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：

注：“对照”的数值是在含氧培养液中测得的。

（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，图中静息电位数值是以细胞膜的__________侧为参照，并将该侧电位水平定义为0 mV。据图分析，当静息电位由－60 mV变为－65 mV时，神经细胞的兴奋性水平________。

（3）在缺氧处理20 min时，给予细胞25 pA强度的单个电刺激，________（能/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】（1）缺氧时间

（2）外 降低

（3）不能 刺激强度低于阈强度

（4）线粒体（或线粒体内膜） 主动运输

【解析】（1）从实验目的探究不同缺氧时间对中枢神经细胞兴奋性的影响，可以得出自变量是缺氧时间，因变量是中枢神经细胞兴奋性。（2）静息电位细胞膜两侧的电位表现为外正内负，据曲线图分析静息电位数值为负值，因此静息电位数值是以细胞膜外侧为参照并定义为0 mV。据柱形图分析，当静息电位由－60 mV变为－65 mV时，阈强度变大，即引发神经冲动的最小电刺激强度变大，说明神经细胞的兴奋性水平降低。（3）据柱形图分析，缺氧处理20 min，阈强度大约为34 pA，因此给予细胞25 pA强度的单个电刺激，刺激强度低于阈强度，不能记录到神经冲动。（4）在含氧培养液中，细胞进行有氧呼吸，ATP主要由线粒体通过有氧呼吸合成。在无氧培养液中，细胞内ATP含量减少，将影响需要消耗细胞内能量的主动运输，这可能是缺氧引起神经细胞兴奋性改变的机制之一。