Question

【題目】光敏通道蛋白最早被發(fā)現(xiàn)于低等藻類，是一類在生命體內能夠應答光信號而產生生理學反應的蛋白�？蒲腥藛T利用現(xiàn)代生物學技術使光敏通道蛋白基因在支配果蠅胸肌的神經細胞內表達（胸肌細胞能控制翅扇動），培育成轉基因果蠅，并以此果蠅為實驗材料研究了神經細胞的閥強度（能引起神經細胞興奮的最低刺激強度）與刺激作用時間的關系。分析回答：

（1）用一定強度的光照射支配果蠅胸肌的神經細胞，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細胞的電位變化其原因是_____________。

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

（3）如圖是通過實驗測到的闕強度與刺激作用時間的關系曲線。由圖分析，在一定時間范圍內，神經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細胞中表達，而在果蠅胸肌細胞內不表達 興奮在突觸處的傳遞是單向的，只能由神經細胞傳到神經細胞所支配的肌肉 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，分別去刺激轉基因果蠅的神經細胞，記錄下神經細胞剛出現(xiàn)興奮時的電壓強度；③重復多次，記錄數(shù)據并分析得出結論 減小

【解析】

1、興奮在兩個神經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，神經遞質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，引起下一個神經元興奮或抑制，所以興奮在神經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生的后代，在形態(tài)，結構和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程．細胞分化的實質：基因的選擇性表達。

（1）據題干信息“科研人員利用現(xiàn)代生物學技術使光敏通道蛋白基因在支配果蠅胸肌的神經細胞內表達”可知，由于神經細胞內的光敏通道蛋白基因能表達而胸肌細胞內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。興奮在神經元之間的傳遞是單向的，支配肌肉的神經元與肌肉細胞之間存在突觸的結構，興奮只能從神經細胞傳到肌肉細胞，而不能肌肉細胞傳到神經細胞。

（2）該實驗的目的是測定神經細胞的閥強度與刺激作用時間關系，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，分別去刺激轉基因果蠅的神經細胞，記錄下神經細胞剛出現(xiàn)興奮時的電壓強度；③重復多次，記錄數(shù)據并分析得出結論。

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