题目内容
【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和阈强度（引发神经沖动的最小电刺激强度），之后再将其置于无氧培液中，于不同时间点重复上述测定，结果如图所示。请回答：
注：“对照”的数值是在含氧培养液中测得
（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素之一，图中静息电位是以细胞膜的________侧为参照，并将该侧电位水平定义为0mV。静息电位的形成依赖__________。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___________（能／不能）记录到神经沖动，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。
【答案】缺氧时间 外 K+外流 降低 不能 刺激强度低于阈强度 线粒体（线粒体内膜） 主动运输
【解析】
静息时，K+外流，表现为外正内负；兴奋时，Na+通道开放，Na+内流，表现为外负内正。据题意可知，实验目的是“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；根据题图，缺氧处理20min时，阈强度为30pA以上，给予25pA 强度的刺激低于阈强度，不能记录到神经冲动。
（1）根据题意，本实验的自变量是缺氧时间。
（2）静息电位时，细胞膜两侧的电位为外正内负，以细胞膜外侧为参照，定义为0mV。静息电位的形成依赖K+外流。据图分析，当静息电位由－60mV变为－65mV时，静息电位绝对值增大，神经细胞的兴奋性水平降低，需要更强刺激才能使细胞达到同等兴奋程度。
（3）在缺氧处理20min时，给予细胞25pA强度的单个电刺激不能记录到神经沖动，因为此时的阈强度为30pA以上，25pA强度的刺激低于阈强度。
（4）在含氧培养液中，细胞内ATP主要在线粒体中合成，在无氧培养液中，细胞内ATP含量逐渐减少，而离子通过主动运输实现跨膜运输，因此ATP的减少会对细胞的主动运输过程造成影响，引起神经细胞兴奋性改变。
