Question

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

（1）本实验的自变量是缺氧时间．在缺氧处理20min时，给予细胞25pA强度的单个电刺激不能（能/不能）记录到神经冲动，判断理由是刺激强度低于阈强度．
（2）静息电位水平是影响细胞兴奋性水平的因素之一，图中静息电位是以细胞膜的外侧为参照，并将该侧电位水平定义为0mV．据图分析，当静息电位由-60mV变为-65mV时，神经细胞的兴奋性水平降低．
（3）在含氧培养液中，细胞内ATP主要在线粒体（或线粒体内膜）合成．在无氧培养液中，细胞内ATP含量逐渐减少，对细胞通过主动运输方式跨膜转运离子产生影响，这是缺氧引起神经细胞兴奋性改变的可能机制之一．

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）该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，并且从曲线图的横轴表示的值也可以看出实验的自变量为缺氧时间．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．
（2）图中静息电位用负值表示，静息电位时，细胞膜两侧的电位为外正内负，即以细胞膜外侧为参照，定义为 0mV．静息电位数值变化增大，神经细胞的兴奋性水平降低，需要更强刺激才能使细胞达到同等兴奋程度．
（3）有氧呼吸过程中第三阶段产生的能量最多，其场所为线粒体内膜．因此含氧条件，细胞进行有氧呼吸，ATP主要在线粒体中合成．离子通过主动运输形式实现跨膜运输，主动运输需要消耗能量．
故答案为：
（1）缺氧时间     不能   刺激强度低于阈强度  
（2）外   降低   
（3）线粒体（或线粒体内膜）    主动运输

点评 本题考查细神经传导、有氧呼吸场所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．