Question

【题目】兴奋性是指细胞接受刺激产生兴奋的能力。为探究不同缺氧时间对中枢神经细胞兴奋性的影响，研究人员先将体外培养的大鼠海马神经细胞置于含氧培养液中，测定单细胞的静息电位和阈强度（引发神经冲动的最小电刺激强度），之后再将其置于无氧培养液中，于不同时间点重复上述测定，结果如下图所示。请据图回答：

（1）本实验的自变量是______。

（2）正常情况下，静息电位大小主要决定于细胞内外______浓度差，据图分析，当静息电位由﹣60mV变为﹣65mV时，此时神经细胞的兴奋性水平______；因此，受刺激时，就可能导致______减少，引起动作电位值偏小的情况发生。

（3）下面四种测量方式，能测出静息电位数值的是（_______）

（4）给予对照组神经元30pA强度的电刺激，则神经纤维膜外电位变化是_____；然后缺氧处理20min，给予相同强度的电刺激，___（能/不能）测到神经冲动，判断理由是__。

（5）在无氧培养液中，细胞内ATP含量减少，对细胞通过_____方式跨膜转运离子产生影响，这是缺氧引起神经细胞兴奋性改变的可能机制之一。

Answer 1

【答案】 缺氧时间 K+ 降低 Na+内流 A 由正到负 不能 刺激强度低于阈强度 主动运输

【解析】试题分析：本题考查探究不同缺氧时间对中枢神经细胞兴奋性的影响的相关知识，意在考查考生运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论。据题意可知，实验目的为探究不同缺氧时间对中枢神经细胞兴奋性的影响，故自变量为缺氧时间。 缺氧处理20min，阈强度为35pA左右，所以给予30pA 强度的刺激低于阈强度，不能记录到神经冲动。静息时，K离子外流，膜外电位高于膜内，表现为外正内负；兴奋时，Na离子通道开放，Na离子内流，膜内电位高于膜外，表现为外负内正。

（1）该实验目的为探究不同缺氧时间对中枢神经细胞兴奋性的影响，自变量为缺氧时间。

（2）正常情况下，大多数神经细胞产生和维持静息电位的主要原因是细胞内的K外流，使膜外阳离子浓度高于膜内，所以静息电位大小主要决定于细胞内外K离子浓度差；图中静息电位用负值表示，静息电位时，细胞膜两侧的电位为外正内负，即以细胞膜外侧为参照，定义为0mV。当静息电位由-60mV变为-65mV时，静息电位数值变化增大，则神经细胞的兴奋性水平降低；因此，受刺激时，就可能导致Na 内流不足，以引起动作电位值偏小的情况发生。

（3）测量静息电位时，电表的一极接在膜内，另一极接在膜外，据图可知，A正确。

（4）据图可知，对于对照组来说，30pA阈强度是引发神经冲动的最小电刺激强度，因此刺激对照组，能测到神经冲动，神经纤维膜外电位变化是由正到负；据图可知，缺氧处理20min，阈强度是35pA，再用30pA强度的电刺激，刺激强度低于阈强度，故不能测到神经冲动。

（5）离子通过主动运输形式实现跨膜运输。在无氧培养液中，细胞进行无氧呼吸，ATP的合成减少，主动运输需要消耗能量，故影响主动运输。