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）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________。

（2）在缺氧處理15 min時，給予細胞35 pA強度的電刺激，_____（能/不能）記錄到神經(jīng)沖動，判斷理由是__________________。

（3）據(jù)圖分析缺氧引起靜息電位改變的可能機制是___________________________。

（4）神經(jīng)調節(jié)比體液調節(jié)反應速度快，原因是______________________。興奮在神經(jīng)元之間的傳遞需要經(jīng)過突觸結構，突觸前膜和突觸后膜在功能上的差異是________________________________。

Answer 1

【答案】外 降低 能 35 pA的電刺激強度高于閾強度 缺氧影響神經(jīng)細胞通過主動運輸吸收K+，進而引起靜息電位改變 神經(jīng)調節(jié)主要以電信號形式傳導因而速度較快 突觸前膜釋放神經(jīng)遞質 突觸后膜識別神經(jīng)遞質并產(chǎn)生膜電位變化

【解析】

1、靜息時，鉀離子外流，膜外電位高于膜內(nèi)，表現(xiàn)為外正內(nèi)負；興奮時，鈉離子通道開放，鈉離子內(nèi)流，膜內(nèi)電位高于膜外，表現(xiàn)為外負內(nèi)正。

2、分析曲線圖：實驗目的為探究不同缺氧時間對中樞神經(jīng)細胞興奮性的影響，故自變量為缺氧時間。缺氧處理20min時，靜息電位最低。

3、分析柱形圖：柱形圖表示缺氧時間與閾強度（引發(fā)神經(jīng)沖動的最小電刺激強度）之間的關系。

（1）靜息電位時，細胞膜兩側的電位為外正內(nèi)負，以細胞膜外側為參照，定義為0mV。靜息電位的形成依賴K+外流。據(jù)圖分析，當靜息電位由－60mV變?yōu)椋?/span>65mV時，靜息電位絕對值增大，神經(jīng)細胞的興奮性水平降低，需要更強刺激才能使細胞達到同等興奮程度。

（2）在缺氧處理15min時，給予細胞35pA強度的單個電刺激，由于刺激強度高于閾強度，所以能記錄到神經(jīng)沖動。

（3）在缺氧培養(yǎng)液中，細胞通過無氧呼吸供應能量較少，影響離子通過主動運輸實現(xiàn)跨膜轉運，因此缺氧引起靜息電位改變的可能機制是，缺氧影響神經(jīng)細胞通過主動運輸吸收K+，進而引起靜息電位改變。

（4）由于神經(jīng)調節(jié)主要以電信號形式傳導速度較快，體液調節(jié)通過體液運輸速度較緩慢，神經(jīng)調節(jié)比體液調節(jié)反應速度快。興奮在神經(jīng)元之間的傳遞需要經(jīng)過突觸結構，突觸前膜和突觸后膜在功能上的差異表現(xiàn)在突觸前膜釋放神經(jīng)遞質，突觸后膜識別神經(jīng)遞質并引起膜電位的變化。