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，結果如下圖所示。請據圖回答：

（1）本實驗的自變量是______。

（2）正常情況下，靜息電位大小主要決定于細胞內外______濃度差，據圖分析，當靜息電位由﹣60mV變?yōu)椹?5mV時，此時神經細胞的興奮性水平______；因此，受刺激時，就可能導致______減少，引起動作電位值偏小的情況發(fā)生。

（3）下面四種測量方式，能測出靜息電位數值的是（_______）

（4）給予對照組神經元30pA強度的電刺激，則神經纖維膜外電位變化是_____；然后缺氧處理20min，給予相同強度的電刺激，___（能/不能）測到神經沖動，判斷理由是__。

（5）在無氧培養(yǎng)液中，細胞內ATP含量減少，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+ 降低 Na+內流 A 由正到負 不能 刺激強度低于閾強度 主動運輸

【解析】試題分析：本題考查探究不同缺氧時間對中樞神經細胞興奮性的影響的相關知識，意在考查考生運用所學知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學問題進行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結論。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35pA左右，所以給予30pA 強度的刺激低于閾強度，不能記錄到神經沖動。靜息時，K離子外流，膜外電位高于膜內，表現為外正內負；興奮時，Na離子通道開放，Na離子內流，膜內電位高于膜外，表現為外負內正。

（1）該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，自變量為缺氧時間。

（2）正常情況下，大多數神經細胞產生和維持靜息電位的主要原因是細胞內的K外流，使膜外陽離子濃度高于膜內，所以靜息電位大小主要決定于細胞內外K離子濃度差；圖中靜息電位用負值表示，靜息電位時，細胞膜兩側的電位為外正內負，即以細胞膜外側為參照，定義為0mV。當靜息電位由-60mV變?yōu)?65mV時，靜息電位數值變化增大，則神經細胞的興奮性水平降低；因此，受刺激時，就可能導致Na 內流不足，以引起動作電位值偏小的情況發(fā)生。

（3）測量靜息電位時，電表的一極接在膜內，另一極接在膜外，據圖可知，A正確。

（4）據圖可知，對于對照組來說，30pA閾強度是引發(fā)神經沖動的最小電刺激強度，因此刺激對照組，能測到神經沖動，神經纖維膜外電位變化是由正到負；據圖可知，缺氧處理20min，閾強度是35pA，再用30pA強度的電刺激，刺激強度低于閾強度，故不能測到神經沖動。

（5）離子通過主動運輸形式實現跨膜運輸。在無氧培養(yǎng)液中，細胞進行無氧呼吸，ATP的合成減少，主動運輸需要消耗能量，故影響主動運輸。