Question

【題目】興奮性是指細(xì)胞接受刺激產(chǎn)生興奮的能力。為探究不同缺氧時(shí)間對(duì)中樞神經(jīng)細(xì)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(xì)胞置于含氧培養(yǎng)液中，測(cè)定單細(xì)胞的靜息電位和閾強(qiáng)度（引發(fā)神經(jīng)沖動(dòng)的最小電刺激強(qiáng)度），之后再將其置于無氧培養(yǎng)液中，于不同時(shí)間點(diǎn)重復(fù)上述測(cè)定，結(jié)果如圖所示。請(qǐng)回答：

（1）本實(shí)驗(yàn)的自變量是________________________。

（2）靜息電位水平是影響細(xì)胞興奮性水平的因索之一，大多數(shù)神經(jīng)元細(xì)胞產(chǎn)生和維持靜息電位的主要原因是靠____________，據(jù)圖分析，當(dāng)靜息電位由-60mV變?yōu)?65mV時(shí)，神經(jīng)細(xì)胞的興奮性水平____________。

（3）在缺氧處理20min時(shí)，給予細(xì)胞25pA強(qiáng)度的單個(gè)電刺激____________（填“能”或“不能”）記錄到神經(jīng)沖動(dòng)，判斷理由是________________________。

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

Answer 1

【答案】缺氧時(shí)間 K+的外流 降低 不能 刺激強(qiáng)度低于閾強(qiáng)度 線粒體（或線粒體內(nèi)膜） 主動(dòng)運(yùn)輸

【解析】

據(jù)題意可知，實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑樘骄坎煌�缺氧時(shí)間對(duì)中樞神經(jīng)細(xì)胞興奮性的影響，故自變量為缺氧時(shí)間。 缺氧處理20min，閾強(qiáng)度為30pA以上，所以給予25pA 強(qiáng)度的刺激低于閾強(qiáng)度，不能記錄到神經(jīng)沖動(dòng)。靜息時(shí)，鉀離子外流，膜外電位高于膜內(nèi)，表現(xiàn)為外正內(nèi)負(fù)；興奮時(shí)，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(fù)內(nèi)正。

（1）根據(jù)題意可知，該實(shí)驗(yàn)的目的為探究不同缺氧時(shí)間對(duì)中樞神經(jīng)細(xì)胞興奮性的影響，自變量為缺氧時(shí)間，因變量是神經(jīng)細(xì)胞的閾強(qiáng)度（興奮性），或靜息電位的強(qiáng)度（大小）。
（2）大多數(shù)神經(jīng)元細(xì)胞產(chǎn)生和維持靜息電位的主要原因是靠K+的外流。當(dāng)靜息電位由-60mV變?yōu)?65mV時(shí)，神經(jīng)細(xì)胞更不容易興奮，即神經(jīng)細(xì)胞的興奮性水平降低。

（3）缺氧處理20min，閾強(qiáng)度為30pA以上，所以給予25pA強(qiáng)度的刺激低于閾強(qiáng)度，不能記錄到神經(jīng)沖動(dòng)。
（4）有氧呼吸過程中第三階段產(chǎn)生的能量最多，其場(chǎng)所為線粒體內(nèi)膜。因此有氧條件下，細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸，ATP主要在線粒體中合成。離子主要通過主動(dòng)運(yùn)輸形式實(shí)現(xiàn)跨膜運(yùn)輸，主動(dòng)運(yùn)輸需要消耗能量，故細(xì)胞內(nèi)ATP含量逐漸減少時(shí)，對(duì)細(xì)胞通過主動(dòng)運(yùn)輸方式跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)離子產(chǎn)生影響，這是缺氧引起神經(jīng)細(xì)胞興奮性改變的可能機(jī)制之一。