离子的跨膜运输是神经兴奋传导与传递的基础。最近，科研人员发现了突触信号传递的新方式。

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1. 离子的跨膜运输是神经兴奋传导与传递的基础。最近，科研人员发现了突触信号传递的新方式。

(1) 引起突触前膜上Ca²⁺通道打开的原因是。

(2) 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。

(3) 科研人员发现在无Ca²⁺条件下，对大鼠的初级感觉神经元（DRG）给予电刺激，其突触后神经元（DH）也可检测到膜电位变化，进而对这种非Ca²⁺依赖的信号传递方式进行了系列研究。

①研究发现DRG细胞膜上存在受电压调控的N通道。将大鼠DRG细胞与DH细胞混合培养，在无Ca²⁺条件下，向体系中加入N通道的，对DRG施加电刺激后，（填“有”或“没有”）检测到DH的电位变化，说明N通道参与了非Ca²⁺依赖的突触信号传递。

②为证明在非Ca²⁺依赖的方式中，介导突触传递兴奋信号的神经递质是谷氨酸，以无Ca²⁺条件下混合培养的DRG和DH细胞为实验材料，加入谷氨酸受体阻断剂，孵育一段时间后对DRG施加电刺激，检测突触前膜神经递质的释放量。请完善该实验方案：。

【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. 疼痛的发生与神经递质-N-甲基-d天门冬氨酸（NMDA）受体的活化有关。NMDA受体是一种通道型受体，当NMDA受体被激活，Ca²⁺离子内流进而引发Na⁺内流，使突触后神经元兴奋。研究发现氯胺酮具有一定的止痛和抗抑郁作用。回答下列问题：

(1) NMDA储存在中，NMDA释放并作用于受体后会使突触后膜电位变为。NMDA发挥作用后会与受体分开，并迅速以免持续发挥作用。

(2) 推测氯胺酮止痛和抗抑郁的机制可能是。

(3) 科研人员设计并进行了氯胺酮对抑郁症小鼠社交障碍影响的实验。请补充完善以下实验。

①实验过程：

a、构建抑郁症模型小鼠，小鼠表现出明显的社交回避行为；

b、取一定数量正常小鼠随机平均分为两组，一组注射适量的生理盐水，一组注射等量的5mL/kg氯胺酮；取一定数量的模型鼠随机平均分为四组，一组注射，另三组分别注射等量的5mL/kg、10mL/kg、15mL/kg的氯胺酮；

c、社交实验（具体操作不做要求）；

d、实验结束后，根据记录的实验数据计算小鼠的社交偏好率，实验结果如下图所示。

②分析和讨论：

实验可初步得出结论：；5mg/kg氯胺酮处理正常小鼠组的数据产生的原因可能是正常小鼠对氯胺酮的敏感性（填“高于”、“低于”或“等于”）模型小鼠。

(4) 若已证明氯胺酮可以改善小鼠抑郁症，能否直接投入生产应用于治疗人类抑郁症？说明理由。

实验探究题普通

有研究表明，温度显著影响牛蛙神经的动作电位幅度和传导速度，而糖皮质激素阻断牛蛙神经的突触传递且一定范围内糖皮质激素浓度越高，阻断效果越强，阿托品可以增强高浓度糖皮质激素的阻断效果。为了验证以上观点，兴趣小组的同学进行了如下实验。

（一）温度实验

（1）实验步骤：

①将牛蛙随机分为5、15、25、30、33、35、39℃七个实验温度，分别放在预先设定好温度的生化培养箱内驯化48h。

②分别取出牛蛙坐骨神经，连接刺激电极和记录电极。

③分别向各组坐骨神经施加适宜且相同强度的电刺激，检测________。

④对实验数据进行处理分析。

实验结果：5~30℃温度范围内，动作电位幅度随温度升高而增大，30℃后显著下降。25~33℃动作电位的传导速度相对较高，低于25℃或高于33℃，其传导速度均呈现显著的下降趋势。

（2）分析与讨论：动作电位幅度的大小与细胞膜两侧Na⁺浓度有关，推测高温环境下（超过33℃），细胞外液的Na⁺浓度下降，使得神经细胞受到有效刺激时，Na⁺内流量________，致使动作电位的幅度降低。动作电位以________的形式进行传导，其传导速度取决于细胞膜结构和功能的完整性，因此推测高温环境下（超过33℃）传导速度下降可能与________有关，低温环境下（低于25℃）传导速度下降可能与细胞代谢水平________有关。

（二）糖皮质激素实验

（3）实验材料：牛蛙椎旁交感神经链、任氏液、皮质醇（属于糖皮质激素，用任氏液分别配成0.01、0.1和1μmol/L）、适宜浓度的阿托品、灌流小室、电极、计算机等。

实验分组：

A组：________。

B组：等量0.01μmol/L皮质醇。

C组：等量0.1μmol/L皮质醇。

D组：等量lμmol/L皮质醇。

E组：________。

用以上各组材料分别处理对应组别的牛蛙神经标本，对突触前神经（节前神经纤维）采用适宜电刺激，检测并记录突触后电位，统计突触传递的阻断率（100%成功记录突触后电位次数/总刺激次数）。

（4）预测实验结果：请用柱形图表示预期的实验结果________。

（5）为研究阿托品的作用机制，兴趣小组将生理功能完好的神经—肌肉标本置于任氏液中，滴加阿托品后刺激神经，肌肉收缩减弱甚至不能收缩：再滴加乙酰胆碱酯酶抑制剂后，阿托品的麻醉作用降低甚至解除。据此判断，阿托品抑制突触处的兴奋传递的机制最可能是___。

实验探究题普通

3. 星形胶质细胞中的T蛋白与动物学习记忆能力有关。科研人员对T蛋白的作用机理进行了系列研究。

(1) 星形胶质细胞的末梢与神经元胞体或树突相接近形成，其形态、功能和数量会影响学习记忆能力。

(2) 科研人员获得星形胶质细胞中敲除T基因的小鼠X，进行两组实验。实验一：在水槽中放置一平台，对小鼠进行5天平台实验，测定野生型和小鼠X 到达平台所用时间，结果如图1。实验二：将野生型和小鼠X 置于暗箱中，记录运动轨迹（运动轨迹可反映小鼠运动能力），结果如图2。

①图1显示，与野生型相比，小鼠X到达平台的时间更长。请提出两种合理的假设解释实验结果。

假设一：。

假设二：。

②图2实验结果排除了假设。

(3) 科学家显微拍摄野生型和小鼠X的神经细胞，发现小鼠X诲马区的突触数量显著降低。为研究T蛋白缺失导致突触数量降低的原因，还需在细胞水平上进一步观察记录。

(4) 钙波指细胞内的钙在某个区域瞬时性增高，并以很快的速度在细胞内传播。钙波强度可调节星形胶质细胞与神经元间的交流，以及神经细胞的发育。A蛋白位于星形胶质细胞的细胞膜上，敲除A基因，钙波强度减弱。敲除T基因的小鼠，A基因启动子区域维持甲基化修饰。请综合分析，完善T蛋白影响学习记忆的机理（使用文字、箭头和“+、-”表示）。

实验探究题困难