Question

【題目】哺乳動物血液中CO2含量變化能夠作用于神經系統，調節呼吸運動的頻率和強度，20世紀初，人們認為該反射過程的CO2感受器可能位于腦部或軀體的動脈管壁上。科研人員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，開展了實驗。

（要求與說明：補充完善實驗思路，具體操作過程不作要求，實驗條件適宜；人工呼吸機是一種輔助呼吸的裝置，可通過調整有關參數，控制血氧濃度；頸動脈和頸靜脈切斷后靠近大腦一端設為B端，靠近心臟一端設為H端）

（1）實驗思路：

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。

②將甲狗切斷的頸動脈和頸靜脈一端分別與乙狗相應血管相連，另一端封閉。

③保持乙狗處于呼吸正常平穩狀態，甲狗軀干的呼吸運動由人工呼吸機維持和控制。

④______________。

（2）分析與討論

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

（3）哺乳動物因劇烈運動產生的______________等酸性物質能與血漿中HCO3-反應，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，該過程有關的信號變化是______________，這種維持內環境pH穩態的過程是在______________調節下，主要通過呼吸系統和______________系統等系統的協調活動來實現的。

（4）CO2感受器本質上是傳入神經末梢，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完整剝離后置于生理溶液中，在0至一定濃度范圍內調節溶液中CO2含量，測量并記錄各CO2濃度下的膜電位峰值。請預測測量結果并用坐標曲線圖形式表示__________________。

Answer 1

【答案】將呼吸機暫停一小段時間，檢測甲狗血液CO2含量，觀察甲狗呼吸運動的頻率和強度 B CO2 乳酸 化學信號轉變成電信號 神經一體液 循環

【解析】

體液調節是指體內的一些細胞能生成并分泌某些特殊的化學物質（如激素、二氧化碳、代謝產物等），經體液（血液、組織液等）運輸。達到全身的組織細胞或某些特殊的組織細胞，通過作用于細胞上相應的受體。對這些細胞的活動進行調節。

（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，這樣保證了甲狗血液中CO2的供應，實驗目的是研究該反射過程的感受器是否位于軀體的動脈管壁上，所以需要將呼吸機暫停一小段時間，檢測甲狗血液CO2含量，觀察甲狗呼吸運動的頻率和強度。

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

（3）哺乳動物因劇烈運動，部分細胞進行無氧呼吸產生乳酸，乳酸等酸性物質能與血漿中HCO3-反應，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，興奮以神經沖動（動作電位）的形式沿傳入神經傳導至呼吸中樞，使呼吸運動加深加快，信號變化是化學信號變為電信號；這種維持內環境pH穩態的過程是在神經-體液調節的作用下，通過呼吸系統和循環系統協調活動實現的。

（4）在神經纖維上刺激必須達到一定的強度才能產生興奮，所以在0至一定濃度范圍內調節溶液中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：