Question

【題目】神經細胞間興奮的傳遞依賴突觸。無脊椎動物槍烏賊的星狀神經節具有巨大的化學突觸結構（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）。以下是關于遞質釋放機制的相關研究。

（1）在圖1中的突觸結構中，突觸前神經元興奮后，由突觸前膜釋放的________作用于突觸后膜的________，導致突觸后神經元興奮。

（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元的電位變化，結果如圖2。推測TTX導致突觸前和突觸后神經元電位發生變化的原因是___________________。

（3）在上述實驗過程中，研究者檢測到，在使用TTX后突觸前膜處的Ca2+內流逐漸減弱，由此推測“突觸前動作電位通過提高突觸小體內Ca2+濃度來促進神經遞質的釋放”。研究者利用圖1所示標本進行如下實驗，獲得了支持上述推測的實驗結果。

實驗材料：BAPTA ——是一種Ca2+螯合劑，能夠快速與鈣離子發生結合，從而阻斷鈣離子與相應分子的結合“籠鎖鈣”——是一種緩沖液，暴露在強紫外線下會釋放鈣離子；強紫外線不影響正常神經纖維興奮。

實驗過程及結果：

第一組：對突觸前神經纖維施加適宜電刺激。

實驗結果：先檢測到突觸前動作電位的發生，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，接著在突觸前神經纖維施加適宜電刺激。

實驗結果：_________________________。

第三組：_________________________（寫出實驗過程）。

實驗結果：______________________。

Answer 1

【答案】神經遞質 受體 由于TTX作用于鈉離子通道，阻斷了Na+內流，導致突觸前動作電位變化明顯減弱，進而導致突觸前膜遞質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”，然后用強紫外線照射標本 檢測不到突觸前動作電位的發生，但能檢測到突觸后電位的變化

【解析】

1、突觸的結構由突觸前膜、突觸間隙和突觸后膜組成。

2、當神經末梢有神經沖動傳來時，突觸前膜內的突觸小泡受到刺激，釋放神經遞質到突觸間隙，與突觸后膜上特異性受體結合，引發突觸后膜電位變化，神經沖動從一個神經元傳遞到下一個神經元。

（1）突觸前神經元興奮后，突觸前膜釋放神經遞質，與突觸后膜的特異性受體結合，導致突觸后神經元興奮。

（2）由于TTX作用于鈉離子通道，阻斷了Na+內流，導致突觸前動作電位變化明顯減弱，進而導致突觸前膜遞質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生結合，從而抑制神經遞質的釋放，因此注射BAPTA，接著在突觸前神經纖維施加適宜電刺激，能檢測到突觸前動作電位的發生，但是由于神經遞質無法釋放，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”，然后用強紫外線照射標本，由于沒有在突觸前神經纖維施加適宜電刺激，因此檢測不到突觸前動作電位的發生，“籠鎖鈣”暴露在強紫外線下會釋放鈣離子，促進神經遞質釋放，故能檢測到突觸后電位的變化。