Question

【題目】興奮性是指細(xì)胞接受刺激產(chǎn)生興奮的能力。為探究不同缺氧時間對中樞神經(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，測定單細(xì)胞的靜息電位和閾強(qiáng)度（引發(fā)神經(jīng)沖動的最小電刺激強(qiáng)度），之后再將其置于無氧培養(yǎng)液中，于不同時間點重復(fù)上述測定，結(jié)果如圖所示。請回答：

注：“對照”的數(shù)值是在含氧培養(yǎng)液中測得的

（1）靜息電位水平是影響細(xì)胞興奮性水平的因素之一，圖中靜息電位數(shù)值是以細(xì)胞膜的________側(cè)為參照，并將該側(cè)電位水平定義為0 mV。據(jù)圖分析，當(dāng)靜息電位由－60 mV變?yōu)椋?/span>65 mV時，神經(jīng)細(xì)胞的興奮性水平________。

（2）在缺氧處理15 min時，給予細(xì)胞35 pA強(qiáng)度的電刺激，_____（能/不能）記錄到神經(jīng)沖動，判斷理由是__________________。

（3）據(jù)圖分析缺氧引起靜息電位改變的可能機(jī)制是___________________________。

（4）神經(jīng)調(diào)節(jié)比體液調(diào)節(jié)反應(yīng)速度快，原因是______________________。興奮在神經(jīng)元之間的傳遞需要經(jīng)過突觸結(jié)構(gòu)，突觸前膜和突觸后膜在功能上的差異是________________________________。

Answer 1

【答案】外 降低 能 35 pA的電刺激強(qiáng)度高于閾強(qiáng)度 缺氧影響神經(jīng)細(xì)胞通過主動運(yùn)輸吸收K+，進(jìn)而引起靜息電位改變 神經(jīng)調(diào)節(jié)主要以電信號形式傳導(dǎo)因而速度較快 突觸前膜釋放神經(jīng)遞質(zhì) 突觸后膜識別神經(jīng)遞質(zhì)并產(chǎn)生膜電位變化

【解析】

1、靜息時，鉀離子外流，膜外電位高于膜內(nèi)，表現(xiàn)為外正內(nèi)負(fù)；興奮時，鈉離子通道開放，鈉離子內(nèi)流，膜內(nèi)電位高于膜外，表現(xiàn)為外負(fù)內(nèi)正。

2、分析曲線圖：實驗?zāi)康臑樘骄坎煌�缺氧時間對中樞神經(jīng)細(xì)胞興奮性的影響，故自變量為缺氧時間。缺氧處理20min時，靜息電位最低。

3、分析柱形圖：柱形圖表示缺氧時間與閾強(qiáng)度（引發(fā)神經(jīng)沖動的最小電刺激強(qiáng)度）之間的關(guān)系。

（1）靜息電位時，細(xì)胞膜兩側(cè)的電位為外正內(nèi)負(fù)，以細(xì)胞膜外側(cè)為參照，定義為0mV。靜息電位的形成依賴K+外流。據(jù)圖分析，當(dāng)靜息電位由－60mV變?yōu)椋?/span>65mV時，靜息電位絕對值增大，神經(jīng)細(xì)胞的興奮性水平降低，需要更強(qiáng)刺激才能使細(xì)胞達(dá)到同等興奮程度。

（2）在缺氧處理15min時，給予細(xì)胞35pA強(qiáng)度的單個電刺激，由于刺激強(qiáng)度高于閾強(qiáng)度，所以能記錄到神經(jīng)沖動。

（3）在缺氧培養(yǎng)液中，細(xì)胞通過無氧呼吸供應(yīng)能量較少，影響離子通過主動運(yùn)輸實現(xiàn)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，因此缺氧引起靜息電位改變的可能機(jī)制是，缺氧影響神經(jīng)細(xì)胞通過主動運(yùn)輸吸收K+，進(jìn)而引起靜息電位改變。

（4）由于神經(jīng)調(diào)節(jié)主要以電信號形式傳導(dǎo)速度較快，體液調(diào)節(jié)通過體液運(yùn)輸速度較緩慢，神經(jīng)調(diào)節(jié)比體液調(diào)節(jié)反應(yīng)速度快。興奮在神經(jīng)元之間的傳遞需要經(jīng)過突觸結(jié)構(gòu)，突觸前膜和突觸后膜在功能上的差異表現(xiàn)在突觸前膜釋放神經(jīng)遞質(zhì)，突觸后膜識別神經(jīng)遞質(zhì)并引起膜電位的變化。