Question

17．多数鱼类的体色会随着环境条件的变化而改变，经研究发现，鱼类的眼和松果体能感知光照变化而产生兴奋，当兴奋到达肾上腺时，其分泌的肾上腺素能使体表黑色素细胞的色素颗粒聚集，使体色变浅；而当兴奋到达副交感神经时，其神经末梢分泌的乙酰胆碱能使体表黑色素细胞的色素颗粒扩散，使体表颜色加深．请回答下列问题：
（1）从反射弧角度分析，眼和松果体为感受器，其接受刺激产生兴奋，兴奋部位的膜电位表现为外负内正．肾上腺素能被体表黑色素细胞感知，原因是体表黑色素细胞膜上有受体．
（2）乙酰胆碱是一种神经递质，由此推测，副交感神经末梢与体表黑色素细胞接触部位类似于突触（结构），此处信息传递的方向是单向（填“双向”或“单向”）的．
（3）鱼体色的调节方式是神经和体液调节．
（4）为验证肾上腺素和乙酰胆碱对鱼体色的影响，科研人员进行了相关实验，请完善下列实验内容．
实验对象：体长约10cm左右且体色相近的同种鲫鱼若干条．
药品及用具：鱼用生理盐水、适宜浓度的肾上腺素、乙酰胆碱、注射器等．
实验步骤：
第一步：将鲫鱼平均分成三组，编号为甲、乙、丙，分别放入三个玻璃缸中置于无光处饲养一段时间．
第二步：给甲组鲫鱼腹腔中注入2mL乙酰胆碱，乙组鲫鱼腹腔中注入等量的（2mL）肾上腺素，而丙组鲫鱼腹腔中注入等量的（2mL）鱼用生理盐水作为对照．
第三步：将装有上述处理后鲫鱼的玻璃缸置于无光（无光/有光）处，约2h后，观察比较三组鲫鱼体表颜色的变化．
预期实验结果：甲、乙、丙三组鱼的体色由浅到深依次是乙、丙、甲．

Answer 1

分析 1、动物完成反射的结构是反射弧，反射弧由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、效应器五部分构成．神经纤维未受到刺激时，细胞膜内外的电荷分布情况是外正内负；当某一部位受刺激时，其膜电位变为外负内正．细胞膜上有糖蛋白，能识别和感知激素．
2、兴奋在神经元之间的传递有单向的特点，神经递质存在于突触前膜的突触小泡中，只能由突触前膜释放，然后作用于突触后膜，因此兴奋只能从一个神经元的轴突传递给另一个神经元的细胞体或树突．
3、鱼体色的调节方式是神经-体液调节．
4、实验设计应遵循单一变量原则和控制无关变量，乙组应注射与甲组等量的乙酰胆碱，丙组应注射等量的鱼用生理盐水，它们都相当于是标准对照所以应放在黑暗条件下，预期结果是含乙酰胆碱的乙组最深，对照组丙其次，含肾上腺素的甲组最浅．也可以将鳞片制成装片，观察色素细胞指数等级，因为不同的色素细胞指数等级可以表示色素颗粒扩散的程度．

解答 解：（1）据题意可知，鱼类的眼和松果体能感知光照变化而产生兴奋，故鱼类的眼和松果体属于感受器；神经纤维未受到刺激时，细胞膜内外的电荷分布情况是外正内负；当某一部位受刺激时，其膜电位变为外负内正．肾上腺素能被体表黑色素细胞感知，原因体表黑色素细胞膜上含有相应的受体．
（2）乙酰胆碱是一种神经递质，存在于突触结构中的突触小泡中，只能由突触前膜释放，作用于突触后膜，因此兴奋在神经元之间单向传递．
（3）“鱼类的眼和松果体能感知光照变化而产生兴奋，当兴奋到达肾上腺时，其分泌的肾上腺素能使体表黑色素细胞的色素颗粒聚集，使体颜色变浅”是体液调节，“而当兴奋到达副交感神经时，其神经末梢分泌的乙酰胆碱能使体表黑色素细胞的色素颗粒扩散，使体表颜色加深”是神经调节．
（4）生物实验的原则是对照原则和控制单一变量的原则，所以在完成实验操作步骤过程中，要控制好自变量；所以乙组鲫鱼腹腔中注入等量的肾上腺素，而丙组鲫鱼腹腔中注入等量的鱼用生理盐水作为对照．根据第一步可知，饲养条件为背光；因为肾上腺素能使体表黑色素细胞的色素颗粒聚集，使体色变浅；而当兴奋到达副交感神经时，其神经末梢分泌的乙酰胆碱能使体表黑色素细胞的色素颗粒扩散，使体表颜色加深．所以预期实验结果为：甲、乙、丙三组鱼的体色由浅到深依次是乙、丙、甲．
故答案为：
（1）感受器        外负内正       受体（肾上腺素受体）
（2）突触          单向         
（3）神经和体液调节
（4）
第二步：等量的（2mL）肾上腺素         等量的（2mL）鱼用生理盐水
第三步：无光
预期实验结果：乙、丙、甲

点评 本题考查生命活动调节和实验设计相关知识，意在学生理解反射弧、兴奋在神经元之间的传递和对照实验的设计，阅读量较大，提升学生分析问题和解决问题的能力，属于中档题．