Question

16．現有甲、乙、丙三個剛制備的蟾蜍坐骨神經-腓腸肌標本（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：將甲標本置于有O₂條件下，乙標本置于無O₂條件下，其他條件相同時，同時給予連續電刺激，均引起肌肉收縮．
實驗二：在丙標本的坐骨神經表面上放置兩個電極，連接到一個電表上，然后進行相關實驗，依次得到圖B中1～4所示的實驗結果．
（1）實驗一說明肌肉收縮不一定需要O₂；連續收縮后，兩標本肌肉最終疲勞，從能量的角度分析，肌肉疲勞的直接原因是缺少ATP．
（2）當兩標本肌肉均疲勞后，休息一段時間后，再給予刺激，甲標本能恢復收縮能力，這一現象說明肌肉疲勞后的恢復需消耗O₂．
（3）將神經細胞置于相當于細胞外液的溶液（溶液S）中，若適當升高溶液S中的Na⁺濃度，會導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（指針向左偏轉為正電位，電位的峰值不作要求）．
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Answer 1

分析 根據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，再施加刺激時標本恢復收縮能力，表明恢復需O₂．動作電位峰值與膜外Na⁺濃度呈正相關．圖B中電位變化狀況應為先由0轉為正電位，恢復為0后再轉為負電位，之后再恢復為0．

解答 解：（1）由于甲標本置于有O₂條件下，乙標本置于無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；連續收縮后，兩標本肌肉最終疲勞，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．兩標本肌肉均疲勞后，休息一段時間后，再給予刺激，甲標本能恢復收縮能力，而甲標本是置于有O₂條件下，所以這一現象說明肌肉疲勞后的恢復需消耗O₂．
（3）神經纖維未受到刺激時，K⁺外流，細胞膜內外的電荷分布情況是外正內負，當某一部位受刺激時，神經纖維膜對鈉離子通透性增加，Na⁺內流，使得刺激點處膜兩側的電位表現為內正外負，形成動作電位．因此，將神經細胞置于相當于細胞外液的溶液（溶液S）中，若適當升高溶液S中的Na⁺濃度，則Na⁺內流數量增多，電位差增大，會導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）肌肉疲勞后的恢復需消耗O₂　
（3）升高　
（4）

點評 本題考查細胞呼吸、神經調節和神經電位變化的相關知識，意在考查學生的識圖能力和判斷能力，運用所學知識綜合分析問題和解決問題的能力．