Question

【題目】興奮性是指細胞接受刺激產(chǎn)生興奮的能力。為探究不同缺氧時間對中樞神經(jīng)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(jīng)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(jīng)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：

注：“對照”的數(shù)值是在含氧培養(yǎng)液中測得的。

（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素之一，圖中靜息電位數(shù)值是以細胞膜的__________側為參照，并將該側電位水平定義為0 mV。據(jù)圖分析，當靜息電位由－60 mV變?yōu)椋?/span>65 mV時，神經(jīng)細胞的興奮性水平________。

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

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

Answer 1

【答案】（1）缺氧時間

（2）外 降低

（3）不能 刺激強度低于閾強度

（4）線粒體（或線粒體內(nèi)膜） 主動運輸

【解析】（1）從實驗目的探究不同缺氧時間對中樞神經(jīng)細胞興奮性的影響，可以得出自變量是缺氧時間，因變量是中樞神經(jīng)細胞興奮性。（2）靜息電位細胞膜兩側的電位表現(xiàn)為外正內(nèi)負，據(jù)曲線圖分析靜息電位數(shù)值為負值，因此靜息電位數(shù)值是以細胞膜外側為參照并定義為0 mV。據(jù)柱形圖分析，當靜息電位由－60 mV變?yōu)椋?5 mV時，閾強度變大，即引發(fā)神經(jīng)沖動的最小電刺激強度變大，說明神經(jīng)細胞的興奮性水平降低。（3）據(jù)柱形圖分析，缺氧處理20 min，閾強度大約為34 pA，因此給予細胞25 pA強度的單個電刺激，刺激強度低于閾強度，不能記錄到神經(jīng)沖動。（4）在含氧培養(yǎng)液中，細胞進行有氧呼吸，ATP主要由線粒體通過有氧呼吸合成。在無氧培養(yǎng)液中，細胞內(nèi)ATP含量減少，將影響需要消耗細胞內(nèi)能量的主動運輸，這可能是缺氧引起神經(jīng)細胞興奮性改變的機制之一。