Question

4．兴奋性是指细胞接受刺激产生兴奋的能力，阈强度是指引发神经冲动的最小电刺激强度．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，之后再将其置于无氧培养液中，在不同时间点重复上述测定，结果如图所示．请回答：

（1）图中的对照组数据是在含氧培养液中测得的．
（2）正常情况下，静息电位的大小主要取决于细胞内外K⁺浓度差，据图分析，当静息电位由-60mV变为-62.5mV时，神经细胞的兴奋性降低，因此，受较小刺激时，就可能导致钠离子内流不足引起动作电位值偏小的情况发生．
（3）随着缺氧时间的延长，神经细胞的兴奋性发生的变化是先降低，再升高，这种改变可能与离子通过主动运输方式跨膜运输有关．
（4）在缺氧处理25min时，给予细胞35pA强度的单个电刺激能（填“能”或“不能”）记录到神经冲动，判断理由是刺激强度已高于阈强度．

Answer 1

分析 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，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．

解答 解：（1）由题意知，对照组数据是在含氧培养液中测得的，实验组数据是在不含氧培养液中测得的．
（2）正常情况下，静息电位大小主要决定于细胞内外K⁺浓度差．图中静息电位由-60mV变为-70mV时，神经细胞的兴奋性降低，受刺激时，钠离子内流不足以引起动作电位值偏小的情况发生．
（3）由图乙可知，随着缺氧时间的延长，神经细胞的阈强度先增大后减小，因此神经细胞的兴奋性发生的变化是先降低，再升高．缺氧会抑制有氧呼吸，ATP的产生减少，因此这种改变可能与离子通过主动运输方式跨膜运输有关．
（4）缺氧处理25min时，给予细胞35pA强度的单个电刺激，刺激强度已高于阈强度，所以能够引起神经冲动．
故答案为：
（1）含氧培养液   
（2）K⁺降低   钠离子内流   
（3）先降低，再升高   主动运输
（4）能   刺激强度已高于阈强度

点评 本题考查兴奋的产生机理、有氧呼吸及物质跨膜运输方式的有关知识，考查识图能力和判断能力，运用所学知识分析问题和解决问题的能力以及实验探究的能力．难度适中．