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，结果如图所示。请回答：

（1）本实验的自变量是________________________。

（2）静息电位水平是影响细胞兴奋性水平的因索之一，大多数神经元细胞产生和维持静息电位的主要原因是靠____________，据图分析，当静息电位由-60mV变为-65mV时，神经细胞的兴奋性水平____________。

（3）在缺氧处理20min时，给予细胞25pA强度的单个电刺激____________（填“能”或“不能”）记录到神经冲动，判断理由是________________________。

（4）在含氧培养液中，细胞内ATP主要在____________合成。在无氧培养液中，细胞内ATP含量逐渐减少，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+的外流 降低 不能 刺激强度低于阈强度 线粒体（或线粒体内膜） 主动运输

【解析】

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30pA以上，所以给予25pA 强度的刺激低于阈强度，不能记录到神经冲动。静息时，钾离子外流，膜外电位高于膜内，表现为外正内负；兴奋时，钠离子通道开放，钠离子内流，膜内电位高于膜外，表现为外负内正。

（1）根据题意可知，该实验的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，因变量是神经细胞的阈强度（兴奋性），或静息电位的强度（大小）。
（2）大多数神经元细胞产生和维持静息电位的主要原因是靠K+的外流。当静息电位由-60mV变为-65mV时，神经细胞更不容易兴奋，即神经细胞的兴奋性水平降低。

（3）缺氧处理20min，阈强度为30pA以上，所以给予25pA强度的刺激低于阈强度，不能记录到神经冲动。
（4）有氧呼吸过程中第三阶段产生的能量最多，其场所为线粒体内膜。因此有氧条件下，细胞进行有氧呼吸，ATP主要在线粒体中合成。离子主要通过主动运输形式实现跨膜运输，主动运输需要消耗能量，故细胞内ATP含量逐渐减少时，对细胞通过主动运输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。