Question

【題目】興奮性是指細(xì)胞接受刺激產(chǎn)生興奮的能力。為探究不同缺氧時(shí)間對(duì)中樞神經(jīng)細(xì)胞興奮性的影響，研究人員先將體外培養(yǎng)的大鼠海馬神經(jīng)細(xì)胞置于含氧培養(yǎng)液中，測(cè)定單細(xì)胞的靜息電位和和閾強(qiáng)度（引發(fā)神經(jīng)沖動(dòng)的最小電刺激強(qiáng)度），之后再將其置于無氧培液中，于不同時(shí)間點(diǎn)重復(fù)上述測(cè)定，結(jié)果如圖所示。請(qǐng)回答：

注：“對(duì)照”的數(shù)值是在含氧培養(yǎng)液中測(cè)得

（1）本實(shí)驗(yàn)的自變量是__________________________。

（2）靜息電位水平是影響細(xì)胞興奮性水平的因素之一，圖中靜息電位是以細(xì)胞膜的________側(cè)為參照，并將該側(cè)電位水平定義為0mV。靜息電位的形成依賴__________。據(jù)圖分析，當(dāng)靜息電位由－60mV變?yōu)椋?5mV時(shí)，神經(jīng)細(xì)胞的興奮性水平________。

（3）在缺氧處理20min時(shí)，給予細(xì)胞25pA強(qiáng)度的單個(gè)電刺激___________（能／不能）記錄到神經(jīng)沖動(dòng)，判斷理由是_____________________________。

（4）在含氧培養(yǎng)液中，細(xì)胞內(nèi)ATP主要在________合成，在無氧培養(yǎng)液中，細(xì)胞內(nèi)ATP含量逐漸減少，對(duì)細(xì)胞通過_______________方式膜轉(zhuǎn)運(yùn)離子產(chǎn)生影響，這是缺氧引起神經(jīng)細(xì)胞興奮性改變的可能機(jī)制之一。

Answer 1

【答案】缺氧時(shí)間 外 K+外流 降低 不能 刺激強(qiáng)度低于閾強(qiáng)度 線粒體（線粒體內(nèi)膜） 主動(dòng)運(yùn)輸

【解析】

靜息時(shí)，K+外流，表現(xiàn)為外正內(nèi)負(fù)；興奮時(shí)，Na+通道開放，Na+內(nèi)流，表現(xiàn)為外負(fù)內(nèi)正。據(jù)題意可知，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖恰疤骄坎煌�缺氧時(shí)間對(duì)中樞神經(jīng)細(xì)胞興奮性的影響”，故自變量為缺氧時(shí)間；根據(jù)題圖，缺氧處理20min時(shí)，閾強(qiáng)度為30pA以上，給予25pA 強(qiáng)度的刺激低于閾強(qiáng)度，不能記錄到神經(jīng)沖動(dòng)。

（1）根據(jù)題意，本實(shí)驗(yàn)的自變量是缺氧時(shí)間。

（2）靜息電位時(shí)，細(xì)胞膜兩側(cè)的電位為外正內(nèi)負(fù)，以細(xì)胞膜外側(cè)為參照，定義為0mV。靜息電位的形成依賴K+外流。據(jù)圖分析，當(dāng)靜息電位由－60mV變?yōu)椋?/span>65mV時(shí)，靜息電位絕對(duì)值增大，神經(jīng)細(xì)胞的興奮性水平降低，需要更強(qiáng)刺激才能使細(xì)胞達(dá)到同等興奮程度。

（3）在缺氧處理20min時(shí)，給予細(xì)胞25pA強(qiáng)度的單個(gè)電刺激不能記錄到神經(jīng)沖動(dòng)，因?yàn)榇藭r(shí)的閾強(qiáng)度為30pA以上，25pA強(qiáng)度的刺激低于閾強(qiáng)度。

（4）在含氧培養(yǎng)液中，細(xì)胞內(nèi)ATP主要在線粒體中合成，在無氧培養(yǎng)液中，細(xì)胞內(nèi)ATP含量逐漸減少，而離子通過主動(dòng)運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)跨膜運(yùn)輸，因此ATP的減少會(huì)對(duì)細(xì)胞的主動(dòng)運(yùn)輸過程造成影響，引起神經(jīng)細(xì)胞興奮性改變。