Question

【題目】光敏通道蛋白最早被發(fā)現(xiàn)于低等藻類，是一類在生命體內(nèi)能夠應(yīng)答光信號(hào)而產(chǎn)生生理學(xué)反應(yīng)的蛋白。科研人員利用現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)使光敏通道蛋白基因在支配果蠅胸肌的神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)表達(dá)（胸肌細(xì)胞能控制翅扇動(dòng)），培育成轉(zhuǎn)基因果蠅，并以此果蠅為實(shí)驗(yàn)材料研究了神經(jīng)細(xì)胞的閥強(qiáng)度（能引起神經(jīng)細(xì)胞興奮的最低刺激強(qiáng)度）與刺激作用時(shí)間的關(guān)系。分析回答：

（1）用一定強(qiáng)度的光照射支配果蠅胸肌的神經(jīng)細(xì)胞，果蠅扇動(dòng)翅；用相同強(qiáng)度的光照射果蠅胸肌細(xì)胞，果蠅不扇動(dòng)翅，原因是__________________________�？蒲腥藛T對(duì)該轉(zhuǎn)基因果蠅的胸肌細(xì)胞進(jìn)行適宜強(qiáng)度的電刺激，發(fā)現(xiàn)果蠅扇動(dòng)翅，但未檢測(cè)與該肌肉細(xì)胞相連的神經(jīng)細(xì)胞的電位變化其原因是_____________。

（2）請(qǐng)簡(jiǎn)要說明研究神經(jīng)細(xì)胞的閥強(qiáng)度與刺激作用時(shí)間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)思路。____________________________________。

（3）如圖是通過實(shí)驗(yàn)測(cè)到的闕強(qiáng)度與刺激作用時(shí)間的關(guān)系曲線。由圖分析，在一定時(shí)間范圍內(nèi)，神經(jīng)細(xì)胞閥強(qiáng)度隨刺激時(shí)間的延長(zhǎng)而_____________（填“增大”或“減小”或“不變）

Answer 1

【答案】光敏通道蛋白基因在支配果蠅胸肌的神經(jīng)細(xì)胞中表達(dá)，而在果蠅胸肌細(xì)胞內(nèi)不表達(dá) 興奮在突觸處的傳遞是單向的，只能由神經(jīng)細(xì)胞傳到神經(jīng)細(xì)胞所支配的肌肉 ①設(shè)定電刺激器發(fā)出單個(gè)脈沖電壓的作用時(shí)間；②選擇單個(gè)脈沖電壓從很弱再逐漸增強(qiáng)，分別去刺激轉(zhuǎn)基因果蠅的神經(jīng)細(xì)胞，記錄下神經(jīng)細(xì)胞剛出現(xiàn)興奮時(shí)的電壓強(qiáng)度；③重復(fù)多次，記錄數(shù)據(jù)并分析得出結(jié)論 減小

【解析】

1、興奮在兩個(gè)神經(jīng)元之間傳遞是通過突觸進(jìn)行的，突觸由突觸前膜、突觸間隙和突觸后膜三部分組成，神經(jīng)遞質(zhì)只存在于突觸前膜的突觸小泡中，只能由突觸前膜釋放，進(jìn)入突觸間隙，作用于突觸后膜上的特異性受體，引起下一個(gè)神經(jīng)元興奮或抑制，所以興奮在神經(jīng)元之間的傳遞是單向的。突觸可完成“電信號(hào)→化學(xué)信號(hào)→化學(xué)信號(hào)”的轉(zhuǎn)變。

2、細(xì)胞分化是指在個(gè)體發(fā)育中，由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)，結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程．細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)：基因的選擇性表達(dá)。

（1）據(jù)題干信息“科研人員利用現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)使光敏通道蛋白基因在支配果蠅胸肌的神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)表達(dá)”可知，由于神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)的光敏通道蛋白基因能表達(dá)而胸肌細(xì)胞內(nèi)的光敏通道蛋白基因不表達(dá)，所以用相同強(qiáng)度的光照射支配果蠅胸肌的神經(jīng)細(xì)胞，果蠅扇動(dòng)翅，而照射果蠅胸肌細(xì)胞，果蠅不扇動(dòng)翅。興奮在神經(jīng)元之間的傳遞是單向的，支配肌肉的神經(jīng)元與肌肉細(xì)胞之間存在突觸的結(jié)構(gòu)，興奮只能從神經(jīng)細(xì)胞傳到肌肉細(xì)胞，而不能肌肉細(xì)胞傳到神經(jīng)細(xì)胞。

（2）該實(shí)驗(yàn)的目的是測(cè)定神經(jīng)細(xì)胞的閥強(qiáng)度與刺激作用時(shí)間關(guān)系，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是：①設(shè)定電刺激器發(fā)出單個(gè)脈沖電壓的作用時(shí)間；②選擇單個(gè)脈沖電壓從很弱再逐漸增強(qiáng)，分別去刺激轉(zhuǎn)基因果蠅的神經(jīng)細(xì)胞，記錄下神經(jīng)細(xì)胞剛出現(xiàn)興奮時(shí)的電壓強(qiáng)度；③重復(fù)多次，記錄數(shù)據(jù)并分析得出結(jié)論。

（3）據(jù)圖可知，因?yàn)樵谝欢ǚ秶鷥?nèi)，神經(jīng)細(xì)胞閥強(qiáng)度與刺激的作用時(shí)間成反比，神經(jīng)細(xì)胞閥強(qiáng)度隨刺激時(shí)間的延長(zhǎng)而減小。