备课素材：γ－氨基丁酸及其功能 高二上学期生物人教版选择性必修1.docxVIP

γ－氨基丁酸及其功能

先看一道试题：

γ-氨基丁酸在神经兴奋传递过程中的作用机理如下图①所示；某种局部麻醉药单独使用时不能通过细胞膜，如与辣椒素同时注射才会发生如图②所示效果．仔细分析下图1和图2，据图回答下列问题．

（1）神经递质只能由释放，作用于，并可以使下一个神经元产生．在特定情况下，突触释放的神经递质，也能使和某些腺体分泌．

（2）由图1可知γ-氨基丁酸与的受体结合，促进Cl-内流，

（促进或抑制）突触后膜产生兴奋．

（3）神经细胞兴奋时，膜外电位．由图2可知局麻药作用于突触后膜的Na+通道，阻碍Na+（内流或外流），抑制突触后膜产生兴奋．

（4）由图判断γ-氨基丁酸应该属于（兴奋性或抑制性）神经递质．局麻药（属于或不属于）神经递质．

解析：据图分析：图1中，突触前膜释放的γ-氨基丁酸能够促进突触间隙的Cl-内流，所以是一种抑制性神经递质．图2中，局麻药和γ-氨基丁酸的作用效果相同，都可以阻止钠离子内流，但作用机理不同．

（1）由于神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中，只能由突触前膜释放，并作用于突触后膜，引起一个神经元兴奋或抑制．在特定情况下，突触释放的神经递质，也能使肌肉收缩和某些腺体分泌．

（2）由图1知，γ-氨基丁酸与突触后膜的受体结合，Cl-通道打开，促进Cl-内流，抑制突触后膜产生兴奋．

（3）神经细胞兴奋时，膜电位由内负外正变为内正外负．据图2知，局部麻醉药单独使用时，突触后膜的Na+通道未打开，阻碍Na+内流，抑制突触后膜产生兴奋．

（4）γ-氨基丁酸属于抑制性神经递质，而局麻药不属于神经递质．

答案为

（1）突触前膜???突触后膜??兴奋或抑制??肌肉收缩

（2）突触后膜????抑制????

（3）由正变负????内流

（4）抑制性??不属于

本题以γ－氨基丁酸为情境材料考查神经兴奋在突触间传递过程的相关知识，意在考查考生获取信息的能力和运用这些信息，结合所学知识解决相关生物学问题的能力。

教材对“γ－氨基丁酸”没有提到。

那么，γ－氨基丁酸是什么？有哪些功能？

γ－氨基丁酸是一种化合物，化学式是C?H9NO?，别名4－氨基丁酸（γ-aminobutyricacid，简称GABA），是一种氨基酸，在脊椎动物、植物和微生物中广泛存在。GABA呈白色结晶体粉末状，没有旋光性。熔点195-204℃（分解），与水混溶，微溶于乙醇、丙酮，不溶于苯、乙醚，分解时会失水生成吡咯烷酮。GABA在溶液中常以两性离子（带负电荷的羧基和带正电荷的氨基）形式存在，由于正负电荷基团间的静电相互作用，使得GABA在溶液中能够兼具气态（折叠态）和固态（伸展态）时的分子构象，而GABA在溶液中多分子构象共存的形式，使其能够结合多种受体蛋白并发挥多种重要生理功能。

植物组织中GABA的含量极低，通常在0.3～32.5μmol/g之间。已有文献报道，植物中GABA富集与植物所经历胁迫应激反应有关，在受到缺氧、热激、冷激、机械损伤、盐胁迫等胁迫压力时，会导致GABA的迅速积累。对植物性食品原料采用某种胁迫方式处理后，或通过微生物发酵作用使其体内GABA含量增加，用这种原料加工成富含GABA的功能产品已成为研究热点。GABA作为一种新型功能性因子，已被广泛应用于食品工业领域。利用富含GABA的发芽糙米、大豆和蚕豆等原料开发的食品已面市。

GABA相关的研究实验

实验一：

研究口服给予γ-氨基丁酸对改善小鼠睡眠的影响。方法：将小鼠分为A,B,C三批进行实验，每批五组，分别为阴性对照组，阳性对照组和低、中、高剂量组.连续给予γ-氨基丁酸(50，100，150mg/kg)30天，进行了四项睡眠功效评价实验。结果：中、高剂量γ-氨基丁酸口服后，可以延长睡眠时间，增加阈下剂量入睡动物数，不能缩短睡眠潜伏期.各组均无直接睡眠作用.结论:本实验条件下，γ-氨基丁酸经口服具有改善睡眠的功效。

实验二：

富含GABA酸奶80mg/kg，160mg/kg剂量组小鼠入睡率均由0显著提高至60%(p0.05)；富含GABA酸奶(80mg/kg)组能将小鼠睡眠时长由43.40min显著延长至156.20min(p0.05);在失眠实验中，与失眠模型组比，富含GABA酸奶能够显著增加失眠小鼠脑组织中抑制性氨基酸GABA和Gly的含量(p0.05),GABA含量升至1.10ng/mL，Gly含量升至28.78ng/mL.本研究结果显示,富含GABA酸奶能够有效延长ICR小鼠的睡眠时长，改善小鼠的失眠状态，其机制与增加小鼠脑内抑制性递质GABA及Gly的含量有关。