Question

17．諾貝爾醫(yī)學獎獲得者卡爾松、格林加德和埃里克坎德爾，發(fā)現(xiàn)了兩個神經(jīng)細胞之間有一個寬約200500nm的縫隙，并且這兩神經(jīng)細胞通過“突觸”連結．如圖表示動物普遍具有的突觸及信息傳導過程，請分析回答下列問題：
（1）當A神經(jīng)元的軸突末梢的突觸小體有興奮傳來時，突觸前膜的電位變化是由內負外正變?yōu)閮日�外負，這種變化形成的刺激會引起突觸小泡釋放出神經(jīng)遞質與受體結合，引發(fā)突觸后膜電位變化，從而完成興奮從一個神經(jīng)元通過突觸傳遞到了另一個神經(jīng)元．
（2）興奮在突觸處的傳遞方向只能是A→B（用圖中字母“A、B”和箭頭表示），其原因是神經(jīng)遞質只能由突觸前膜釋放，作用于突觸后膜上的受體．
（3）乙酰膽堿酯酶能催化神經(jīng)遞質乙酰膽堿的水解，使神經(jīng)遞質在完成神經(jīng)興奮的傳遞任務之后，盡快消失．許多有機磷殺蟲劑能專門抑制乙酰膽堿酯酶的活性．在有機磷的作用下，乙酰膽堿不能很快消失，神經(jīng)細胞就會處于持續(xù)興奮之中，表現(xiàn)為震顫不已，直到死亡．請你利用下列實驗材料，設計一個動物實驗，驗證有機磷殺蟲劑對動物神經(jīng)傳導中的乙酰膽堿酯酶的活性具有抑制作用．請回答有關問題并將下列實驗步驟及其現(xiàn)象補充完整．實驗材料：剝制好的兩個相同的青蛙神經(jīng)肌肉標本、適宜的放電裝置、有機磷殺蟲劑、生理鹽水、培養(yǎng)皿等．本實驗的實驗變量是：有機磷殺蟲劑．
實驗步驟：
第一步：取兩個培養(yǎng)皿，編號1、2，各加入等量的生理鹽水，分別將青蛙的神經(jīng)肌肉標本浸泡在生理鹽水中．
第二步：同時用電刺激兩神經(jīng)肌肉標本的神經(jīng)纖維，觀察到的實驗現(xiàn)象是肌肉收縮后再舒張．
第三步：在1號培養(yǎng)皿中滴加一定量的有機磷殺蟲劑，2號培養(yǎng)皿中滴加等量的生理鹽水．
第四步：一段時間后，同時給兩個神經(jīng)肌肉標本的神經(jīng)纖維施加適當?shù)碾姶碳ぃ?br />觀察到的實驗現(xiàn)象是1號標本震顫不已（或持續(xù)收縮），2號標本正常收縮和舒張．

Answer 1

分析 分析題圖：圖中1、2、3分別是突觸小泡、神經(jīng)遞質、受體．興奮在兩個神經(jīng)元之間傳遞是通過突觸進行的，突觸由突觸前膜、突觸間隙和突觸后膜三部分組成，神經(jīng)遞質只存在于突觸前膜的突觸小泡中，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(jīng)元興奮或抑制，所以興奮在神經(jīng)元之間的傳遞是單向的．突觸可完成“電信號→化學信號→化學信號”的轉變．

解答 解：（1）靜息時，K⁺外流，造成膜兩側的電位表現(xiàn)為內負外正；受刺激后，Na⁺內流，造成膜兩側的電位表現(xiàn)為內正外負．因此當有興奮傳來時，突觸前膜的電位變化是由內負外正變?yōu)閮日�外負，這種變化形成的刺激會引起突觸小泡釋放出神經(jīng)遞質與受體結合，引發(fā)突觸后膜電位變化，從而完成興奮從一個神經(jīng)元通過突觸傳遞到了另一個神經(jīng)元．
（2）興奮在兩個神經(jīng)元之間傳遞是通過突觸進行的，突觸由突觸前膜、突觸間隙和突觸后膜三部分組成，神經(jīng)遞質只存在于突觸前膜的突觸小泡中，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(jīng)元興奮或抑制，所以興奮在神經(jīng)元之間的傳遞是單向的，即只能是A→B傳遞．
（3）根據(jù)題意，有機磷殺蟲劑能專門抑制乙酰膽堿酯酶的活性，使乙酰膽堿不能很快分解，神經(jīng)細胞就會處于持續(xù)興奮中，表現(xiàn)為震顫不已，直到死亡．由于實驗的目的是驗證有機磷殺蟲劑對乙酰膽堿酯酶的活性具有抑制作用，所以實驗的自變量是有機磷殺蟲劑．
實驗步驟：
第一步：取兩個培養(yǎng)皿，編號1、2，各加入等量的生理鹽水，分別將青蛙的神經(jīng)--肌肉標本浸泡在生理鹽水中．
第二步：同時用電刺激兩神經(jīng)--肌肉標本的神經(jīng)纖維，可以觀察到的現(xiàn)象是肌肉收縮后再舒張．
第三步：在1號培養(yǎng)皿中滴加一定量的有機磷殺蟲劑，在2號培養(yǎng)皿中滴加等量的生理鹽水，形成對照．
第四步：一段時間后，同時給兩個神經(jīng)--肌肉標本的神經(jīng)纖維施加適當?shù)碾姶碳�，觀察到的現(xiàn)象是1號標本持續(xù)收縮，2呈標本正常收縮和舒張．
實驗結論：有機磷殺蟲劑對乙酰膽堿酯酶的活性具有抑制作用．
故答案為：
（1）由內負外正變?yōu)閮日�外�?nbsp;  突觸小泡   受體
（2）A→B 神經(jīng)遞質只能由突觸前膜釋放，作用于突觸后膜上的受體
（3）實驗變量是：有機磷殺蟲劑
第二步：肌肉收縮后再舒張
第三步：在1號培養(yǎng)皿中滴加一定量的有機磷殺蟲劑，2號培養(yǎng)皿中滴加等量的生理鹽水
第四步：同時給兩個神經(jīng)肌肉標本的神經(jīng)纖維施加適當?shù)碾姶碳?br />1號標本震顫不已（或持續(xù)收縮），2號標本正常收縮和舒張

點評 本題考查興奮在神經(jīng)纖維上傳導和在神經(jīng)元之間傳遞的相關知識，意在考查學生分析圖形和解決問題的能力，屬于中檔題．