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【题目】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________________________

(2)静息电位水平是影响细胞兴奋性水平的因索之一,大多数神经元细胞产生和维持静息电位的主要原因是靠____________,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____________

(3)在缺氧处理20min时,给予细胞25pA强度的单个电刺激____________(填“能”或“不能”)记录到神经冲动,判断理由是________________________

(4)在含氧培养液中,细胞内ATP主要在____________合成。在无氧培养液中,细胞内ATP含量逐渐减少,对细胞通过____________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。

【答案】缺氧时间 K+的外流 降低 不能 刺激强度低于阈强度 线粒体(或线粒体内膜) 主动运输

【解析】

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,钾离子外流,膜外电位高于膜内,表现为外正内负;兴奋时,钠离子通道开放,钠离子内流,膜内电位高于膜外,表现为外负内正。

(1)根据题意可知,该实验的目的为探究不同缺氧时间对中枢神经细胞兴奋性的影响,自变量为缺氧时间,因变量是神经细胞的阈强度(兴奋性),或静息电位的强度(大小)。
(2)大多数神经元细胞产生和维持静息电位的主要原因是靠K+的外流。当静息电位由-60mV变为-65mV时,神经细胞更不容易兴奋,即神经细胞的兴奋性水平降低。

(3)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。
(4)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。因此有氧条件下,细胞进行有氧呼吸,ATP主要在线粒体中合成。离子主要通过主动运输形式实现跨膜运输,主动运输需要消耗能量,故细胞内ATP含量逐渐减少时,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。

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________

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