Question

16．现有甲、乙、丙三个刚制备的蟾蜍坐骨神经-腓肠肌标本（如图A所示），用它们进行了如下两项实验．请回答下列问题．

实验一：将甲标本置于有O₂条件下，乙标本置于无O₂条件下，其他条件相同时，同时给予连续电刺激，均引起肌肉收缩．
实验二：在丙标本的坐骨神经表面上放置两个电极，连接到一个电表上，然后进行相关实验，依次得到图B中1～4所示的实验结果．
（1）实验一说明肌肉收缩不一定需要O₂；连续收缩后，两标本肌肉最终疲劳，从能量的角度分析，肌肉疲劳的直接原因是缺少ATP．
（2）当两标本肌肉均疲劳后，休息一段时间后，再给予刺激，甲标本能恢复收缩能力，这一现象说明肌肉疲劳后的恢复需消耗O₂．
（3）将神经细胞置于相当于细胞外液的溶液（溶液S）中，若适当升高溶液S中的Na⁺浓度，会导致记录到的动作电位峰值升高（不变、升高、降低）．
（4）请建立坐标系，并画出图B中从刺激开始到兴奋完成过程中电位的变化曲线（指针向左偏转为正电位，电位的峰值不作要求）．
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Answer 1

分析 根据题意和图示分析可知：实验一表明肌肉收缩未必需O₂，肌肉收缩需耗能，缺ATP时可疲劳．疲劳后休息一段时间，再施加刺激时标本恢复收缩能力，表明恢复需O₂．动作电位峰值与膜外Na⁺浓度呈正相关．图B中电位变化状况应为先由0转为正电位，恢复为0后再转为负电位，之后再恢复为0．

解答 解：（1）由于甲标本置于有O₂条件下，乙标本置于无O₂条件下，说明自变量是有无O₂，在其他条件相同时，同时给予连续电刺激，均引起肌肉收缩，因而说明肌肉收缩不一定需要O₂；连续收缩后，两标本肌肉最终疲劳，从能量的角度分析，肌肉疲劳的直接原因是缺少ATP．
（2）有O₂条件下，细胞进行有氧呼吸，释放大量能量，而无O₂条件下，细胞进行无氧呼吸，释放少量能量．两标本肌肉均疲劳后，休息一段时间后，再给予刺激，甲标本能恢复收缩能力，而甲标本是置于有O₂条件下，所以这一现象说明肌肉疲劳后的恢复需消耗O₂．
（3）神经纤维未受到刺激时，K⁺外流，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，神经纤维膜对钠离子通透性增加，Na⁺内流，使得刺激点处膜两侧的电位表现为内正外负，形成动作电位．因此，将神经细胞置于相当于细胞外液的溶液（溶液S）中，若适当升高溶液S中的Na⁺浓度，则Na⁺内流数量增多，电位差增大，会导致记录到的动作电位峰值升高．
（4）图B中从刺激开始到兴奋完成过程中电位的变化曲线为：

故答案为：
（1）O₂　缺少ATP　
（2）肌肉疲劳后的恢复需消耗O₂　
（3）升高　
（4）

点评 本题考查细胞呼吸、神经调节和神经电位变化的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力．