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。）

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1. 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。

【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. 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。

实验探究题普通