神經(jīng)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(jīng)節(jié)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(jīng)元興奮后,由突觸前膜釋放的神經(jīng)遞質神經(jīng)遞質作用于突觸后膜的受體受體,導致突觸后神經(jīng)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(jīng)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(jīng)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(jīng)元電位發(fā)生變化的原因是由于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)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(jīng)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(fā)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(jīng)纖維興奮)
實驗過程及結果:
第一組:對突觸前神經(jīng)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(fā)生,之后檢測到突觸后電位的變化。
第二組:先向突觸小體注射足量BAPTA,接著在突觸前神經(jīng)纖維施加適宜電刺激。實驗結果:能檢測到突觸前動作電位的發(fā)生,但不能檢測到突觸后電位的變化能檢測到突觸前動作電位的發(fā)生,但不能檢測到突觸后電位的變化。
第三組:向突觸小體注射適量的“籠鎖鈣”,給予強紫外線照射,不刺激突觸前神經(jīng)纖維;實驗結果:檢測不到突觸前動作電位的發(fā)生,但能檢測到突觸后電位的變化。向突觸小體注射適量的“籠鎖鈣”,給予強紫外線照射,不刺激突觸前神經(jīng)纖維;實驗結果:檢測不到突觸前動作電位的發(fā)生,但能檢測到突觸后電位的變化。(寫出實驗過程及結果)。
(4)結合上述研究,完善正常條件下的遞質釋放流程圖。。
【答案】神經(jīng)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(fā)生,但不能檢測到突觸后電位的變化;向突觸小體注射適量的“籠鎖鈣”,給予強紫外線照射,不刺激突觸前神經(jīng)纖維;實驗結果:檢測不到突觸前動作電位的發(fā)生,但能檢測到突觸后電位的變化。;
【解答】
【點評】
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