膜傳到突觸后膜（或單方向的） 快 沒有突觸延遲 一些神經(jīng)元之間形成化學突觸，突觸間隙將神經(jīng)元分隔開；一些神經(jīng)元之間形成電突觸，原生質(zhì)相連通。所以兩種觀點均有一定道理。（都有道理，化學突觸支持“神經(jīng)元是獨立單元”的觀點，電突觸支持“神經(jīng)元通過原生質(zhì)橋連接為一個整體”的觀點） 不同細胞之間的電突觸的連接子蛋白是一樣的嗎？電突觸的數(shù)量是如何變化的？

電突觸的孔道一直開放嗎？

【解析】

1、興奮在神經(jīng)元之間的傳遞時，因為神經(jīng)遞質(zhì)只存在于突觸小體的突觸小泡中，只能由突觸前膜通過胞吐的形式釋放到突觸間隙，突觸后膜上有識別神經(jīng)遞質(zhì)的受體，神經(jīng)遞質(zhì)與受體結(jié)合后會引起下一個神經(jīng)元離子通透性改變，從而使下一個神經(jīng)元產(chǎn)生興奮或抑制，由此可見，興奮在神經(jīng)元之間的傳遞需經(jīng)過電信號→化學信號→電信號之間的轉(zhuǎn)變過程，需要的時間長，故興奮在反射弧中的傳導速度由突觸的數(shù)目決定。

2、興奮在神經(jīng)纖維上的傳導方式是電信號、局部電流或神經(jīng)沖動的形式。

（1）由分析可知：當神經(jīng)末梢有神經(jīng)沖動傳來時，突觸前膜釋放神經(jīng)遞質(zhì)，經(jīng)擴散通過突觸間隙，然后與突觸后膜上的受體結(jié)合，從而在化學突觸間傳遞信息。

（2）由題意可知：化學突觸的結(jié)構(gòu)包括突觸前膜、突觸間隙和突觸后膜，興奮在化學突觸間傳遞時，要發(fā)生電信號→化學信號→電信號之間的轉(zhuǎn)變，由于有信號轉(zhuǎn)變的過程，故興奮在化學突觸間傳遞需要的時間長，又由于突觸小泡中的神經(jīng)遞質(zhì)只能由突觸前膜釋放通過突觸間隙作用于突觸后膜，而不能反向傳遞，故在化學突觸中興奮的傳遞是單向的；圖中電突觸結(jié)構(gòu)顯示，突觸前膜與突觸后膜通過縫隙連接起來，由于電突觸有結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系，興奮在該處傳遞時，沒有信號的轉(zhuǎn)變過程，故在電突觸中興奮的傳遞是雙向的，而且沒有突觸延擱速度較快。故表格填寫如下：

	化學突觸	電突觸
突觸結(jié)構(gòu)	突觸前膜與突觸后膜之間由突觸間隙分隔開	①突觸前膜與突觸后膜通過縫隙連接而連接起來
傳遞方向	②單向的
傳遞速度		③快

（3）在圖1所示實驗結(jié)果可知，刺激突觸前神經(jīng)元后，發(fā)現(xiàn)沒有突觸延遲，研究者據(jù)此提出“在螯蝦的可興奮細胞之間有電學傳遞”的假設。

（4）題意顯示：一些神經(jīng)元之間形成化學突觸，突觸間隙將神經(jīng)元分隔開；一些神經(jīng)元之間形成電突觸，原生質(zhì)相連通。故十九世紀時，有些學者認為，神經(jīng)元是獨立的單元；另一些學者認為，神經(jīng)元由原生質(zhì)橋相連形成一個整體。這兩種觀點均有一定道理。

（5）結(jié)合閱讀材料信息，可提出以下問題：

如：不同細胞之間的電突觸的連接子蛋白是一樣的嗎？電突觸的數(shù)量是如何變化的？電突觸的孔道一直開放嗎？等等。