Question

16．現(xiàn)有甲、乙、丙三個剛制備的蟾蜍坐骨神經(jīng)-腓腸肌標(biāo)本（如圖A所示），用它們進行了如下兩項實驗．請回答下列問題．

實驗一：將甲標(biāo)本置于有O₂條件下，乙標(biāo)本置于無O₂條件下，其他條件相同時，同時給予連續(xù)電刺激，均引起肌肉收縮．
實驗二：在丙標(biāo)本的坐骨神經(jīng)表面上放置兩個電極，連接到一個電表上，然后進行相關(guān)實驗，依次得到圖B中1～4所示的實驗結(jié)果．
（1）實驗一說明肌肉收縮不一定需要O₂；連續(xù)收縮后，兩標(biāo)本肌肉最終疲勞，從能量的角度分析，肌肉疲勞的直接原因是缺少ATP．
（2）當(dāng)兩標(biāo)本肌肉均疲勞后，休息一段時間后，再給予刺激，甲標(biāo)本能恢復(fù)收縮能力，這一現(xiàn)象說明肌肉疲勞后的恢復(fù)需消耗O₂．
（3）將神經(jīng)細胞置于相當(dāng)于細胞外液的溶液（溶液S）中，若適當(dāng)升高溶液S中的Na⁺濃度，會導(dǎo)致記錄到的動作電位峰值升高（不變、升高、降低）．
（4）請建立坐標(biāo)系，并畫出圖B中從刺激開始到興奮完成過程中電位的變化曲線（指針向左偏轉(zhuǎn)為正電位，電位的峰值不作要求）．
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Answer 1

分析 根據(jù)題意和圖示分析可知：實驗一表明肌肉收縮未必需O₂，肌肉收縮需耗能，缺ATP時可疲勞．疲勞后休息一段時間，再施加刺激時標(biāo)本恢復(fù)收縮能力，表明恢復(fù)需O₂．動作電位峰值與膜外Na⁺濃度呈正相關(guān)．圖B中電位變化狀況應(yīng)為先由0轉(zhuǎn)為正電位，恢復(fù)為0后再轉(zhuǎn)為負電位，之后再恢復(fù)為0．

解答 解：（1）由于甲標(biāo)本置于有O₂條件下，乙標(biāo)本置于無O₂條件下，說明自變量是有無O₂，在其他條件相同時，同時給予連續(xù)電刺激，均引起肌肉收縮，因而說明肌肉收縮不一定需要O₂；連續(xù)收縮后，兩標(biāo)本肌肉最終疲勞，從能量的角度分析，肌肉疲勞的直接原因是缺少ATP．
（2）有O₂條件下，細胞進行有氧呼吸，釋放大量能量，而無O₂條件下，細胞進行無氧呼吸，釋放少量能量．兩標(biāo)本肌肉均疲勞后，休息一段時間后，再給予刺激，甲標(biāo)本能恢復(fù)收縮能力，而甲標(biāo)本是置于有O₂條件下，所以這一現(xiàn)象說明肌肉疲勞后的恢復(fù)需消耗O₂．
（3）神經(jīng)纖維未受到刺激時，K⁺外流，細胞膜內(nèi)外的電荷分布情況是外正內(nèi)負，當(dāng)某一部位受刺激時，神經(jīng)纖維膜對鈉離子通透性增加，Na⁺內(nèi)流，使得刺激點處膜兩側(cè)的電位表現(xiàn)為內(nèi)正外負，形成動作電位．因此，將神經(jīng)細胞置于相當(dāng)于細胞外液的溶液（溶液S）中，若適當(dāng)升高溶液S中的Na⁺濃度，則Na⁺內(nèi)流數(shù)量增多，電位差增大，會導(dǎo)致記錄到的動作電位峰值升高．
（4）圖B中從刺激開始到興奮完成過程中電位的變化曲線為：

故答案為：
（1）O₂　缺少ATP　
（2）肌肉疲勞后的恢復(fù)需消耗O₂　
（3）升高　
（4）

點評 本題考查細胞呼吸、神經(jīng)調(diào)節(jié)和神經(jīng)電位變化的相關(guān)知識，意在考查學(xué)生的識圖能力和判斷能力，運用所學(xué)知識綜合分析問題和解決問題的能力．