Question

9．興奮性是指細胞接受刺激產生興奮的能力．為探究不同缺氧時間對中樞神經細胞興奮性的影響，研究人員先將體外培養的大鼠海馬神經細胞置于含氧培養液中，測定單細胞的靜息電位和閾強度（引發神經沖動的最小電刺激強度），之后再將其置于無氧培養液中，于不同時間點重復上述測定，結果如圖所示．請回答：

（1）本實驗的自變量是缺氧時間．
（2）靜息電位水平是影響細胞興奮性水平的因素之一，圖中靜息電位是以細胞膜的外側為參照，并將該側電位水平定義為0mV．據圖分析，當靜息電位由-60mV變為-65mV時，神經細胞的興奮性水平降低．
（3）在缺氧處理20min時，給予細胞25pA強度的單個電刺激不能（能/不能）記錄到神經沖動，判斷理由是刺激強度低于閾強度．
（4）在含氧培養液中，細胞內ATP主要在線粒體（或線粒體內膜）合成．在無氧培養液中，細胞內ATP含量逐漸減少，對細胞通過主動運輸方式跨膜轉運離子產生影響，這是缺氧引起神經細胞興奮性改變的可能機制之一．

Answer 1

分析 據題意可知，實驗目的為探究不同缺氧時間對中樞神經細胞興奮性的影響，故自變量為缺氧時間． 缺氧處理20min，閾強度為30pA以上，所以給予25pA 強度的刺激低于閾強度，不能記錄到神經沖動．
靜息時，K離子外流，膜外電位高于膜內，表現為外正內負；興奮時，Na離子通道開放，Na離子內流，膜內電位高于膜外，表現為外負內正．

解答 解：（1）該實驗目的為探究不同缺氧時間對中樞神經細胞興奮性的影響，自變量為缺氧時間．
（2）圖中靜息電位用負值表示，靜息電位時，細胞膜兩側的電位為外正內負，即以細胞膜外側為參照，定義為 0mV．靜息電位數值變化增大，神經細胞的興奮性水平降低，需要更強刺激才能使細胞達到同等興奮程度．
（3）缺氧處理20min，閾強度為30pA以上，所以給予25pA強度的刺激低于閾強度，不能記錄到神經沖動．
（4）含氧條件，細胞進行有氧呼吸，ATP主要在線粒體中合成．離子通過主動運輸形式實現跨膜運輸，這需要能量和載體蛋白．
故答案為：
（1）缺氧時間     
（2）外   降低
（3）不能   刺激強度低于閾強度
（4）線粒體（或線粒體內膜）    主動運輸

點評 本題考查細神經傳導、有氧呼吸場所及物質跨膜運輸方式的有關知識，考查識圖能力和判斷能力，運用所學知識分析問題和解決問題的能力以及實驗探究的能力．難度適中．