Question

【题目】离子的跨膜运输是神经兴奋传导与传递的基础。突触传递过程中，前、后膜内外离子的移动如下图所示。

请回答问题：

（1）当兴奋传导到突触前膜时，引起突触前膜对Na+通透性的变化趋势为_________________。

（2）引起突触前膜上Ca2+通道打开的原因是___________________________。

（3）图中①至④表示兴奋引发的突触传递过程。图中过程②表示__________________________。

（4）为研究细胞外Na+浓度对突触传递的影响，向细胞外液适度滴加含Na+的溶液，当神经冲动再次传来时，膜电位变化幅度增大，原因是________________。

（5）在突触部位胞内的钙离子主要来自于胞外。为证明细胞内钙离子浓度可影响神经递质的释放量，提出可供实验的两套备选方案。

方案一：施加钙离子通道阻断剂，然后刺激突触前神经细胞，检测神经递质的释放量。再在该实验体系中适度增加细胞外液中的钙离子浓度，然后刺激突触前神经细胞，检测神经递质的释放量。

方案二：适度增加细胞外液中的钙离子浓度，然后刺激突触前神经细胞，检测神经递质的释放量。另取一组实验材料施加钙离子通道阻断剂，然后刺激突触前神经细胞，检测神经递质的释放量。

比较上述两个方案的优劣，并陈述理由。____________________________。

方案二：能反映细胞内钙离子浓度较高和较低时分别对神经递质释放的影响。实验方案设计较全面，实验结果较明确。

Answer 1

【答案】突然增加，达到一定水平后迅速降低（停止） 神经冲动带来的膜电位变化 进入到胞内的钙离子会促进囊泡内的神经递质释放到突触间隙 膜两侧钠离子浓度差增加，钠离子内流数目增加 方案二优于方案一

方案一：施加钙离子通道阻断剂后，然后刺激突触前神经细胞，检测神经递质的释放量，能够反映细胞内钙离子浓度较低时对神经递质释放的影响。而在钙离子通道阻断剂存在的条件下增加细胞外液的钙离子浓度无法改变细胞内的钙离子浓度，不能反映细胞内钙离子浓度较高时对神经递质释放的影响。因此实验方案有缺陷。

【解析】

当神经纤维受到一定强度的刺激时，膜上的Na+通道开放，Na+顺浓度梯度以协助扩散方式进入细胞内，使膜内电位升高，形成动作电位。当兴奋传递到突触前膜时，突触小泡向前膜移动并与前膜融合，胞吐将神经递质释放到突触间隙，递质与突触后膜上的受体结合，引起突触后膜的电位变化。

（1）当兴奋传导到突触前膜时，会引起突触前膜兴奋，钠离子内流产生动作电位，然后恢复为静息电位，因此起突触前膜对Na+通透性的变化趋势为突然增加，达到一定水平后迅速降低（停止）。

（2）兴奋传导至突触小体时，神经冲动带来的膜电位变化，瞬间增大突触前膜对组织液中Ca2+的通透性，使其进入突触前膜内。

（3）过程②表示Ca2+进入突触前膜内后，促进了突触小泡和前膜融合，释放神经递质的速度加快，引起神经冲动的传递加快。

（4）向细胞外液适度滴加含Na+的溶液，会使膜外侧钠离子浓度增加，当兴奋传来时会使大量的Na+内流，使膜电位变化幅度增大。

（5）根据题干分析，实验目的是要证明胞外钙离子进入胞内，进一步影响神经递质的释放。自变量处理之一是施加钙离子通道阻断剂，使进入胞内钙离子减少；另一个是增加细胞外液中的钙离子浓度，使进入胞内的钙离子增加。实验一将两个自变量连续处理，会相互影响，而造成结果不准确。实验二设置两组实验分别验证两个自变量，结果更准确。