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(wú)氧培養(yǎng)液中，于不同時(shí)間點(diǎn)重復(fù)上述測(cè)定，結(jié)果如下圖所示。請(qǐng)據(jù)圖回答：

（1）本實(shí)驗(yàn)的自變量是______。

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

（3）下面四種測(cè)量方式，能測(cè)出靜息電位數(shù)值的是（_______）

（4）給予對(duì)照組神經(jīng)元30pA強(qiáng)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(qiáng)度的電刺激，___（能/不能）測(cè)到神經(jīng)沖動(dòng)，判斷理由是__。

（5）在無(wú)氧培養(yǎng)液中，細(xì)胞內(nèi)ATP含量減少，對(duì)細(xì)胞通過(guò)_____方式跨膜轉(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 K+ 降低 Na+內(nèi)流 A 由正到負(fù) 不能 刺激強(qiáng)度低于閾強(qiáng)度 主動(dòng)運(yùn)輸

【解析】試題分析：本題考查探究不同缺氧時(shí)間對(duì)中樞神經(jīng)細(xì)胞興奮性的影響的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀點(diǎn)，通過(guò)比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)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(shí)驗(yàn)?zāi)康臑樘骄坎煌�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。 缺氧處理20min，閾強(qiáng)度為35pA左右，所以給予30pA 強(qiáng)度的刺激低于閾強(qiáng)度，不能記錄到神經(jīng)沖動(dòng)。靜息時(shí)，K離子外流，膜外電位高于膜內(nèi)，表現(xiàn)為外正內(nèi)負(fù)；興奮時(shí)，Na離子通道開(kāi)放，Na離子內(nèi)流，膜內(nèi)電位高于膜外，表現(xiàn)為外負(fù)內(nèi)正。

（1）該實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑樘骄坎煌�缺氧時(shí)間對(duì)中樞神經(jīng)細(xì)胞興奮性的影響，自變量為缺氧時(shí)間。

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

（3）測(cè)量靜息電位時(shí)，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(duì)于對(duì)照組來(lái)說(shuō)，30pA閾強(qiáng)度是引發(fā)神經(jīng)沖動(dòng)的最小電刺激強(qiáng)度，因此刺激對(duì)照組，能測(cè)到神經(jīng)沖動(dòng)，神經(jīng)纖維膜外電位變化是由正到負(fù)；據(jù)圖可知，缺氧處理20min，閾強(qiáng)度是35pA，再用30pA強(qiáng)度的電刺激，刺激強(qiáng)度低于閾強(qiáng)度，故不能測(cè)到神經(jīng)沖動(dòng)。

（5）離子通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸形式實(shí)現(xiàn)跨膜運(yùn)輸。在無(wú)氧培養(yǎng)液中，細(xì)胞進(jìn)行無(wú)氧呼吸，ATP的合成減少，主動(dòng)運(yùn)輸需要消耗能量，故影響主動(dòng)運(yùn)輸。