某种海洋生物体内含有一种剧毒的非蛋白神经毒素A，毒素A能使神经、肌肉丧失兴奋性。为探究毒素A的毒性机制是如何对神经纤维或突触产生影响，研究人员设计了如下表所示的实验并记录结果，请回答：实验编组对神经组织的处理用微电极刺激突触前神经元后测得细胞膜两侧的电位差/mV 0.5ms后测得突触后神经元细胞膜两侧的电位差/mV Ⅰ 浸润在生理盐水中 5 min 35 35 Ⅱ 10 min 35 35 Ⅲ 15 min 35 35 Ⅳ ？ 5 min 30 25 Ⅴ 10 min 20 10 Ⅵ 15 min 10 -70

1. 某种海洋生物体内含有一种剧毒的非蛋白神经毒素A，毒素A能使神经、肌肉丧失兴奋性。为探究毒素A的毒性机制是如何对神经纤维或突触产生影响，研究人员设计了如下表所示的实验并记录结果，请回答：

实验编组	对神经组织的处理		用微电极刺激突触前神经元后测得细胞膜两侧的电位差/mV	0.5ms后测得突触后神经元细胞膜两侧的电位差/mV
Ⅰ	浸润在生理盐水中	5 min	35	35
Ⅱ		10 min	35	35
Ⅲ		15 min	35	35
Ⅳ	？	5 min	30	25
Ⅴ		10 min	20	10
Ⅵ		15 min	10	-70

(1) 表格中的实验步骤“？”是。

(2) 组I的突触前神经元细胞膜两侧产生35mV的电位差时，膜内外电位发生的变化是；突触后神经元细胞0.5ms后才能测到电位变化，传递延迟的主要原因是。

(3) 比较各组突触前神经元细胞膜两侧电位差，推测毒素A的毒性机制可能是。

(4) 比较各组突触前、后神经元细胞膜两侧电位差，从突触结构和功能上推测毒素A的毒性机制可能是。

【考点】

神经冲动的产生和传导;

【答案】

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实验探究题普通

1. 长时程增强（LTP）是突触前纤维受到高频刺激后，突触传递强度增强且能持续数小时至几天的电现象，与人的长时记忆有关。下图是海马区某侧支LTP产生机制示意图，回答下列问题：

(1) 依据以上机制示意图，LTP的发生属于（填“正”或“负”）反馈调节。

(2) 若阻断NMDA受体作用，再高频刺激突触前膜，未诱发LTP，但出现了突触后膜电现象。据图推断，该电现象与内流有关。

(3) 为了探讨L蛋白的自身磷酸化位点（图中α位和β位）对L蛋白自我激活的影响，研究人员构建了四种突变小鼠甲、乙、丙和丁，并开展了相关实验，结果如表所示：

	正常小鼠	甲	乙	丙	丁
	正常小鼠	α位突变为缬氨酸，该位点不发生自身磷酸化	α位突变为天冬氨酸，阻断Ca²⁺/钙调蛋白复合体与L蛋白结合	β位突变为丙氨酸，该位点不发生自身磷酸化	L蛋白编码基因缺失
L蛋白活性	+	++++	++++	+	-
高频刺激	有LTP	有LTP	?	无LTP	无LTP

注：“+”多少表示活性强弱，“-”表示无活性。

据此分析：

①小鼠乙在高频刺激后（填“有”或“无”）LTP现象，原因是；

②α位的自身磷酸化可能对L蛋白活性具有作用。

③在甲、乙和丁实验组中，无L蛋白β位自身磷酸化的组是。

实验探究题普通

2. 离子的跨膜运输是神经兴奋传导与传递的基础。突触传递过程中，前、后膜内外离子的移动如下图所示。

请回答问题：

（1）当兴奋传导到突触前膜时，引起突触前膜对Na⁺通透性的变化趋势为。在此过程中Na⁺离子的过膜方式是。

（2）引起突触前膜上Ca²⁺通道打开的原因是。

（3）图中①至④表示兴奋引发的突触传递过程。图中过程②表示。

（4）为研究细胞外Na⁺浓度对突触传递的影响，向细胞外液适度滴加含Na⁺溶液，当神经冲动再次传来时，膜电位变化幅度增大，原因是。

（5）在突触部位胞内的钙离子主要来自于胞外。为证明细胞内钙离子浓度可影响神经递质的释放量，提出可供实验的两套备选方案。

方案一：施加钙离子通道阻断剂，然后刺激突触前神经细胞，检测神经递质的释放量。再在该实验体系中适度增加细胞外液中的钙离子浓度，然后刺激突触前神经细胞，检测神经递质的释放量。

方案二：适度增加细胞外液中的钙离子浓度，然后刺激突触前神经细胞，检测神经递质的释放量。另取一组实验材料施加钙离子通道阻断剂，然后刺激突触前神经细胞，检测神经递质的释放量。

比较上述两个方案的优劣，并陈述理由。

实验探究题困难

3. 神经细胞外的Ca²⁺对Na⁺的内流具有竞争性抑制作用（Ca²⁺能与Na⁺竞争载体结合位点），称为膜屏障作用。为验证膜屏障作用，请完善以下实验思路，并进行分析与讨论。（说明：本实验提供一根神经纤维。生物信号采集仪能显示记录电极处的电位变化，实验中标本用任氏液浸润。任氏液中含有Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-等，可根据实验需要，对成分含量进行适当调整。）

(1) 实验思路：

①实验1：连接神经纤维与生物信号采集仪等，对神经纤维施加一定刺激，在显示屏上出现一次电位变化，并记录。

实验2：进行解除竞争性抑制实验，具体措施：。

③对实验结果的处理与分析。

(2) 预测实验结果：设计一个坐标系，以曲线图形式表示实验1和实验2的电位变化情况。

(3) 分析与讨论：

①本实验采用的对照方式是。为获得电位变化曲线，生物信号采集仪的两电极的连接方式：。

②为达实验目的，也可通过测定来验证膜屏障作用。

③根据实验分析，血液中Ca²⁺的含量过低，会发生抽搐的原因是。研究发现，钙离子还影响着细胞的膜阈值电位。具体表现为：血钙浓度降低，膜阈值电位绝对值加大，与之间的差值缩小，细胞的兴奋性增加。

实验探究题普通