Question

研究发现，单独培养的大鼠神经元能形成自突触（见图甲）。用电极刺激这些自突触神经元的胞体可引起兴奋，其电位变化结果如图乙所示。请回答下列问题：

 

（1）______________是神经元产生和维持-68mV膜电位的主要原因，此时膜内的Na⁺浓度比膜外的_____（填“高”或“低”）。

（2）胞体受刺激后，电位变化出现的第一个峰值的原因是____________使兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外侧。此时产生的兴奋以__________的形式沿神经纤维传导至轴突侧支的突触小体，导致突触小泡释放___________最终导致第二个峰值的产生。

（3）谷氨酸也是一种神经递质，与突触后受体结合后，能使带正电的离子进入神经元，导致其兴奋。利用谷氨酸受体抑制剂（结合上述实验），证明大鼠自突触神经元神经递质是谷氨酸。写出实验思路并预测实验结果。

实验思路：_________________________________

预测结果：_______________________________

Answer

K+外流 低 Na+内流 电信号（神经冲动或局部电流） 神经递质 将单独培养的大鼠自突触神经元随机分为A组和B组，用谷氨酸受体抑制剂处理A组神经元，B组神经元不做处理，用电极刺激两组自突触神经元胞体，测量其电位变化 A组神经元的第二次电位变化明显小于B组的（A组神经不出现第二次电位变化）

【解析】

1、静息时，K+离子通道打开，K+离子外流，膜外电位高于膜内，表现为外正内负；兴奋时，Na+离子通道开放，Na+离子内流，膜内电位高于膜外，表现为外负内正。

2、兴奋在两个神经元之间传递是通过突触进行的，突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分组成，神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中，只能由突触前膜释放，进入突触间隙，作用于突触后膜上的特异性受体，引起下一个神经元兴奋或抑制，所以兴奋在神经元之间的传递是单向的；突触可完成“电信号→化学信号→化学信号”的转变。

（1）图乙中-68mV膜电位为静息电位，其产生和维持的主要原因K+外流，此时膜内Na+的浓度比膜外低。

（2）胞体受刺激后，Na+内流使兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外侧，使得电位变化出现了第一个峰值；此时产生的兴奋以电信号的形式沿着神经纤维传导至轴突侧支的突触小体，导致突触小泡将神经递质释放至突触间隙后与突触后膜的受体结合，引起兴奋，产生第二个峰值。

（3）根据题意分析，该实验的目的是利用谷氨酸受体抑制剂，证明大鼠自突触神经元神经递质是谷氨酸，根据实验目的和实验设计原则，设计实验思路如下：将单独培养的大鼠自突触神经元随机分为A组和B组，用谷氨酸受体抑制剂处理A组神经元，B组神经元不做处理，电极分别刺激两组自突触神经元胞体，测量其电位变化。预测结果：A组神经元的第二次电位变化明显小于B组。