Question

【題目】某種毒素作用于神經(jīng)肌肉接點使肌肉不能正常收縮，為研究該毒素的具體作用機理，某科研小組提出以下實驗方案。

材料與用具：坐骨神經(jīng)腓腸肌標本、適宜濃度的某毒素、生理鹽水、電刺激裝置等。

實驗原理:某種毒素可能通過抑制乙酰膽堿的釋放或與乙酰膽堿受體結(jié)合位點的結(jié)合，使突觸的信號傳遞被阻斷，引起肌肉松弛；也可能抑制膽堿酯酶（分解與受體結(jié)合的乙酰膽堿）的活性，引起肌肉痙攣。

請根據(jù)提供的材料和用具及實驗原理，完善實驗思路，并設(shè)計表格。

（1）實驗思路：

①將若干浸泡于生理鹽水中的坐骨神經(jīng)腓腸肌標本分組如下：________________________________。

②用電刺激裝置直接刺激各組的坐骨神經(jīng)，并用相應(yīng)儀器測定突觸間隙的乙酰膽堿濃度是否發(fā)生變化，同時觀察肌肉收縮情況。

③對所得實驗現(xiàn)象進行記錄與分析。（說明：實驗中的刺激強度足夠；實驗條件適宜，實驗過程中標本保持正常活性）

（2）設(shè)計表格，并將實驗的預(yù)測結(jié)果與結(jié)論填入表中。______________________

（3）分析與討論:筒箭毒堿是臨床上常見的肌肉松弛劑，坐骨神經(jīng)腓腸肌在滴加筒箭毒堿后，刺激坐骨神經(jīng)，而突觸前膜遞質(zhì)的釋放正常，直接刺激肌肉，使肌肉正常收縮。試分析其作用機理可能是筒箭毒堿______________________________，阻斷了神經(jīng)—肌肉接點的信號傳導。

Answer 1

【答案】 甲組：等量的生理鹽水處理；乙組：適宜濃度的該毒素處理 與突觸后膜上的乙酰膽堿受體結(jié)合，以至于乙酰膽堿不能再與受體結(jié)合

【解析】【試題分析】

本題綜合考查神經(jīng)興奮的傳遞的相關(guān)知識和實驗評價能力。對于補充實驗步驟，需根據(jù)實驗?zāi)康臏蚀_確定實驗變量，遵循對照原則、單一變量原則進行實驗設(shè)計。對于預(yù)測實驗結(jié)果，需認真分析實驗?zāi)康暮驮�理等相關(guān)知識，確定自變量對因變量的影響。探究性實驗的現(xiàn)象和結(jié)果是未知的或不確定的，應(yīng)針對各種可能性分別加以考慮和分析，得到相關(guān)結(jié)論。同時，解答本題時還應(yīng)特別注意要從題干中獲取有效信息用于各小題的分析。

（1）實驗思路：

①本實驗的目的是研究某毒素作用于神經(jīng)肌肉接點使肌肉不能正常收縮的具體作用機理，所以實驗自變量是是否用該激素處理坐骨神經(jīng)腓腸肌標本。因此，可將若干浸泡于生理鹽水中的坐骨神經(jīng)腓腸肌標本分組如下：甲組：等量的生理鹽水處理；乙組：適宜濃度的該毒素處理。

（2）根據(jù)實驗設(shè)計思路可知，該實驗的因變量是突觸間隙的乙酰膽堿濃度是否變化和肌肉的收縮情況。因此，表格中可分別列出甲組和乙組的乙酰膽堿濃度是否變化，以及肌肉的收縮情況，并根據(jù)實驗結(jié)果寫出相應(yīng)的結(jié)論。甲組屬于對照組，所以其實驗結(jié)果只有一種情況：用電刺激裝置直接刺激甲組的坐骨神經(jīng)，則突觸間隙的乙酰膽堿濃度會發(fā)生變化（增加），肌肉正常收縮。由此可得出結(jié)論為：受刺激后的膜釋放乙酰膽堿，肌膜上產(chǎn)生動作電位，引起肌肉收縮。由于是探究實驗，作為實驗組的乙組的實驗結(jié)果可能有多種情況，從而得出不同的相應(yīng)結(jié)論。根據(jù)實驗原理可知，用電刺激裝置直接刺激乙組的坐骨神經(jīng)，乙組可能有三種實驗結(jié)果和相應(yīng)的結(jié)論：①若突觸間隙的乙酰膽堿濃度不發(fā)生變化，肌肉松弛，則說明該毒素能抑制乙酰膽堿的釋放。②若突觸間隙的乙酰膽堿濃度發(fā)生變化（增加），肌肉松弛，則說明該毒素能與乙酰膽堿受體結(jié)合位點的結(jié)合，使突觸的信號傳遞被阻斷。③若突觸間隙的乙酰膽堿濃度發(fā)生變化（增加），肌肉痙攣，則說明該毒素抑制膽堿酯酶的活性，阻止了乙酰膽堿的分解。

（3）坐骨神經(jīng)腓腸肌在滴加筒箭毒堿后，刺激坐骨神經(jīng)，而突觸前膜遞質(zhì)的釋放正常，說明筒箭毒堿不能抑制神經(jīng)遞質(zhì)（乙酰膽堿）的釋放；直接刺激肌肉，肌肉正常收縮，說明肌細胞正常，筒箭毒堿不是通過損傷肌細胞來抑制肌肉收縮；結(jié)合上面實驗原理“某種毒素可能通過抑制乙酰膽堿的釋放或與乙酰膽堿受體結(jié)合位點的結(jié)合，使突觸的信號傳遞被阻斷，引起肌肉松弛”，可推知筒箭毒堿的作用機理可能是與突觸后膜上的乙酰膽堿受體結(jié)合，以至于乙酰膽堿不能再與受體結(jié)合，從而阻斷了神經(jīng)—肌肉接點的信號傳導。