题目内容

5．美国神经生物学家Kandel发现，当水流喷射到海兔（螺类的一种）的喷水管皮肤时会引起鳃肌收缩，导致喷水管和鳃收缩，称为缩鳃反射．当喷水管重复受到温和的喷水刺激时，缩鳃反射的幅度越来越小，即产生习惯化．当科研人员先用短暂电流刺激海兔头部的皮肤（这对海兔是一个伤害性刺激），再用水流刺激喷水管，结果产生的缩腮反射比只用水流刺激喷水管强烈，即产生敏感化．相关结构及发生机制如图，请分析回答：
（1）参与缩腮反射的神经元至少有2个．
（2）为研究海兔重复受到温和喷水刺激产生习惯化的原因，科研人员进行了如下实验：

连续电刺激部位
测量指标		喷水管皮肤感觉神经元运动神经元
感觉神经元动作电位持续产生持续产生？
运动神经元动作电位逐渐减弱逐渐减弱持续产生
肌肉收缩程度收缩逐渐减弱收缩逐渐减弱一直正常收缩
①神经元受到适宜刺激后，受刺激部位膜内电位变化是负电位→正电位（→负电位）．表中“？”代表的现象是不产生．
②根据实验结果，海兔重复受到温和喷水刺激产生习惯化是由于兴奋在感觉神经元与运动神经元之间的突触部位传递减弱或受阻．
（3）科学家通过实验证明敏感化形成的原因是：当伤害刺激作用于头部皮肤时，神经元L29兴奋，释放神经递质5-HT，再受到喷水刺激后，引起感觉神经元在兴奋时其轴突末稍释放更多的神经递质．据此判断，仅用短暂电流刺激海兔头部的皮肤能否产生缩鳃反射？请简要说明理由．不能．因为此刺激不能引起缩鳃反射的感觉神经元兴奋（或答没有刺激到喷水管也可）．．
（4）根据敏感化形成机制，请推测习惯化产生的原因是连续温和喷水刺激导致感觉神经元释放的神经递质减少．

分析 分析题图：参与缩腮反射的神经元至少有感觉神经元和运动神经元；分析表格连续电刺激喷水管皮肤、感觉神经元等部位，感觉神经元动作电位持续产生，运动神经元动作电位逐渐减弱，肌肉收缩程度逐渐减弱，而连续电刺激运动神经元，运动神经元动作电位持续产生，肌肉一直正常收缩，故海兔重复受到温和喷水刺激产生习惯化是由于兴奋在感觉神经元和运动神经元之间的突触部位传递减弱或受阻．

解答 解：（1）分析题图可知，参与缩腮反射的神经元至少有感觉神经元和运动神经元2个神经元参与．
（2）①神经元受到适宜刺激后，受刺激部位细胞膜对钠离子的通透性增加，钠离子内流，导致兴奋部位膜内的阳离子浓度高于膜外，表现为内正外负，即受刺激部位膜内电位变化是负电位→正电位（→负电位）．连续刺激运动神经元，感觉神经元没有动作电位产生，因为兴奋不能由突触后膜传到突触前膜．
②分析表格连续电刺激喷水管皮肤、感觉神经元等部位，感觉神经元动作电位持续产生，运动神经元动作电位逐渐减弱，肌肉收缩程度逐渐减弱，而连续电刺激运动神经元，运动神经元动作电位持续产生，肌肉一直正常收缩，故海兔重复受到温和喷水刺激产生习惯化是由于兴奋在感觉神经元和运动神经元之间的突触部位传递减弱或受阻．
（3）看图可知：感觉神经元的末梢分布于喷水管部位的皮肤中，只有刺激喷水管部位的皮肤才能引起感觉神经元的兴奋，若仅用短暂电流刺激海兔头部的皮肤不能否产生缩鳃反射，因为此刺激不能引起感觉神经元兴奋，感觉神经元不能释放神经递质，故兴奋不能传至运动神经元，不能引起缩鳃反射．
（4）根据敏感化形成机制，可推测习惯化产生的原因是连续温和喷水刺激导致感觉神经元释放的神经递质减少，运动神经元动作电位逐渐减弱，肌肉收缩程度逐渐减弱．
故答案为：
（1）2
（2）①负电位→正电位（→负电位）          不产生
②感觉神经元与运动神经元之间的突触
（3）不能      因为此刺激不能引起缩鳃反射的感觉神经元兴奋（或答没有刺激到喷水管也可）．
（4）感觉神经元释放的神经递质减少

点评 本题以海兔缩鳃反射的正常化和敏感化为背景，考查反射孤结构、神经兴奋的传递等相关知识，意在考查了识图、获取信息及综合运用能力．

练习册系列答案
相关题目

回答下列有关微生物和酶工程的问题。

枯草芽孢杆菌盛产蛋白酶，后者在生物医药和日用化工等生产领域具有重要的经济价值，且已大规模产业化应用。

（1）在培养包括枯草芽孢杆菌在内的异养型微生物时，培养基营养成分应包括水和_______________（用序号组合回答）。

①淀粉 ②蛋白质 ③生长因子 ④葡萄糖 ⑤无机盐

为筛选枯草芽孢杆菌的蛋白酶高产株，将分别浸过不同菌株(a~e)的分泌物提取液及无菌水（f） 的无菌圆纸片置于含某种高浓度蛋白质的平板培养基表面；在37℃恒温箱中放置2~3天，结果如图17。

（2）大规模产业化首选的菌株是_______________；菌株b提取物周围没有形成明显清晰区的原因是_______________。

图18 显示枯草芽孢杆菌的蛋白酶和其它酶的热稳定性数据，即酶在不同温度下保温足够长的时间，再在酶活性最高的温度下测其酶活性。在该蛋白酶的工业化生产过程中，通常需对发酵液在60~70℃保温一定时间，再制备酶制剂。

（3）在60~70℃保温一定时间的作用是__。

A.诱导蛋白酶的热稳定性 B.有利于发挥蛋白酶的最佳活性

C.裂解枯草芽孢杆菌细胞 D.大幅度降低发酵液中其他酶的活性

（4）枯草芽孢杆菌蛋白酶制备的合理工艺步骤应为_____(选择正确的序号并排序)。

①过滤 ②干燥 ③破碎 ④浓缩

为了研究神经干的兴奋传导和神经—肌肉突触的兴奋传递，将蛙的脑和脊髓损毁，然后剥制坐骨神经-腓肠肌标本，如下图所示。实验过程中需要经常在标本上滴加任氏液（成分见下表），以保持标本活性。请回答下列问题：

(1)任氏液中维持酸碱平衡的成分有_______,其Na+/K+比与体液中______的Na+/K+比接近。

(2) 任氏液中葡萄糖的主要作用是提供能量，若将其浓度提高到15%，标本活性会显著降低，主要是因为______。

(3)反射弧五个组成部分中，该标本仍然发挥功能的部分有______。

(4)刺激坐骨神经，引起腓肠肌收缩，突触前膜发生的变化有______、______。

(5)神经-肌肉突触易受化学因素影响，毒扁豆碱可使乙酰胆碱酯酶失去活性；肉毒杆菌毒素可阻断乙酰胆碱释放；箭毒可与乙酰胆碱受体强力结合，却不能使阳离子通道开放。上述物质中可导致肌肉松弛的有______。
13．果蝇是常用的遗传学材料，如图为果蝇体细胞染色体及部分基因位置的示意图，请回答下列问题：
（1）研究发现性别由X染色体数目与常染色体组数之比（性指数）决定，性指数≥1时发育为雌性，性指数≤0.5发育为雄性，推测性染色体是XYY、XXY的果蝇分别发育成雄性、雌性．
（2）果蝇眼色的红色由常染色体上A基因决定，具有A基因的个体能产生红色素，aa 的个体不能产生色素表现为白眼．而显性基因B 使得色素呈紫色，b则无作用．基因在染色体上的位置如上图．现将 2个纯合品系白眼雌果蝇和红眼雄果蝇杂交，F1全为紫眼，则雌雄亲本的基因型分别为aaXBXB、AAXbY．让F1雌雄个体相互交配得到F2，F2雄性个体中紫眼：红眼：白眼为3：3：2．
（3）为确定F2代中某紫眼雄蝇的基因型，将其与双隐性纯合雌蝇测交．若后代性状表现为紫眼雌蝇和红眼雄蝇两种，则其基因型为AAXBY；若后代中表现型及比例是紫眼雌蝇：红眼雄蝇：白眼雌蝇：白眼雄蝇=1：1：1：1，则其基因型为AaXBY．
（4）进一步研究发现：A基因的表达产物是果蝇眼色表现红色所需的一种酶，这一事实表明基因可以通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状．
20．微生物实验探究
天然果胶是细胞壁的一种组成成分，能使植物细胞黏连、紧密结合，遇水呈胶状固体样物．果胶酶是果胶水解酶，能使果胶分解为溶于水的小分子有机物，广泛用于水果加工．一些微生物能产生果胶酶；刚果红染料与果胶加水可以结合成红色胶状固体．
为分离、获取高产果胶酶菌种，科研人员进行了下列实验工作：
Ⅰ：配置培养基成分：
K2HPO4MgSO4NaNO3FeSO4X琼脂刚果红Y
0.1g0.5g3g0.01g2g15g1g加至1L
（1）X、Y所代表的成分依次是果胶和水；从功能上看，该培养基属于鉴别或选择培养基．
Ⅱ：制备培养基：培养基灭菌；然后在培养皿中制备培养平板．
（2）制备的培养基常用高压蒸汽灭菌法进行灭菌；
Ⅲ：采集菌种：
（3）科研人员一般在果园或果树下采集土壤；将采集的土壤放入无菌水中震荡，制成悬液．
Ⅳ：培养、筛选所需菌株
（4）为获得较均匀分布的单菌落，还需要将悬液进行成倍稀释，制成系列浓度的悬液；
（5）写出接下来关键的实验操作步骤：
①接种：采用分区划线法，用接种针蘸取菌液，接种到培养基上
②培养：盖上培养皿盖，在适宜的环境中进行培养
③筛选：在不破坏菌落情况下，先用无菌水轻轻冲洗掉分离出的刚果红，然后选择果胶分解圈大、颜色浅或无色中的菌落．
10．关于姐妹染色单体的说法中，不正确的是（　　）
A．产生于分裂间期，消失于分裂后期B．一条来自父方，一条来自母方
C．所含遗传物质通常相同D．共用一个着丝粒
17．果蝇的灰身与黑身是一对相对性状，直毛与分叉毛为另一对相对性状．现有两只亲代果蝇杂交，子代表现型及比例如图所示．相关叙述正确的是（　　）
A．控制灰身和黑身的基因位于常染色体上，控制直毛和分叉毛基因位于X染色体上，这两对基因的遗传遵循基因的自由组合定律
B．正常情况下，雄性亲本的一个精原细胞可产生的精子类型是四种
C．子代中表现型为灰身直毛的雌性个体中，纯合子与杂合子的比例为1：5
D．子代中灰身雄蝇与黑身雌蝇交配，可产生黑身果蝇的比例为$\frac{1}{2}$
14．玉米中赖氨酸的含量较低，原因是赖氨酸合成过程中，天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的活性受细胞内赖氨酸浓度的影响．为此，有人提出，将天冬氨酸激酶第352位苏氨酸变成异亮氨酸，将二氢吡啶二羧酸合成酶第104位天冬氨酸变成异亮氨酸，使玉米叶片和种子游离的赖氨酸分别提高5倍和2倍．请回答：
（1）上述材料中，赖氨酸的高产，是通过蛋白质工程来实现的，它通过基因修饰或合成，对现有蛋白质改造后形成的．除此外，还可通过诱变育种，获得赖氨酸的高产，它是在紫外线，电离辐射等物理因素或亚硝酸、碱基类似物等化学因素下改变基因的碱基对排列顺序，经选育而得．
（2）在基因改造时，需要用到2种工具酶．其中一种酶，如：E•coli DNA连接酶，T4DNA连接酶，后者可以缝合双链DNA片段的黏性和平末端．除工具酶外，还需要的工具有运载体或质粒．
（3）将改造后的基因导入玉米时，常用基因枪法，它与常见的双子叶植物的导入方法不同．导入目的基因后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，还需要进行检测与鉴定，检测对象有DNA或目的基因、目的基因转录出的mRNA、目的基因表达出的蛋白质（填一种合理的对象）．有时还要进行个体生物学水平的鉴定．
（4）进行上述基因改造后的玉米体细胞，通过植物组织培养技术得到高产赖氨酸的玉米植株．有人认为转基因植物可以通过花粉传播，会使周围植物受到基因污染，为此，他们建议导入的目的基因需整合在受体的线粒体和叶绿体上，而不是染色体．
15．在水稻根尖成熟区表皮细胞中能正常完成的生理活动有（　　）
①DNA复制        ②合成RNA聚合酶   ③mRNA→蛋白质    ④K+自由扩散进入细胞
⑤染色质-染色体  ⑥[H]+O2→H2O      ⑦H2O→[H]+O2 ⑧渗透作用．
A．①③⑤⑦B．②④⑥⑧C．①③⑥D．②③⑥⑧

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