Question

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：先向突触小体注射适量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）。

实验结果：______________________。

Answer

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，突触前膜内的突触小泡受到刺激，释放神经递质到突触间隙，与突触后膜上特异性受体结合，引发突触后膜电位变化，神经冲动从一个神经元传递到下一个神经元。

（1）突触前神经元兴奋后，突触前膜释放神经递质，与突触后膜的特异性受体结合，导致突触后神经元兴奋。

（2）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。

（3）第二组中，BAPTA能够快速与钙离子发生结合，从而抑制神经递质的释放，因此注射BAPTA，接着在突触前神经纤维施加适宜电刺激，能检测到突触前动作电位的发生，但是由于神经递质无法释放，不能检测到突触后电位的变化。

第三组中，向突触小体注射适量“笼锁钙”，然后用强紫外线照射标本，由于没有在突触前神经纤维施加适宜电刺激，因此检测不到突触前动作电位的发生，“笼锁钙”暴露在强紫外线下会释放钙离子，促进神经递质释放，故能检测到突触后电位的变化。