Question

【題目】興奮性是指細胞接受刺激產(chǎn)生興奮的能力。為探究不同缺氧時間對中樞神經(jīng)細胞興奮性的影響，研究人員先將體外培養(yǎng)的大鼠海馬神經(jīng)細胞置于含氧培養(yǎng)液中，測定單細胞的靜息電位和閾強度（引發(fā)神經(jīng)沖動的最小電刺激強度），之后再將其置于無氧培養(yǎng)液中，于不同時間點重復上述測定，結(jié)果如下圖所示。請據(jù)圖回答：

（1）本實驗的自變量是______。

（2）正常情況下，靜息電位大小主要決定于細胞內(nèi)外______濃度差，據(jù)圖分析，當靜息電位由﹣60mV變?yōu)椹?5mV時，此時神經(jīng)細胞的興奮性水平______；因此，受刺激時，就可能導致______減少，引起動作電位值偏小的情況發(fā)生。

（3）下面四種測量方式，能測出靜息電位數(shù)值的是（_______）

（4）給予對照組神經(jīng)元30pA強度的電刺激，則神經(jīng)纖維膜外電位變化是_____；然后缺氧處理20min，給予相同強度的電刺激，___（能/不能）測到神經(jīng)沖動，判斷理由是__。

（5）在無氧培養(yǎng)液中，細胞內(nèi)ATP含量減少，對細胞通過_____方式跨膜轉(zhuǎn)運離子產(chǎn)生影響，這是缺氧引起神經(jīng)細胞興奮性改變的可能機制之一。

Answer 1

【答案】 缺氧時間 K+ 降低 Na+內(nèi)流 A 由正到負 不能 刺激強度低于閾強度 主動運輸

【解析】試題分析：本題考查探究不同缺氧時間對中樞神經(jīng)細胞興奮性的影響的相關知識，意在考查考生運用所學知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學問題進行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論。據(jù)題意可知，實驗目的為探究不同缺氧時間對中樞神經(jīng)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35pA左右，所以給予30pA 強度的刺激低于閾強度，不能記錄到神經(jīng)沖動。靜息時，K離子外流，膜外電位高于膜內(nèi)，表現(xiàn)為外正內(nèi)負；興奮時，Na離子通道開放，Na離子內(nèi)流，膜內(nèi)電位高于膜外，表現(xiàn)為外負內(nèi)正。

（1）該實驗目的為探究不同缺氧時間對中樞神經(jīng)細胞興奮性的影響，自變量為缺氧時間。

（2）正常情況下，大多數(shù)神經(jīng)細胞產(chǎn)生和維持靜息電位的主要原因是細胞內(nèi)的K外流，使膜外陽離子濃度高于膜內(nèi)，所以靜息電位大小主要決定于細胞內(nèi)外K離子濃度差；圖中靜息電位用負值表示，靜息電位時，細胞膜兩側(cè)的電位為外正內(nèi)負，即以細胞膜外側(cè)為參照，定義為0mV。當靜息電位由-60mV變?yōu)?65mV時，靜息電位數(shù)值變化增大，則神經(jīng)細胞的興奮性水平降低；因此，受刺激時，就可能導致Na 內(nèi)流不足，以引起動作電位值偏小的情況發(fā)生。

（3）測量靜息電位時，電表的一極接在膜內(nèi)，另一極接在膜外，據(jù)圖可知，A正確。

（4）據(jù)圖可知，對于對照組來說，30pA閾強度是引發(fā)神經(jīng)沖動的最小電刺激強度，因此刺激對照組，能測到神經(jīng)沖動，神經(jīng)纖維膜外電位變化是由正到負；據(jù)圖可知，缺氧處理20min，閾強度是35pA，再用30pA強度的電刺激，刺激強度低于閾強度，故不能測到神經(jīng)沖動。

（5）離子通過主動運輸形式實現(xiàn)跨膜運輸。在無氧培養(yǎng)液中，細胞進行無氧呼吸，ATP的合成減少，主動運輸需要消耗能量，故影響主動運輸。