Question

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：

注：“对照”的数值是在含氧培养液中测得的

（1）静息电位水平是影响细胞兴奋性水平的因素之一，图中静息电位数值是以细胞膜的________侧为参照，并将该侧电位水平定义为0 mV。据图分析，当静息电位由－60 mV变为－65 mV时，神经细胞的兴奋性水平________。

（2）在缺氧处理15 min时，给予细胞35 pA强度的电刺激，_____（能/不能）记录到神经冲动，判断理由是__________________。

（3）据图分析缺氧引起静息电位改变的可能机制是___________________________。

（4）神经调节比体液调节反应速度快，原因是______________________。兴奋在神经元之间的传递需要经过突触结构，突触前膜和突触后膜在功能上的差异是________________________________。

Answer

外 降低 能 35 pA的电刺激强度高于阈强度 缺氧影响神经细胞通过主动运输吸收K+，进而引起静息电位改变 神经调节主要以电信号形式传导因而速度较快 突触前膜释放神经递质 突触后膜识别神经递质并产生膜电位变化

【解析】

1、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。

2、分析曲线图：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时，静息电位最低。

3、分析柱形图：柱形图表示缺氧时间与阈强度（引发神经冲动的最小电刺激强度）之间的关系。

（1）静息电位时，细胞膜两侧的电位为外正内负，以细胞膜外侧为参照，定义为0mV。静息电位的形成依赖K+外流。据图分析，当静息电位由－60mV变为－65mV时，静息电位绝对值增大，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。

（2）在缺氧处理15min时，给予细胞35pA强度的单个电刺激，由于刺激强度高于阈强度，所以能记录到神经冲动。

（3）在缺氧培养液中，细胞通过无氧呼吸供应能量较少，影响离子通过主动运输实现跨膜转运，因此缺氧引起静息电位改变的可能机制是，缺氧影响神经细胞通过主动运输吸收K+，进而引起静息电位改变。

（4）由于神经调节主要以电信号形式传导速度较快，体液调节通过体液运输速度较缓慢，神经调节比体液调节反应速度快。兴奋在神经元之间的传递需要经过突触结构，突触前膜和突触后膜在功能上的差异表现在突触前膜释放神经递质，突触后膜识别神经递质并引起膜电位的变化。