Question

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

請回答問題：

（1）當(dāng)興奮傳導(dǎo)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(xì)胞外Na+濃度對突觸傳遞的影響，向細(xì)胞外液適度滴加含Na+的溶液，當(dāng)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(nèi)的鈣離子主要來自于胞外。為證明細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度可影響神經(jīng)遞質(zhì)的釋放量，提出可供實(shí)驗(yàn)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(xì)胞，檢測神經(jīng)遞質(zhì)的釋放量。再在該實(shí)驗(yàn)體系中適度增加細(xì)胞外液中的鈣離子濃度，然后刺激突觸前神經(jīng)細(xì)胞，檢測神經(jīng)遞質(zhì)的釋放量。

方案二：適度增加細(xì)胞外液中的鈣離子濃度，然后刺激突觸前神經(jīng)細(xì)胞，檢測神經(jīng)遞質(zhì)的釋放量。另取一組實(shí)驗(yàn)材料施加鈣離子通道阻斷劑，然后刺激突觸前神經(jīng)細(xì)胞，檢測神經(jīng)遞質(zhì)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(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度較高和較低時分別對神經(jīng)遞質(zhì)釋放的影響。實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計較全面，實(shí)驗(yàn)結(jié)果較明確。

Answer 1

【答案】突然增加，達(dá)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(jìn)入到胞內(nèi)的鈣離子會促進(jìn)囊泡內(nèi)的神經(jīng)遞質(zhì)釋放到突觸間隙 膜兩側(cè)鈉離子濃度差增加，鈉離子內(nèi)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(xì)胞，檢測神經(jīng)遞質(zhì)的釋放量，能夠反映細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度較低時對神經(jīng)遞質(zhì)釋放的影響。而在鈣離子通道阻斷劑存在的條件下增加細(xì)胞外液的鈣離子濃度無法改變細(xì)胞內(nèi)的鈣離子濃度，不能反映細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度較高時對神經(jīng)遞質(zhì)釋放的影響。因此實(shí)驗(yàn)方案有缺陷。

【解析】

當(dāng)神經(jīng)纖維受到一定強(qiáng)度的刺激時，膜上的Na+通道開放，Na+順濃度梯度以協(xié)助擴(kuò)散方式進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，使膜內(nèi)電位升高，形成動作電位。當(dāng)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(zhì)釋放到突觸間隙，遞質(zhì)與突觸后膜上的受體結(jié)合，引起突觸后膜的電位變化。

（1）當(dāng)興奮傳導(dǎo)到突觸前膜時，會引起突觸前膜興奮，鈉離子內(nèi)流產(chǎn)生動作電位，然后恢復(fù)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(dá)到一定水平后迅速降低（停止）。

（2）興奮傳導(dǎo)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(jìn)入突觸前膜內(nèi)。

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

（4）向細(xì)胞外液適度滴加含Na+的溶液，會使膜外側(cè)鈉離子濃度增加，當(dāng)興奮傳來時會使大量的Na+內(nèi)流，使膜電位變化幅度增大。

（5）根據(jù)題干分析，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖且�證明胞外鈣離子進(jìn)入胞內(nèi)，進(jìn)一步影響神經(jīng)遞質(zhì)的釋放。自變量處理之一是施加鈣離子通道阻斷劑，使進(jìn)入胞內(nèi)鈣離子減少；另一個是增加細(xì)胞外液中的鈣離子濃度，使進(jìn)入胞內(nèi)的鈣離子增加。實(shí)驗(yàn)一將兩個自變量連續(xù)處理，會相互影響，而造成結(jié)果不準(zhǔn)確。實(shí)驗(yàn)二設(shè)置兩組實(shí)驗(yàn)分別驗(yàn)證兩個自變量，結(jié)果更準(zhǔn)確。