Question

【題目】研究發現，單獨培養的大鼠神經元能形成自突觸（見圖甲）。用電極刺激這些自突觸神經元的胞體可引起興奮，其電位變化結果如圖乙所示。請回答下列問題：

（1）____________________是神經元產生和維持-68mV膜電位的主要原因，此時膜內的Na+濃度比膜外的__________（填“高”或“低”）。

（2）胞體受刺激后，電位變化出現的第一個峰值的原因是______________使興奮部位膜內側陽離子濃度高于膜外側。此時產生的興奮以____________的形式沿神經纖維傳導至軸突側支的突觸小體，最終導致第二個峰值的產生。

（3）谷氨酸也是一種神經遞質，與突觸后受體結合后，能使帶正電的離子進入神經元，導致其興奮。利用谷氨酸受體抑制劑（結合上述實驗），證明大鼠自突觸神經元神經遞質是谷氨酸。寫出實驗思路并預測實驗結果。

實驗思路：______________________________________________________________________。

預測結果：______________________________________________________________________。

Answer 1

【答案】K+外流 低 Na+內流 電信號（神經沖動或局部電流） 將單獨培養的大鼠自突觸神經元隨機分為A組和B組，用谷氨酸受體抑制劑處理A組神經元，B組神經元不做處理，用電極刺激兩組自突觸神經元胞體，測量其電位變化 A組神經元的第二次電位變化明顯小于B組的（A組神經不出現第二次電位變化）

【解析】

1、興奮在神經纖維上的傳導形式是電信號，靜息時，K+外流，膜外電位高于膜內，表現為外正內負；興奮時，Na+通道開放，Na+內流，膜內電位高于膜外，表現為外負內正。

2、興奮在兩個神經元之間傳遞是通過突觸進行的，突觸由突觸前膜、突觸后膜、突觸間隙三部分組成，神經遞質只存在于軸突一側，只能由突觸前膜釋放，進入突觸間隙，作用于突觸后膜上的特異性受體，引起下一個神經元興奮或抑制，所以興奮在神經元之間傳遞是單向的。突觸可完成“電信號→化學信號→化學信號”的轉變。

（1）圖中-68mV電位是神經細胞的靜息電位，K+外流是神經元靜息電位的產生和維持的主要原因，此時膜內Na+的濃度比膜外低。

（2）胞體受刺激后，Na+內流，使細胞膜內側陽離子的濃度高于膜的外側，形成動作電位，與相鄰部位形成電位差，從而形成局部電流，局部電流又刺激相近未興奮部位發生同樣的電位變化，依次將興奮沿著神經纖維傳導下去。興奮傳至軸突側枝的突觸小體，突觸小體內的突觸小泡將神經遞質釋放到突觸間隙，神經遞質與胞體膜（突觸后膜）上的受體特異性結合，引發新的神經沖動，產生第二個峰值。

（3）谷氨酸作為一種興奮性神經遞質，正常情況下能使突觸后膜產生興奮。加入谷氨酸受體抑制劑后，谷氨酸無法與突觸后膜受體結合，導致突觸后膜不產生興奮。所以用谷氨酸受體抑制劑處理實驗組大鼠自突觸神經元，用電極刺激胞體后，第二次電位變化明顯變小，甚至不出現第二次點位變化。