Question

【题目】神经细胞间兴奋的传递依赖突触。无脊椎动物枪乌贼的星状神经节具有巨大的化学突触结构（巨突触），可用微电极来记录突触前动作电位和突触后电位变化（如图1）。以下是关于递质释放机制的相关研究。

（1）在图1中的突触结构中，突触前神经元兴奋后，由突触前膜释放的________作用于突触后膜的________，导致突触后神经元兴奋。

（2）河豚毒素（TTX）是一种钠离子通道阻断剂。用TTX处理突触前神经纤维，然后每隔5min施加一次刺激，分别测量突触前和突触后神经元的电位变化，结果如图2。推测TTX导致突触前和突触后神经元电位发生变化的原因是_________。

（3）在上述实验过程中，研究者检测到，在使用TTX后突触前膜处的Ca2+内流逐渐减弱，由此推测“突触前动作电位通过提高突触小体内Ca2+浓度来促进神经递质的释放”。研究者利用图1所示标本进行如下实验，获得了支持上述推测的实验结果。

实验材料：BAPTA（是一种Ca2+螯合剂，能够快速与钙离子发生结合，从而阻断钙离子与相应分子的结合） “笼锁钙”（是一种缓冲液，暴露在强紫外线下会释放钙离子。强紫外线不影响正常神经纤维兴奋）

实验过程及结果：

第一组：对突触前神经纤维施加适宜电刺激。实验结果：先检测到突触前动作电位的发生，之后检测到突触后电位的变化。

第二组：先向突触小体注射足量BAPTA，接着在突触前神经纤维施加适宜电刺激。实验结果：_________。

第三组：________（写出实验过程及结果）。

（4）结合上述研究，完善正常条件下的递质释放流程图。________

Answer 1

【答案】神经递质 受体 由于TTX作用于钠离子通道，阻断了Na+内流，导致突触前动作电位变化明显减弱，进而导致突触前膜递质释放减少或不能释放，使得突触后膜难以兴奋 能检测到突触前动作电位的发生，但不能检测到突触后电位的变化 向突触小体注射适量“笼锁钙”，然后用强紫外线照射标本；检测不到突触前动作电位的发生，但能检测到突触后电位的变化

【解析】

1、突触的结构由突触前膜、突触间隙和突触后膜组成。

2、当神经末梢有神经冲动传来时，突出前膜内的突触小泡受到刺激，就会释放一种化学物质——神经递质，神经递质经扩散通过突触间隙，然后与突触后膜上特异性的受体结合，引发突触后膜电位变化，即引发一次新的神经冲动。

（1）兴奋在神经元之间的传递过程中，突出前膜释放的神经递质到达突触间隙，与突触后膜上特异性的受体结合，引起下一个神经元兴奋。

（2）依据图2显示，突触后神经元的兴奋主要取决于突触前神经元的兴奋，随着刺激次数的增加，突触前神经元兴奋明显减弱，突触后神经元兴奋也减弱甚至不兴奋，主要原因是TTX作用于钠离子通道，阻断了Na+内流，导致突触前动作电位变化明显减弱，进而导致突触前膜递质释放减少或不能释放，使得突触后膜难以兴奋。

（3）本实验验证的是突触前动作电位通过提高突触小体内Ca2+浓度来促进神经递质的释放。通过实验设计如下：首先是施加适宜电刺激来检测突触前动作电位和突触后电位的变化，然后向突触注射足量BAPTA，接着在突触前神经纤维施加适宜电刺激，检测到的电位变化为突触前有动作电位的发生，突触后无电位的变化，再向突触小体注射适量“笼锁钙”，然后用强紫外线照射标本，检测的结果则为检测不到突触前动作电位的发生，但能检测到突触后电位的变化。

（5）结合上述分析，突触前膜神经递质的释放过程为：