Question

【題目】離子的跨膜運輸是神經興奮傳導與傳遞的基礎。突觸傳遞過程中，前、后膜內外離子的移動如下圖所示。

請回答問題：

（1）當興奮傳導到突觸前膜時，引起突觸前膜對Na+通透性的變化趨勢為______。在此過程中Na+離子的過膜方式是______。

（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）為研究細胞外Na+濃度對突觸傳遞的影響，向細胞外液適度滴加含Na+溶液，當神經沖動再次傳來時,膜電位變化幅度增大，原因是______。

（5）在突觸部位胞內的鈣離子主要來自于胞外。為證明細胞內鈣離子濃度可影響神經遞質的釋放量，提出可供實驗的兩套備選方案。

方案一：施加鈣離子通道阻斷劑，然后刺激突觸前神經細胞，檢測神經遞質的釋放量。再在該實驗體系中適度增加細胞外液中的鈣離子濃度，然后刺激突觸前神經細胞，檢測神經遞質的釋放量。

方案二：適度增加細胞外液中的鈣離子濃度，然后刺激突觸前神經細胞，檢測神經遞質的釋放量。另取一組實驗材料施加鈣離子通道阻斷劑，然后刺激突觸前神經細胞，檢測神經遞質的釋放量。

比較上述兩個方案的優(yōu)劣，并陳述理由 __________。

Answer 1

【答案】突然增加，達到一定水平后迅速降低（停止） 易化擴散/協(xié)助擴散 神經沖動帶來的膜電位變化 進入到胞內的鈣離子會促進囊泡內的神經遞質釋放到突觸間隙 膜兩側鈉離子濃度差增加，過膜的鈉離子數(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細胞，檢測神經遞質的釋放量，能夠反映細胞內鈣離子濃度較低時對神經遞質釋放的影響。而在鈣離子通道阻斷劑存在的條件下，增加細胞外液的鈣離子濃度無法改變細胞內的鈣離子濃度，不能反映細胞內鈣離子濃度較高時對神經遞質釋放的影響。因此實驗方案有缺陷。

方案二：能反映細胞內鈣離子濃度較高和較低時分別對神經遞質釋放的影響。實驗方案設計較全面，實驗結果較明確

【解析】

據圖分析，興奮傳導至突觸小體時，引起鈉離子通道的開放，使鈉離子內流引起膜電位變化。進而導致鈣離子通道打開鈣離子內流，細胞內鈣離子增多促進突觸小泡與突觸前膜融合向突觸間隙釋放神經遞質。神經遞質與突觸后膜上的受體分子結合使鈉離子通道打開，引起下一神經元興奮。

（1）Na+通道的開閉是十分迅速的，興奮傳來時迅速打開，傳過后又會迅速關閉。從圖中可知鈉離子的運輸不消耗能量，但利用了載體。說明運輸方式應當為協(xié)助擴散。

（2）鈉離子內流會引起膜電位變化，之后發(fā)生鈣離子內流。所以引起鈣離子通道打開的是膜電位變化。

（3）據分析可知過程②表示突觸小泡與突觸前膜融合，向外釋放遞質。

（4）鈉離子內流的動力是鈉離子的濃度差。細胞外液納離子濃度增大，濃度差變大。單位時間內流的鈉離子增多，膜電位變化幅度增大。

（5）實驗目的是驗證細胞內鈣離子濃度可影響神經遞質的釋放量。為了充分證明該結論，需要高鈣離子和低鈣離子兩組。施加鈣離子通道阻斷劑可以使進入細胞內的鈣離子減少，增加細胞外液中的鈣離子濃度可以使進入細胞內的鈣離子增多。但如果先使用了鈣離子通道阻斷劑，則增大細胞外液中的鈣離子濃度是無作用的。