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实验:氧气和尖峰

你有没有想过在它进入肺部后呼吸的氧气究竟发生了什么,并进入你的血液?在这个实验中,我们将向您展示神经元如何利用氧气,我们最需要的资源。我们还将在剥夺氧气时检查神经元会发生什么。

时间1小时
困难先进的

你会学到什么?

您将学习为什么氧对细胞功能和ATP的产生至关重要(腺苷三磷酸酯)。您将测试氧气剥夺对蟑螂腿神经元的可逆效果。

先修实验室

  • 尖刺箱- 您应该熟悉如何使用尖峰盒。


背景

让我们回忆一下前实验,我们谈到能量神经元的谈话需要继续产生尖峰,特别是操作钠钾泵所需的能量。这种能量由腺苷三螺旋稳定或ATP提供。ATP是由您吃的食物制成,但除了食物之外还需要保持活力吗?什么是隐形,无味,无效的形式,但对你的生活至关重要?

氧!氧是一种“氧化剂”,意思是电子对电子贪婪。纯气态元素氧气是如此电子贪婪,即几年多年来,它是大多数生活的毒药。事实上,对于电子的唯一贪婪的元素是氟和氯,两者仍然是元素气体形式非常有毒。一旦Lifeforms演变为利用氧气的电子抓取功率,氧气呼吸(“有氧”)生物开始殖民地。

所有动物,如昆虫,鱼类,鸟类,狗和你,还需要氧气除了食物,产生足够的ATP才能保持活力。但怎么样?为什么?一些生物化学的时间。例如,这里是你的身体如何破坏糖葡萄糖:

这种化学反应非常复杂,并且具有数十个紧密控制的步骤,该步骤被归类为三种途径,从1)糖酵解(将6个碳糖分解为3个碳丙酮酸),至2)克雷斯(柠檬酸)循环,这用纳米和FADH等有趣名称产生富含电子的分子,最后3)氧化磷酸化途径,其中来自FADH和NADH的电子虽然多个分子(如辅酶Q和复杂IV等更有趣的名称)转移到最终电子受体,氧气。氧气在该过程中转化为H 2 O(水)。

由于这些电子通过连续的所有者(如辅酶Q,复合IV和氧)在氧化磷酸化途径中移动,这会产生用于在细胞外,用于在线粒体膜外产生过量的氢离子(质子)的能量细胞器发生这种氧化磷酸化途径。离子不平衡,正如您可能会猜测,用于为非常特殊的酶,ATP合酶供电。随着氢离子通过通过ATP合成酶返回到线粒体,这使得合成酶“旋转”,产生通过蛋白质化学的工作,将ADP转化为ATP。

现在让我们回想一下我们的朋友谦卑蟑螂和他捐赠的腿。虽然断开的腿有足够的食物内部存活,但腿部没有足够的氧气来存活几乎只长时间。例如,你可以在不吃饭的时候去了多久?你没有呼吸才能生存多久?

关于蟑螂的一个有趣的事实是,蟑螂不可能将食物扼杀。它仅使用它的嘴,只需进食,并具有一个单独的呼吸系统。如果你看起来一个新鲜蜕变的蟑螂(新鲜蜕皮的蟑螂是白色的),你会注意到沿着它的腹部两侧的背部(背部)一侧的一系列孔。这些孔称为“螺旋”,并允许空气通过其气管系统。

让我们看看我们是否可以调查氧气在蟑螂腿部准备上尖峰的依赖。有两种方法可以这样做:

A.艰难的方式
把你的蟑螂腿和尖顶盒放在一个正气流容器中。购买氧气罐和氩气罐(通常用作惰性气体),一些调节器,一些管道,并挂钩坦克,使得您可以慢慢减少容器中的氧气的百分比,以便看到尖刺活动的效果蟑螂腿。

B.简单的方法
由于蟑螂的腿通过开放的伤口获得了所有氧气(请参阅我们对此的发现我们参观了我们友好的本地电子显微镜),通过简单地用石油果冻(凡士林),我们可以“挨饿”氧气的腿腿。

视频

材料

对于此实验,您需要:
  1. 来自蟑螂的两个蟑螂腿
  2. 两个记录电极
  3. 一个尖峰盒(虽然你会发现这个实验与两个更容易)
  4. 凡士林
  5. 牙签
  6. 跑表

程序

  1. 麻醉冰水中的蟑螂,切断两条腿,然后按照自己的方式将每个腿挂在尖刺箱中实验1测试是否可以听到尖刺。请注意,您不需要两个尖顶盒来执行此实验;您可以简单地交换到每个蟑螂腿的电极。
  2. 用牙签用石油果冻涂上一条腿(“实验腿”)并开始秒表。
  3. 每10-15分钟一次,通过触摸其中一个倒钩来操纵控制和实验腿,看看是否可以唤起尖峰。
  4. 经过一段时间,实验腿应该停止尖刺(如果它不是你可能没有足够的石油果冻在腿上施加良好的密封件。)标志着尖峰停止的时间。
  5. 用餐巾纸或纸巾小心地拆下石油果冻。重新启动秒表。每10-15分钟尝试唤起尖峰。最终他们应该回来。标记它的时间。再次检查控件是否仍然生成尖峰。
  6. 只要您有时间,重复步骤2-5,只要控制腿仍然生成尖峰即可。注意:为什么监控控制重要?
  7. 在几条腿上重复这个实验,看看你是否可以找到“尖峰的平均时间”和“尖刺的平均时间”。它们是否不同或相同?原因是什么?使用下表作为指南。

讨论问题

  1. 很容易理解为什么当你饿死氧气的腿时,钉子最终会消失,但为什么尖峰会回来?在尖峰永久地离开之前,腿夹在岩石果冻中有多长?
  2. 你可能想到了腿最终死于干燥。有没有办法保持腿部湿润,同时也允许氧气通过?是否有任何可渗透的材料,而不是水?