神經(jīng)元之間的信息傳遞不僅可以通過化學(xué)突觸進(jìn)行,也可以通過電突觸進(jìn)行。科研工作者在螯蝦躲避反射的反射弧中發(fā)現(xiàn)了電突觸的存在。電突觸是兩個(gè)神經(jīng)元細(xì)胞膜上由跨膜連接蛋白形成的通道,允許細(xì)胞內(nèi)溶液從一個(gè)細(xì)胞流向另一個(gè)細(xì)胞。興奮通過化學(xué)突觸從突觸前膜傳遞到突觸后膜時(shí),有接近1 ms的延遲(突觸延遲),而電突觸沒有延遲。請(qǐng)回答下列問題:
(1)反射弧由
感受器
感受器
、傳入神經(jīng)、神經(jīng)中樞、傳出神經(jīng)和 效應(yīng)器
效應(yīng)器
五部分組成。
(2)神經(jīng)元在未受刺激時(shí),膜電位狀態(tài)是 內(nèi)負(fù)外正
內(nèi)負(fù)外正
,受到刺激后 鈉離子
鈉離子
內(nèi)流,導(dǎo)致膜電位發(fā)生逆轉(zhuǎn),電突觸允許 局部電流(電信號(hào)或神經(jīng)沖動(dòng))
局部電流(電信號(hào)或神經(jīng)沖動(dòng))
從已興奮神經(jīng)元傳遞到未興奮神經(jīng)元,導(dǎo)致后者產(chǎn)生興奮。
(3)研究人員用細(xì)胞內(nèi)微電極研究雞睫狀神經(jīng)節(jié)中興奮在神經(jīng)元之間的傳遞方式,方法如圖1所示。電刺激節(jié)前神經(jīng),神經(jīng)節(jié)細(xì)胞電位變化如圖2中A所示。先用細(xì)胞內(nèi)微電極給神經(jīng)節(jié)細(xì)胞通一定強(qiáng)度的電流使其膜內(nèi)外電位差增大,再電刺激節(jié)前神經(jīng),神經(jīng)節(jié)細(xì)胞電位變化如圖2中B所示。
研究人員推斷節(jié)前神經(jīng)元與神經(jīng)節(jié)細(xì)胞之間既存在電突觸,又存在化學(xué)突觸。請(qǐng)根據(jù)這一推斷,續(xù)寫以下對(duì)曲線B的解釋。節(jié)前神經(jīng)受到刺激產(chǎn)生興奮,通過電突觸迅速傳遞給神經(jīng)節(jié)細(xì)胞,因?yàn)槟?nèi)外電位差較大,神經(jīng)節(jié)細(xì)胞未能產(chǎn)生興奮;一段時(shí)間延遲后,化學(xué)突觸的遞質(zhì)作用于神經(jīng)節(jié)細(xì)胞,鈉離子進(jìn)一步進(jìn)入神經(jīng)節(jié)細(xì)胞,出現(xiàn)膜外負(fù)內(nèi)正的電位差,產(chǎn)生興奮
化學(xué)突觸的遞質(zhì)作用于神經(jīng)節(jié)細(xì)胞,鈉離子進(jìn)一步進(jìn)入神經(jīng)節(jié)細(xì)胞,出現(xiàn)膜外負(fù)內(nèi)正的電位差,產(chǎn)生興奮
。
(4)填表比較電突觸與化學(xué)突觸傳遞興奮的差異。
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化學(xué)突觸 |
電突觸 |
突觸結(jié)構(gòu) |
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跨膜連接蛋白形成的通道而連接起來 突觸前膜與突觸后膜通過跨膜連接蛋白形成的通道而連接起來 |
傳遞方向 |
② 從突觸前膜傳到突觸后膜 從突觸前膜傳到突觸后膜 |
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傳遞速度 |
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③ 快 快 |
(5)神經(jīng)調(diào)節(jié)中電突觸的存在,對(duì)于生物適應(yīng)環(huán)境有何積極意義?
電突觸傳遞速度更快,使躲避反射等反射活動(dòng)更快完成,可增強(qiáng)生物感知周圍環(huán)境變化的靈敏度,更好地適應(yīng)環(huán)境
電突觸傳遞速度更快,使躲避反射等反射活動(dòng)更快完成,可增強(qiáng)生物感知周圍環(huán)境變化的靈敏度,更好地適應(yīng)環(huán)境
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