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)能夠應答光信號而產(chǎn)生生理學反應的蛋白。科研人員利用現(xiàn)代生物學技術(shù)使光敏通道蛋白基因在支配果蠅胸肌的神經(jīng)細胞內(nèi)表達（胸肌細胞能控制翅扇動），培育成轉(zhuǎn)基因果蠅，并以此果蠅為實驗材料研究了神經(jīng)細胞的閥強度（能引起神經(jīng)細胞興奮的最低刺激強度）與刺激作用時間的關(guān)系。分析回答：

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

（2）請簡要說明研究神經(jīng)細胞的閥強度與刺激作用時間關(guān)系的實驗思路。____________________________________。

（3）如圖是通過實驗測到的闕強度與刺激作用時間的關(guān)系曲線。由圖分析，在一定時間范圍內(nèi)，神經(jīng)細胞閥強度隨刺激時間的延長而_____________（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)細胞中表達，而在果蠅胸肌細胞內(nèi)不表達 興奮在突觸處的傳遞是單向的，只能由神經(jīng)細胞傳到神經(jīng)細胞所支配的肌肉 ①設定電刺激器發(fā)出單個脈沖電壓的作用時間；②選擇單個脈沖電壓從很弱再逐漸增強，分別去刺激轉(zhuǎn)基因果蠅的神經(jīng)細胞，記錄下神經(jīng)細胞剛出現(xiàn)興奮時的電壓強度；③重復多次，記錄數(shù)據(jù)并分析得出結(jié)論 減小

【解析】

1、興奮在兩個神經(jīng)元之間傳遞是通過突觸進行的，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，進入突觸間隙，作用于突觸后膜上的特異性受體，引起下一個神經(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→化學信號→化學信號”的轉(zhuǎn)變。

2、細胞分化是指在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產(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．細胞分化的實質(zhì)：基因的選擇性表達。

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

（2）該實驗的目的是測定神經(jīng)細胞的閥強度與刺激作用時間關(guān)系，實驗設計思路是：①設定電刺激器發(fā)出單個脈沖電壓的作用時間；②選擇單個脈沖電壓從很弱再逐漸增強，分別去刺激轉(zhuǎn)基因果蠅的神經(jīng)細胞，記錄下神經(jīng)細胞剛出現(xiàn)興奮時的電壓強度；③重復多次，記錄數(shù)據(jù)并分析得出結(jié)論。

（3）據(jù)圖可知，因為在一定范圍內(nèi)，神經(jīng)細胞閥強度與刺激的作用時間成反比，神經(jīng)細胞閥強度隨刺激時間的延長而減小。