人体运动需要神经系统对肌群进行精确的调控来实现。肌萎缩侧索硬化( ALS )是一种神经肌肉退行性疾病,患者神经肌肉接头示意图如下。回答下列问题。
(1) 轴突末梢中突触小体内的 Ach 通过 方式进入突触间隙。
(2) 突触间隙的 Ach 与突触后膜上的 AchR 结合,将兴奋传递到肌细胞,从而引起肌肉 ,这个过程需要 信号到 信号的转换。
(3) 有机磷杀虫剂( OPI )能抑制 AchE 活性。 OPI 中毒者的突触间隙会积累大量的 ,导致副交感神经末梢过度兴奋,使瞳孔 。
(4)ALS 的发生及病情加重与补体 C5 (一种蛋白质)的激活相关。如图所示,患者体内的 C5 被激活后裂解为 C5a 和 C5b ,两者发挥不同作用。
①C5a 与受体 C5aR1 结合后激活巨噬细胞,后者攻击运动神经元而致其损伤,因此 C5a - C5aR1 信号通路在 ALS 的发生及病情加重中发挥重要作用。理论上使用 C5a 的抗体可延缓 ALS 的发生及病情加重,理由是 。
②C5b 与其他补体在突触后膜上形成膜攻击复合物,引起 Ca 2 + 和 Na + 内流进入肌细胞,导致肌细胞破裂,其原因是 。
(1) 胞吐
(2) 收缩 化学 电
(3) Ach 收缩加剧
(4) C5a 的抗体能与 C5a 发生特异性结合,从而使 C5a 不能与受体 C5aR1 结合,不能激活巨噬细胞,减少对运动神经元的攻击而造成的损伤 Ca 2 + 和 Na + 内流进入肌细胞,会增加肌细胞内的渗透压,导致肌细胞吸水增强,大量吸水会导致细胞破裂
【分析】兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递,突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜,其具体的传递过程为:兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时,突触小泡释放递质(化学信号),递质作用于突触后膜,引起突触后膜产生膜电位(电信号),从而将兴奋传递到下一个神经元。由于递质只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,因此神经元之间兴奋的传递只能是单方向的。
【详解】( 1 )突触小体内的 Ach 存在突触小泡内,通过胞吐的方式进入突触间隙。
( 2 ) Ach 为兴奋性递质,突触间隙的 Ach 与突触后膜上的 AchR 结合,将兴奋传递到肌细胞,从而引起肌肉收缩,这个过程中可将 Ach 携带的化学信号转化为突触后膜上的电信号。
( 3 ) AchE 能将突触间隙中的 Ach 分解,若有机磷杀虫剂( OPI )能抑制 AchE 活性,则导致突触间隙中的 Ach 分解速率减慢,使突触间隙中会积累大量的 Ach ,导致副交感神经末梢过度兴奋,使瞳孔收缩加剧。
( 4 ) ①C5a 的抗体可与 C5a 发生特异性结合,使 C5a 不能与受体 C5aR1 结合,进而不能激活巨噬细胞,降低对运动神经元的攻击而导致的损伤,因此可延缓 ALS 的发生及病情加重。
②C5b 与其他补体在突触后膜上形成膜攻击复合物,引起 Ca 2 + 和 Na + 内流进入肌细胞,大量离子的进入导致肌细胞渗透压增加,从而吸水破裂。
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撕取蚕豆的叶表皮,剪成大小相等的小块,分别浸入不同浓度的硝酸钾溶液中。经过一段时间后,用显微镜观察实验的结果如下表,下列分析正确的有( )
KNO3溶液浓度/ (mol·L-1) | A | B | C | D | E | F |
0.11 | 0.12 | 0.125 | 0.13 | 0.14 | 0.5 | |
质壁分离程度 | — | — | 初始分离 | 分离 | 显著分离 | 显著分离 |
质壁分离复原状态 | — | — | 自动复原 | 自动复原 | 诱发复原 | 不能复原 |
A.蚕豆叶表皮细胞的细胞液浓度约为0.125~0.13 mol·L-1之间
B. 细胞质壁分离的基本条件是KNO3溶液浓度大于蚕豆表皮细胞的细胞液浓度
C.发生自动复原的原因是K+、N通过主动运输方式逐步进入细胞
D. F组不能再诱发其复原的原因是细胞因过度失水而死亡