Question

【題目】興奮性是指細胞接受刺激產生興奮的能力。為探究不同缺氧時間對中樞神經細胞興奮性的影響，研究人員先將體外培養(yǎng)的大鼠海馬神經細胞置于含氧培養(yǎng)液中，測定單細胞的靜息電位和閾強度（引發(fā)神經沖動的最小電刺激強度），之后再將其置于無氧培養(yǎng)液中，于不同時間點重復上述測定，結果如圖所示。請回答：

（1）本實驗的自變量是________________________。

（2）靜息電位水平是影響細胞興奮性水平的因索之一，大多數神經元細胞產生和維持靜息電位的主要原因是靠____________，據圖分析，當靜息電位由-60mV變?yōu)?65mV時，神經細胞的興奮性水平____________。

（3）在缺氧處理20min時，給予細胞25pA強度的單個電刺激____________（填“能”或“不能”）記錄到神經沖動，判斷理由是________________________。

（4）在含氧培養(yǎng)液中，細胞內ATP主要在____________合成。在無氧培養(yǎng)液中，細胞內ATP含量逐漸減少，對細胞通過____________方式跨膜轉運離子產生影響，這是缺氧引起神經細胞興奮性改變的可能機制之一。

Answer 1

【答案】缺氧時間 K+的外流 降低 不能 刺激強度低于閾強度 線粒體（或線粒體內膜） 主動運輸

【解析】

據題意可知，實驗目的為探究不同缺氧時間對中樞神經細胞興奮性的影響，故自變量為缺氧時間。 缺氧處理20min，閾強度為30pA以上，所以給予25pA 強度的刺激低于閾強度，不能記錄到神經沖動。靜息時，鉀離子外流，膜外電位高于膜內，表現為外正內負；興奮時，鈉離子通道開放，鈉離子內流，膜內電位高于膜外，表現為外負內正。

（1）根據題意可知，該實驗的目的為探究不同缺氧時間對中樞神經細胞興奮性的影響，自變量為缺氧時間，因變量是神經細胞的閾強度（興奮性），或靜息電位的強度（大�。�。
（2）大多數神經元細胞產生和維持靜息電位的主要原因是靠K+的外流。當靜息電位由-60mV變?yōu)?65mV時，神經細胞更不容易興奮，即神經細胞的興奮性水平降低。

（3）缺氧處理20min，閾強度為30pA以上，所以給予25pA強度的刺激低于閾強度，不能記錄到神經沖動。
（4）有氧呼吸過程中第三階段產生的能量最多，其場所為線粒體內膜。因此有氧條件下，細胞進行有氧呼吸，ATP主要在線粒體中合成。離子主要通過主動運輸形式實現跨膜運輸，主動運輸需要消耗能量，故細胞內ATP含量逐漸減少時，對細胞通過主動運輸方式跨膜轉運離子產生影響，這是缺氧引起神經細胞興奮性改變的可能機制之一。