Question

【題目】科學家發(fā)現(xiàn)，單獨培養(yǎng)的大鼠神經(jīng)元能形成自突觸(見圖甲)。電極刺激這些自突觸神經(jīng)元胞體引起興奮，電位變化結(jié)果如圖乙。請回答下列問題

（1）__________是神經(jīng)元產(chǎn)生和維持-60mV膜電位的主要原因，此時膜內(nèi)Na+的濃度比膜外________。

（2）胞體受刺激后，電位變化出現(xiàn)第一個峰值的原因是：____________使興奮部位膜內(nèi)側(cè)陽離子濃度高于膜外側(cè)，此時產(chǎn)生的興奮以___________的形式沿著神經(jīng)纖維傳導至軸突側(cè)支的突觸小體，導致突觸小泡將神經(jīng)遞質(zhì)釋放至_____________后與______結(jié)合，產(chǎn)生第二個峰值。

（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入神經(jīng)元，導致其興奮。利用谷氨酸受體抑制劑等材料證明大鼠自突觸神經(jīng)元的神經(jīng)遞質(zhì)是谷氨酸。寫出實驗思路并預測實驗結(jié)果。

實驗思路：___________________________________________

預測結(jié)果：___________________________________________

Answer 1

【答案】K+外流 低 Na+內(nèi)流 電信號(神經(jīng)沖動或局部電流) 突觸間隙 (胞體膜或突觸后膜)受體 將單獨培養(yǎng)的大鼠自突觸神經(jīng)元隨機分為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，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(A組神經(jīng)元不出現(xiàn)第二次電位變化)

【解析】

1、興奮在神經(jīng)纖維上的傳導形式的電信號，靜息時，K離子外流，膜外電位高于膜內(nèi)，表現(xiàn)為外正內(nèi)負；興奮時，Na離子通道開放，Na離子內(nèi)流，膜內(nèi)電位高于膜外，表現(xiàn)為外負內(nèi)正。

2、興奮在兩個神經(jīng)元之間傳遞是通過突觸進行的，突觸由突觸前膜、突觸間隙和突觸后膜三部分組成，神經(jīng)遞質(zhì)只存在于突觸前膜的突觸小泡中，只能由突觸前膜釋放，進入突觸間隙，作用于突觸后膜上的特異性受體，引起下一個神經(jīng)元興奮或抑制，所以興奮在神經(jīng)元之間的傳遞是單向的。突觸可完成“電信號→化學信號→化學信號”的轉(zhuǎn)變。

（1）由圖乙可知，神經(jīng)元產(chǎn)生和維持-60mV靜息電位的主要原因K+外流，此時膜內(nèi)Na+的濃度比膜外低。

（2）胞體受刺激后，Na+內(nèi)流使興奮部位膜內(nèi)側(cè)陽離子濃度高于膜外側(cè)，此時產(chǎn)生的興奮以電信號的形式沿著神經(jīng)纖維傳導至軸突側(cè)支的突觸小體，導致突觸小泡將神經(jīng)遞質(zhì)釋放至突觸間隙后與突觸后膜的受體結(jié)合，引起興奮，產(chǎn)生第二個峰值。

（3）根據(jù)實驗目的和實驗設計原則，設計實驗思路如下：將單獨培養(yǎng)的大鼠自突觸神經(jīng)元隨機分為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，電極分別刺激兩組自突觸神經(jīng)元胞體，測量其電位變化。預測結(jié)果：A組神經(jīng)元的第二次電位變化明顯小于B組。