Question

【題目】γ—氨基丁酸（GABA）是成年動物體中樞神經系統的主要抑制性神經遞質。分析回答：

（1）通常情況下，當突觸前神經元釋放的GABA與突觸后膜上的_____________結合后，Cl－通道開放，Cl－順濃度梯度內流，從而產生抑制性效應。研究大鼠等哺乳動物（包括人類）胚胎發育早期未成熟神經元時發現，GABA的生理效應與成熟神經元相反。其原因是胞內Cl－濃度顯著_____________于胞外，GABA作為信號引起Cl－_____________（填“內流”或“外流”），從而產生興奮性效應。

（2）在個體發育的不同階段，神經系統內GABA的通道型受體的特性（既是GABA受體，也是雙向Cl－通道）并未改變，GABA的兩種作用效應與細胞膜上兩種Cl－跨膜共轉運體NKCC1和KCC2有關，其作用機制如圖所示（圖中共轉運體的大小表示細胞膜上該轉運體的相對數量）。據圖可知，大鼠成熟神經元中含量相對較低的Cl－共轉運體是________。

（3）為探究GABA興奮性效應對神經元發育的影響。將不同基因分別轉入三組大鼠胚胎神經組織。待幼鼠出生后第14天，顯微鏡下觀察神經元突起的數量及長度（如下圖）。與對照組相比，實驗組幼鼠單個神經元________，由此證明GABA的興奮性效應保證了神經元正常發育。通過檢測實驗組EGFP的分布及熒光強度以確定KCC2蛋白的________。

（4）在患神經性病理痛的成年大鼠神經元中也檢測到GABA的興奮性效應，推測該效應與KCC2和NKCC1表達量有關。研究者以“神經性病理痛”模型大鼠為實驗組，用________技術檢測KCC2和NKCC1的含量。若結果為________，則證實上述推測。

Answer 1

【答案】（特異性）受體 高 外流 NKCC1 數量和總長度顯著降低 位置（分布）和含量 抗原—抗體雜交 實驗組NKCC1含量高于對照組或（和）KCC2含量低于對照組

【解析】

1．突觸是由突觸前膜，突觸間隙和突觸后膜構成的，突觸小體含有突觸小泡，內含神經遞質，神經遞質有興奮性和抑制性兩種，受到刺激以后神經遞質由突觸小泡運輸到突觸前膜與其融合，遞質以胞吐的方式排放到突觸間隙，作用于突觸后膜，引起突觸后膜的興奮或抑制。
2．GABA作為一種抑制性神經遞質，合成以后儲存在突觸小泡中，受到刺激以后，突觸小泡與突觸前膜融合，釋放神經遞質，作用于突觸后膜上的受體，使突觸后膜保持靜息電位。
3．興奮在神經纖維上的傳導會引起膜電位發生變化，從而發生電位差，產生電流。靜息狀態下，鉀離子外流，細胞膜內外的電荷分布情況是外正內負，當某一部位受刺激時，鈉離子內流，其膜電位變為外負內正的動作電位。

（1）通常情況下，當突觸前神經元釋放的GABA與突觸后膜上的受體結合后，Cl-通道開放，Cl-順濃度梯度內流，從而產生抑制性效應。研究大鼠等哺乳動物（包括人類）胚胎發育早期未成熟神經元時發現，GABA的生理效應與成熟神經元相反。其原因是胞內Cl-濃度顯著高于胞外，GABA作為信號引起Cl-外流，從而產生興奮性效應。

（2）由圖1可知，大鼠成熟神經元應是圖1中的神經元2，其含量相對較低的Cl-共轉運體是NKCC1。

（3）由圖2甲乙丙效果判斷，與對照組相比，實驗組幼鼠單個神經元數量和總長度顯著降低，由此證明GABA的興奮性效應保證了神經元正常發育。通過檢測實驗組EGFP的分布及熒光強度以確定KCC2蛋白的位置（分布）和含量。

（4）研究者以“神經性病理痛”模型大鼠為實驗組，可用技術抗原-抗體雜交（蛋白質電泳）檢測KCC2和NKCC1的含量。若結果為實驗組NKCC1含量高于對照組或（和）KCC2含量低于對照組，則證實上述推測。