用微電極記錄細胞膜上的電位變化是研究神經沖動產生、傳導和突觸傳遞原理的常用方法。根據如圖實驗方法和結果,分析并回答相關的問題。
(1)圖1顯示的突觸結構是由
突觸前膜、突觸間隙和突觸后膜
突觸前膜、突觸間隙和突觸后膜
構成的,興奮傳到此處時的信號變化為 電信號→化學信號→電信號
電信號→化學信號→電信號
,圖1中的微電機M記錄到動作電位時,突觸后膜上將依次產生的反應是 突觸后膜上受體與神經遞質結合,引起突觸后膜產生動作電位
突觸后膜上受體與神經遞質結合,引起突觸后膜產生動作電位
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(2)研究表明,在突觸小體未產生動作電位的情況,微電極N上也會記錄到隨機產生的幅度幾乎相等的微小電位變化,如圖2所示。結合突觸的結構和突觸傳遞的過程,分析電位變化產生的原因 單個突觸小泡隨機性地與突觸前膜融合,釋放的微量神經遞質與突觸后膜上的受體結合,引起少量Na+內流,在突觸后膜上產生微小電位變化
單個突觸小泡隨機性地與突觸前膜融合,釋放的微量神經遞質與突觸后膜上的受體結合,引起少量Na+內流,在突觸后膜上產生微小電位變化
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(3)在某些突觸中,突觸小體產生動作電位后,微電極N上記錄到電位負值增大的抑制性后電位(IPSP),如圖3所示。已知K+和CI-通道都參與了IPSP的形成,試從該角度分析IPSP產生的原因 K+外流和Cl-內流
K+外流和Cl-內流
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(4)已知從刺激開始到動作電位產生有短暫的延遲,且與刺激強度有關。為了規(guī)避該延遲對測量精確度的影響,請利用微電極記錄技術設計實驗,精確測量動作電位在神經軸突上的傳導速度。(實驗儀器:微電極記錄設備、刺激器、計時器、刻度尺等)
實驗思路:在神經軸突上選取兩點,插入微電極記錄設備,可通過測量兩個電極之間的距離,同時測量電極記錄到的動作電位的起始點的時間差即可
可通過測量兩個電極之間的距離,同時測量電極記錄到的動作電位的起始點的時間差即可
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計算:動作電位在神經軸突上的傳導速度=。【答案】突觸前膜、突觸間隙和突觸后膜;電信號→化學信號→電信號;突觸后膜上受體與神經遞質結合,引起突觸后膜產生動作電位;單個突觸小泡隨機性地與突觸前膜融合,釋放的微量神經遞質與突觸后膜上的受體結合,引起少量Na
+內流,在突觸后膜上產生微小電位變化;K
+外流和Cl
-內流;可通過測量兩個電極之間的距離,同時測量電極記錄到的動作電位的起始點的時間差即可;