Question

4．興奮性是指細胞接受刺激產生興奮的能力，閾強度是指引發(fā)神經沖動的最小電刺激強度．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(yǎng)的大鼠海馬神經細胞置于含氧培養(yǎng)液中，測定單細胞的靜息電位和閾強度，之后再將其置于無氧培養(yǎng)液中，在不同時間點重復上述測定，結果如圖所示．請回答：

（1）圖中的對照組數據是在含氧培養(yǎng)液中測得的．
（2）正常情況下，靜息電位的大小主要取決于細胞內外K⁺濃度差，據圖分析，當靜息電位由-60mV變?yōu)?62.5mV時，神經細胞的興奮性降低，因此，受較小刺激時，就可能導致鈉離子內流不足引起動作電位值偏小的情況發(fā)生．
（3）隨著缺氧時間的延長，神經細胞的興奮性發(fā)生的變化是先降低，再升高，這種改變可能與離子通過主動運輸方式跨膜運輸有關．
（4）在缺氧處理25min時，給予細胞35pA強度的單個電刺激能（填“能”或“不能”）記錄到神經沖動，判斷理由是刺激強度已高于閾強度．

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）由題意知，對照組數據是在含氧培養(yǎng)液中測得的，實驗組數據是在不含氧培養(yǎng)液中測得的．
（2）正常情況下，靜息電位大小主要決定于細胞內外K⁺濃度差．圖中靜息電位由-60mV變?yōu)?70mV時，神經細胞的興奮性降低，受刺激時，鈉離子內流不足以引起動作電位值偏小的情況發(fā)生．
（3）由圖乙可知，隨著缺氧時間的延長，神經細胞的閾強度先增大后減小，因此神經細胞的興奮性發(fā)生的變化是先降低，再升高．缺氧會抑制有氧呼吸，ATP的產生減少，因此這種改變可能與離子通過主動運輸方式跨膜運輸有關．
（4）缺氧處理25min時，給予細胞35pA強度的單個電刺激，刺激強度已高于閾強度，所以能夠引起神經沖動．
故答案為：
（1）含氧培養(yǎng)液   
（2）K⁺降低   鈉離子內流   
（3）先降低，再升高   主動運輸
（4）能   刺激強度已高于閾強度

點評 本題考查興奮的產生機理、有氧呼吸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．