Question

【題目】科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)培養(yǎng)的大鼠神經(jīng)元能形成自突觸（見圖甲）。用電極刺激這些自突觸神經(jīng)元的胞體可引起興奮，其電位變化結(jié)果如圖乙所示。請回答下列問題：

（1）_______________是神經(jīng)元產(chǎn)生和維持一68mV膜電位的主要原因，此時(shí)膜內(nèi)的Na+濃度比膜外的____________（填“高”或“低）。

（2）胞體受刺激后，電位變化出現(xiàn)第一個(gè)峰值的原因是______________使興奮部位膜內(nèi)側(cè)陽離子濃度高于膜外側(cè)。此時(shí)產(chǎn)生的興奮以_________________的形式沿著神經(jīng)纖維傳導(dǎo)至軸突側(cè)支的突觸小體，然后引起________________，產(chǎn)生第二個(gè)峰值。

（3）谷氨酸也是一種神經(jīng)遞質(zhì)，與突觸后膜受體結(jié)合后，能使帶正電的離子進(jìn)入神經(jīng)元，導(dǎo)致其興奮。利用谷氨酸受體抑制劑（結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)），證明大鼠自突觸神經(jīng)元的神經(jīng)遞質(zhì)是谷氨酸。寫出實(shí)驗(yàn)思路并預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

實(shí)驗(yàn)思路：________________________________________________________________。

預(yù)測結(jié)果：________________________________________________________________。

Answer 1

【答案】K+外流 低 Na+內(nèi)流 電信號（神經(jīng)沖動(dòng)或局部電流） 突觸小體內(nèi)的突觸小泡將神經(jīng)遞質(zhì)釋放到突觸間隙，神經(jīng)遞質(zhì)與胞體膜（突觸后膜）上的受體特異性結(jié)合，引發(fā)新的神經(jīng)沖動(dòng) 將單獨(dú)培養(yǎng)的大鼠自突觸神經(jīng)元隨機(jī)分為A組和B組，用谷氨酸受體抑制劑處理A組神經(jīng)元，B組神經(jīng)元不做處理，用電極刺激兩組自突觸神經(jīng)元胞體，測量其電位變化 A組神經(jīng)元的第二次電位變化明顯小于B組的（A組神經(jīng)元不出現(xiàn)第二次電位變化）

【解析】

神經(jīng)纖維未受到刺激時(shí)，K+外流，細(xì)胞膜內(nèi)外的電荷分布情況是外正內(nèi)負(fù)，當(dāng)某一部位受刺激時(shí)，神經(jīng)纖維膜對鈉離子通透性增加，Na+內(nèi)流，使得刺激點(diǎn)處膜兩側(cè)的電位表現(xiàn)為內(nèi)正外負(fù)，該部位與相鄰部位產(chǎn)生電位差而發(fā)生電荷移動(dòng)，形成局部電流。突觸是由突觸前膜，突觸間隙和突觸后膜構(gòu)成的。

（1）圖中-68mV電位是神經(jīng)細(xì)胞的靜息電位，K+外流是神經(jīng)元靜息電位的產(chǎn)生和維持的主要原因，此時(shí)膜內(nèi)Na+的濃度比膜外低。

（2）胞體受刺激后，Na+內(nèi)流，使細(xì)胞膜內(nèi)陽離子的濃度高于膜外側(cè)，形成動(dòng)作電位，與相鄰部位形成電位差，從而形成局部電流，局部電流又刺激相近未興奮部位發(fā)生同樣的電位變化，依次將興奮沿著神經(jīng)纖維傳導(dǎo)下去。興奮傳至軸突側(cè)支的突觸小體，突觸小體內(nèi)的突觸小泡將神經(jīng)遞質(zhì)釋放到突觸間隙，與胞體膜（突觸后膜）上的特異性受體結(jié)合，引發(fā)新的神經(jīng)沖動(dòng)，產(chǎn)生第二個(gè)峰值。

（3）谷氨酸作為一種興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，正常情況下能使突觸后膜產(chǎn)生興奮。加入谷氨酸受體抑制劑后，谷氨酸沒法與突觸后膜受體結(jié)合，導(dǎo)致突觸后膜不產(chǎn)生興奮。所以用谷氨酸受體抑制劑處理大鼠自突觸神經(jīng)元，電極刺激胞體后，第二次電位變化明顯變小，甚至不出現(xiàn)第二次電位變化。實(shí)驗(yàn)思路和結(jié)果為：將單獨(dú)培養(yǎng)的大鼠自突觸神經(jīng)元隨機(jī)分為A組和B組，用谷氨酸受體抑制劑處理A組神經(jīng)元，B組神經(jīng)元不做處理，用電極刺激兩組自突觸神經(jīng)元胞體，測量其電位變化；預(yù)期A組神經(jīng)元的第二次電位變化明顯小于B組的。