Question

【題目】以實(shí)驗(yàn)動(dòng)物蛙為材料，開展神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的研究。（要求與說明：簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路，具體實(shí)驗(yàn)操作過程不作要求，實(shí)驗(yàn)條件適宜）

回答下列問題：

（1）關(guān)于反射弧分析的實(shí)驗(yàn)及有關(guān)問題如下：為驗(yàn)證脊蛙屈腿反射（屬于屈反射）的反射弧是完整的，實(shí)驗(yàn)思路是用1％H2SO4溶液刺激蛙一側(cè)后肢的趾尖，出現(xiàn)屈腿，說明反射弧完整。驗(yàn)證刺激感受器與產(chǎn)生屈腿不是同時(shí)發(fā)生的實(shí)驗(yàn)思路是_________________________。刺激感受器與產(chǎn)生屈腿不是同時(shí)發(fā)生的主要原因有__________、__________。若某反射從刺激感受器到效應(yīng)器出現(xiàn)反應(yīng)的時(shí)間比屈腿反射的長，其主要原因是____________________。若用5％H2SO4溶液刺激蛙一側(cè)后肢的趾尖后，再用1％H2SO4溶液刺激該趾尖，沒有觀察到屈腿，其原因是___________。

（2）神經(jīng)細(xì)胞和肌肉細(xì)胞的細(xì)胞內(nèi)Na+濃度均低于細(xì)胞外，K+濃度均高于細(xì)胞外，但這兩種細(xì)胞內(nèi)的Na+濃度不同，K+濃度也不同。實(shí)驗(yàn)證明蛙下肢的一條肌肉直接與該肌肉相連的神經(jīng)接觸，引起該肌肉收縮，其主要原因是___________。若取上述一段神經(jīng)，用某種藥物處理阻斷了Na+通道，然后刺激該神經(jīng)，其動(dòng)作電位將___________。

（3）將蛙坐骨神經(jīng)纖維置于生理溶液中，測得其靜息膜電位為–70mv。若在一定范圍內(nèi)增加溶液中的K+濃度，并測量膜電位變化。預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果（坐標(biāo)曲線圖形式表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果）。___________。

Answer 1

【答案】用l%H2SO4溶液剌激該蛙一側(cè)后肢的趾尖，測定刺激感受器開始到出現(xiàn)屈腿的時(shí)間，有時(shí)間差，說明不是同時(shí)發(fā)生的 興奮通過突觸的傳遞需要時(shí)間 興奮在神經(jīng)元上的傳導(dǎo)需要時(shí)間 組成該反射弧的神經(jīng)元級數(shù)比屈腿反射的多 感受器受損 神經(jīng)和肌肉是兩種不同的組織，存在電位差 無法產(chǎn)生

【解析】

1、興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)的過程

①靜息狀態(tài)時(shí)，Na+通道關(guān)閉，K+通道打開，K+外流（導(dǎo)致膜外陽離子多），產(chǎn)生外正內(nèi)負(fù)的膜電位。

②興奮時(shí)，Na+通道打開，K+通道關(guān)閉，Na+內(nèi)流（導(dǎo)致膜內(nèi)陽離子多）產(chǎn)生內(nèi)正外負(fù)的膜電位變化。

③神經(jīng)元的興奮部位和未興奮部位之間由于存在電勢差而形成局部電流，局部電流又刺激臨近未興奮部位產(chǎn)生一次興奮。

2、興奮傳遞的過程

興奮傳導(dǎo)至突觸小體，使突觸前膜內(nèi)的突觸小泡釋放神經(jīng)遞質(zhì)進(jìn)入突觸間隙，神經(jīng)遞質(zhì)與突觸后膜上的特異性受體結(jié)合，導(dǎo)致突觸后膜產(chǎn)生一次膜電位的變化。

（1）要驗(yàn)證刺激感受器與產(chǎn)生屈腿不是同時(shí)，可測定刺激感受器（1％H2SO4溶液剌激該蛙一側(cè)后肢的趾尖）到效應(yīng)器出現(xiàn)反應(yīng)（屈腿）的時(shí)間，有時(shí)間差說明不是同時(shí)發(fā)生。由于興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)以電信號的形式，而興奮在神經(jīng)元間的傳導(dǎo)通過突觸的傳遞，傳遞速度相對較慢，興奮在反射弧中的傳遞需要時(shí)間。因此，從刺激感受器與產(chǎn)生屈腿存在時(shí)間差。由上一個(gè)問題的分析可知，組成反射弧的神經(jīng)元數(shù)量越多，興奮傳遞所需要的時(shí)間越長。因此，根據(jù)“若某反射從刺激感受器到效應(yīng)器出現(xiàn)反應(yīng)的時(shí)間比屈腿反射的長”可推測該反射的反射弧的神經(jīng)元級數(shù)比屈腿反射的多。提高H2SO4溶液的濃度，再恢復(fù)H2SO4溶液的濃度，不再出現(xiàn)屈腿現(xiàn)象，可推測感受器受損。

（2）由“這兩種細(xì)胞內(nèi)的Na+濃度不同，K+濃度也不同”可知，神經(jīng)組織和肌肉組織間存在電位差。用藥物處理阻斷了Na+通道，刺激該神經(jīng)時(shí)，Na+通道無法打開，阻斷了Na+內(nèi)流，因此無法產(chǎn)生動(dòng)作電位。

（3）靜息狀態(tài)時(shí)，Na+通道關(guān)閉，K+通道打開，K+外流（導(dǎo)致膜外陽離子多），產(chǎn)生外正內(nèi)負(fù)的膜電位。若在一定范圍內(nèi)增加溶液中的K+濃度，細(xì)胞內(nèi)外的濃度差減小，K+外流減少，靜息膜電位絕對值減少。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示：