Question

光敏通道蛋白最早被发现于低等藻类，是一类在生命体内能够应答光信号而产生生理学反应的蛋白。科研人员利用现代生物学技术使光敏通道蛋白基因在支配果蝇胸肌的神经细胞内表达（胸肌细胞能控制翅扇动），培育成转基因果蝇，并以此果蝇为实验材料研究了神经细胞的阀强度（能引起神经细胞兴奋的最低刺激强度）与刺激作用时间的关系。分析回答：

（1）用一定强度的光照射支配果蝇胸肌的神经细胞，果蝇扇动翅；用相同强度的光照射果蝇胸肌细胞，果蝇不扇动翅，原因是__________________________。科研人员对该转基因果蝇的胸肌细胞进行适宜强度的电刺激，发现果蝇扇动翅，但未检测与该肌肉细胞相连的神经细胞的电位变化其原因是_____________。

（2）请简要说明研究神经细胞的阀强度与刺激作用时间关系的实验思路。____________________________________。

（3）如图是通过实验测到的阙强度与刺激作用时间的关系曲线。由图分析，在一定时间范围内，神经细胞阀强度随刺激时间的延长而_____________（填“增大”或“减小”或“不变）

Answer

光敏通道蛋白基因在支配果蝇胸肌的神经细胞中表达，而在果蝇胸肌细胞内不表达 兴奋在突触处的传递是单向的，只能由神经细胞传到神经细胞所支配的肌肉 ①设定电刺激器发出单个脉冲电压的作用时间；②选择单个脉冲电压从很弱再逐渐增强，分别去刺激转基因果蝇的神经细胞，记录下神经细胞刚出现兴奋时的电压强度；③重复多次，记录数据并分析得出结论 减小

【解析】

1、兴奋在两个神经元之间传递是通过突触进行的，突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分组成，神经递质只存在于突触前膜的突触小泡中，只能由突触前膜释放，进入突触间隙，作用于突触后膜上的特异性受体，引起下一个神经元兴奋或抑制，所以兴奋在神经元之间的传递是单向的。突触可完成“电信号→化学信号→化学信号”的转变。

2、细胞分化是指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态，结构和生理功能上发生稳定性差异的过程．细胞分化的实质：基因的选择性表达。

（1）据题干信息“科研人员利用现代生物学技术使光敏通道蛋白基因在支配果蝇胸肌的神经细胞内表达”可知，由于神经细胞内的光敏通道蛋白基因能表达而胸肌细胞内的光敏通道蛋白基因不表达，所以用相同强度的光照射支配果蝇胸肌的神经细胞，果蝇扇动翅，而照射果蝇胸肌细胞，果蝇不扇动翅。兴奋在神经元之间的传递是单向的，支配肌肉的神经元与肌肉细胞之间存在突触的结构，兴奋只能从神经细胞传到肌肉细胞，而不能肌肉细胞传到神经细胞。

（2）该实验的目的是测定神经细胞的阀强度与刺激作用时间关系，实验设计思路是：①设定电刺激器发出单个脉冲电压的作用时间；②选择单个脉冲电压从很弱再逐渐增强，分别去刺激转基因果蝇的神经细胞，记录下神经细胞刚出现兴奋时的电压强度；③重复多次，记录数据并分析得出结论。

（3）据图可知，因为在一定范围内，神经细胞阀强度与刺激的作用时间成反比，神经细胞阀强度随刺激时间的延长而减小。