Question

【題目】閱讀下面的材料，回答問題：

1896年，C.S. Sherrington把神經元與神經元之間的機能接點命名為突觸。在20世紀30年代，對于突觸之間是電學傳遞還是化學傳遞曾發生過爭論。Otto Loewi等科學家用實驗證明突觸之間存在化學傳遞。Furshpan和Potter在1959年首先指出在螯蝦的可興奮細胞之間有電學傳遞。使用細胞內微電極技術記錄鰲蝦腹神經節內神經纖維的膜電位（如圖1 ），他們發現了神經元之間介導動物逃避反射的電突觸。

電突觸普遍存在于無脊椎動物的神經系統中，在動物的逃避反射中發揮重要作用。在哺乳動物的神經系統和視網膜中，電突觸主要分布于需要高度同步化的神經元群內的細胞之間。

形成電突觸的兩個相鄰細胞間的距離特別小，兩側的神經元膜上都存在一些貫穿質膜的蛋白，稱為連接子。突觸前膜和后膜上的連接子相對形成縫隙連接（如圖2）。連接子中間形成一個通道，允許小的水溶性分子通過。通過連接子，許多帶電離子可以從一個細胞直接流入另一個細胞，形成局部電流和突觸后電位。在化學性突觸，從沖動到達突觸前膜至突觸后細胞出現電位變化，有接近1ms的延遲（即突觸延遲）。電突觸沒有延遲，電流瞬間從一個細胞傳遞到下一個細胞。在大多數情況下，電突觸的傳遞是雙向的。

（1）當神經末梢有神經沖動傳來時，突觸前膜釋放______（如乙酰膽堿等），經擴散通過突觸間隙，然后與突觸后膜上的______結合，從而在化學突觸間傳遞信息。

（2）填表比較電突觸與化學突觸傳遞興奮的差異。

	化學突觸	電突觸
突觸結構	突觸前膜與突觸后膜之間由突觸間隙分隔開	①______
傳遞方向	②______
傳遞速度		③______

（3）在圖1所示實驗中，刺激突觸前神經元后，發現______，研究者據此提出“在螯蝦的可興奮細胞之間有電學傳遞”的假設。

（4）十九世紀時，有些學者認為，神經元是獨立的單元；另一些學者認為，神經元由原生質橋相連形成一個整體。請結合文中信息，對這兩種觀點進行評價：______。

（5）請結合閱讀材料信息，提出一個關于電突觸能進一步研究的科學問題：______。

Answer 1

【答案】神經遞質 （特異性遞質）受體 ① 突觸前膜與突觸后膜通過縫隙連接而連接起來 從突觸前膜傳到突觸后膜（或單方向的） 快 沒有突觸延遲 一些神經元之間形成化學突觸，突觸間隙將神經元分隔開；一些神經元之間形成電突觸，原生質相連通。所以兩種觀點均有一定道理。（都有道理，化學突觸支持“神經元是獨立單元”的觀點，電突觸支持“神經元通過原生質橋連接為一個整體”的觀點） 不同細胞之間的電突觸的連接子蛋白是一樣的嗎？電突觸的數量是如何變化的？

電突觸的孔道一直開放嗎？

【解析】

1、興奮在神經元之間的傳遞時，因為神經遞質只存在于突觸小體的突觸小泡中，只能由突觸前膜通過胞吐的形式釋放到突觸間隙，突觸后膜上有識別神經遞質的受體，神經遞質與受體結合后會引起下一個神經元離子通透性改變，從而使下一個神經元產生興奮或抑制，由此可見，興奮在神經元之間的傳遞需經過電信號→化學信號→電信號之間的轉變過程，需要的時間長，故興奮在反射弧中的傳導速度由突觸的數目決定。

2、興奮在神經纖維上的傳導方式是電信號、局部電流或神經沖動的形式。

（1）由分析可知：當神經末梢有神經沖動傳來時，突觸前膜釋放神經遞質，經擴散通過突觸間隙，然后與突觸后膜上的受體結合，從而在化學突觸間傳遞信息。

（2）由題意可知：化學突觸的結構包括突觸前膜、突觸間隙和突觸后膜，興奮在化學突觸間傳遞時，要發生電信號→化學信號→電信號之間的轉變，由于有信號轉變的過程，故興奮在化學突觸間傳遞需要的時間長，又由于突觸小泡中的神經遞質只能由突觸前膜釋放通過突觸間隙作用于突觸后膜，而不能反向傳遞，故在化學突觸中興奮的傳遞是單向的；圖中電突觸結構顯示，突觸前膜與突觸后膜通過縫隙連接起來，由于電突觸有結構上的聯系，興奮在該處傳遞時，沒有信號的轉變過程，故在電突觸中興奮的傳遞是雙向的，而且沒有突觸延擱速度較快。故表格填寫如下：

	化學突觸	電突觸
突觸結構	突觸前膜與突觸后膜之間由突觸間隙分隔開	①突觸前膜與突觸后膜通過縫隙連接而連接起來
傳遞方向	②單向的
傳遞速度		③快

（3）在圖1所示實驗結果可知，刺激突觸前神經元后，發現沒有突觸延遲，研究者據此提出“在螯蝦的可興奮細胞之間有電學傳遞”的假設。

（4）題意顯示：一些神經元之間形成化學突觸，突觸間隙將神經元分隔開；一些神經元之間形成電突觸，原生質相連通。故十九世紀時，有些學者認為，神經元是獨立的單元；另一些學者認為，神經元由原生質橋相連形成一個整體。這兩種觀點均有一定道理。

（5）結合閱讀材料信息，可提出以下問題：

如：不同細胞之間的電突觸的連接子蛋白是一樣的嗎？電突觸的數量是如何變化的？電突觸的孔道一直開放嗎？等等。