Question

【題目】哺乳動物血液中CO2含量變化能夠作用于神經(jīng)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動的頻率和強(qiáng)度，20世紀(jì)初，人們認(rèn)為該反射過程的CO2感受器可能位于腦部或軀體的動脈管壁上�？蒲腥藛T為了研究該反射過程的感受器是否位于軀體的動脈管壁上，開展了實(shí)驗(yàn)。

（要求與說明：補(bǔ)充完善實(shí)驗(yàn)思路，具體操作過程不作要求，實(shí)驗(yàn)條件適宜；人工呼吸機(jī)是一種輔助呼吸的裝置，可通過調(diào)整有關(guān)參數(shù)，控制血氧濃度；頸動脈和頸靜脈切斷后靠近大腦一端設(shè)為B端，靠近心臟一端設(shè)為H端）

（1）實(shí)驗(yàn)思路：

①將甲狗連接頭部與軀干的頸動脈和頸靜脈切斷，保留由動脈傳向腦的傳入神經(jīng)。

②將甲狗切斷的頸動脈和頸靜脈一端分別與乙狗相應(yīng)血管相連，另一端封閉。

③保持乙狗處于呼吸正常平穩(wěn)狀態(tài)，甲狗軀干的呼吸運(yùn)動由人工呼吸機(jī)維持和控制。

④______________。

（2）分析與討論

實(shí)驗(yàn)過程中，甲狗切斷后的頸動脈和頸靜脈的______________（B/H）端與乙狗相應(yīng)血管相連，保持乙狗呼吸處于正常平穩(wěn)狀態(tài)的目的是保證甲狗腦部血液中______________含量的穩(wěn)定。

（3）哺乳動物因劇烈運(yùn)動產(chǎn)生的______________等酸性物質(zhì)能與血漿中HCO3-反應(yīng)，使血液中CO2含量升高，CO2濃度變化可以使特定的感受器興奮，該過程有關(guān)的信號變化是______________，這種維持內(nèi)環(huán)境pH穩(wěn)態(tài)的過程是在______________調(diào)節(jié)下，主要通過呼吸系統(tǒng)和______________系統(tǒng)等系統(tǒng)的協(xié)調(diào)活動來實(shí)現(xiàn)的。

（4）CO2感受器本質(zhì)上是傳入神經(jīng)末梢，已知CO2感受器的靜息電位為-70mV，動作電位峰值為40mV。若將該感受器及神經(jīng)完整剝離后置于生理溶液中，在0至一定濃度范圍內(nèi)調(diào)節(jié)溶液中CO2含量，測量并記錄各CO2濃度下的膜電位峰值。請預(yù)測測量結(jié)果并用坐標(biāo)曲線圖形式表示__________________。

Answer 1

【答案】將呼吸機(jī)暫停一小段時間，檢測甲狗血液CO2含量，觀察甲狗呼吸運(yùn)動的頻率和強(qiáng)度 B CO2 乳酸 化學(xué)信號轉(zhuǎn)變成電信號 神經(jīng)一體液 循環(huán)

【解析】

體液調(diào)節(jié)是指體內(nèi)的一些細(xì)胞能生成并分泌某些特殊的化學(xué)物質(zhì)（如激素、二氧化碳、代謝產(chǎn)物等），經(jīng)體液（血液、組織液等）運(yùn)輸。達(dá)到全身的組織細(xì)胞或某些特殊的組織細(xì)胞，通過作用于細(xì)胞上相應(yīng)的受體。對這些細(xì)胞的活動進(jìn)行調(diào)節(jié)。

（1）將甲狗頭部與軀干的頸動脈和頸靜脈切斷后，并且和乙狗的血管相連，保持乙狗的呼吸平穩(wěn)，這樣保證了甲狗血液中CO2的供應(yīng)，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖茄芯吭摲瓷溥^程的感受器是否位于軀體的動脈管壁上，所以需要將呼吸機(jī)暫停一小段時間，檢測甲狗血液CO2含量，觀察甲狗呼吸運(yùn)動的頻率和強(qiáng)度。

（2）B端靠近大腦，H段靠近心臟，為了保證大腦的血液供應(yīng)，所以選擇頸動脈和頸靜脈的B段與乙狗相應(yīng)血管相連；實(shí)驗(yàn)過程中，始終保持B狗處于呼吸平穩(wěn)狀態(tài)，目的是保證A狗腦部血液中CO2含量保持穩(wěn)定。

（3）哺乳動物因劇烈運(yùn)動，部分細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，乳酸等酸性物質(zhì)能與血漿中HCO3-反應(yīng)，使血液中CO2含量升高；CO2濃度變化可以使一些特定的感受器興奮，興奮以神經(jīng)沖動（動作電位）的形式沿傳入神經(jīng)傳導(dǎo)至呼吸中樞，使呼吸運(yùn)動加深加快，信號變化是化學(xué)信號變?yōu)殡娦盘�；這種維持內(nèi)環(huán)境pH穩(wěn)態(tài)的過程是在神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)的作用下，通過呼吸系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)協(xié)調(diào)活動實(shí)現(xiàn)的。

（4）在神經(jīng)纖維上刺激必須達(dá)到一定的強(qiáng)度才能產(chǎn)生興奮，所以在0至一定濃度范圍內(nèi)調(diào)節(jié)溶液中CO2含量，測量并記錄各CO2濃度下的膜電位峰值用圖示表示如下：