Question

某种毒素作用于神经肌肉接点使肌肉不能正常收缩，为研究该毒素的具体作用机理，某科研小组提出以下实验方案。

材料与用具：坐骨神经腓肠肌标本、适宜浓度的某毒素、生理盐水、电刺激装置等。

实验原理:某种毒素可能通过抑制乙酰胆碱的释放或与乙酰胆碱受体结合位点的结合，使突触的信号传递被阻断，引起肌肉松弛；也可能抑制胆碱酯酶（分解与受体结合的乙酰胆碱）的活性，引起肌肉痉挛。

请根据提供的材料和用具及实验原理，完善实验思路，并设计表格。

（1）实验思路：

①将若干浸泡于生理盐水中的坐骨神经腓肠肌标本分组如下：________________________________。

②用电刺激装置直接刺激各组的坐骨神经，并用相应仪器测定突触间隙的乙酰胆碱浓度是否发生变化，同时观察肌肉收缩情况。

③对所得实验现象进行记录与分析。（说明：实验中的刺激强度足够；实验条件适宜，实验过程中标本保持正常活性）

（2）设计表格，并将实验的预测结果与结论填入表中。______________________

（3）分析与讨论:筒箭毒碱是临床上常见的肌肉松弛剂，坐骨神经腓肠肌在滴加筒箭毒碱后，刺激坐骨神经，而突触前膜递质的释放正常，直接刺激肌肉，使肌肉正常收缩。试分析其作用机理可能是筒箭毒碱______________________________，阻断了神经—肌肉接点的信号传导。

Answer

甲组：等量的生理盐水处理；乙组：适宜浓度的该毒素处理 与突触后膜上的乙酰胆碱受体结合，以至于乙酰胆碱不能再与受体结合

【解析】【试题分析】

本题综合考查神经兴奋的传递的相关知识和实验评价能力。对于补充实验步骤，需根据实验目的准确确定实验变量，遵循对照原则、单一变量原则进行实验设计。对于预测实验结果，需认真分析实验目的和原理等相关知识，确定自变量对因变量的影响。探究性实验的现象和结果是未知的或不确定的，应针对各种可能性分别加以考虑和分析，得到相关结论。同时，解答本题时还应特别注意要从题干中获取有效信息用于各小题的分析。

（1）实验思路：

①本实验的目的是研究某毒素作用于神经肌肉接点使肌肉不能正常收缩的具体作用机理，所以实验自变量是是否用该激素处理坐骨神经腓肠肌标本。因此，可将若干浸泡于生理盐水中的坐骨神经腓肠肌标本分组如下：甲组：等量的生理盐水处理；乙组：适宜浓度的该毒素处理。

（2）根据实验设计思路可知，该实验的因变量是突触间隙的乙酰胆碱浓度是否变化和肌肉的收缩情况。因此，表格中可分别列出甲组和乙组的乙酰胆碱浓度是否变化，以及肌肉的收缩情况，并根据实验结果写出相应的结论。甲组属于对照组，所以其实验结果只有一种情况：用电刺激装置直接刺激甲组的坐骨神经，则突触间隙的乙酰胆碱浓度会发生变化（增加），肌肉正常收缩。由此可得出结论为：受刺激后的膜释放乙酰胆碱，肌膜上产生动作电位，引起肌肉收缩。由于是探究实验，作为实验组的乙组的实验结果可能有多种情况，从而得出不同的相应结论。根据实验原理可知，用电刺激装置直接刺激乙组的坐骨神经，乙组可能有三种实验结果和相应的结论：①若突触间隙的乙酰胆碱浓度不发生变化，肌肉松弛，则说明该毒素能抑制乙酰胆碱的释放。②若突触间隙的乙酰胆碱浓度发生变化（增加），肌肉松弛，则说明该毒素能与乙酰胆碱受体结合位点的结合，使突触的信号传递被阻断。③若突触间隙的乙酰胆碱浓度发生变化（增加），肌肉痉挛，则说明该毒素抑制胆碱酯酶的活性，阻止了乙酰胆碱的分解。

（3）坐骨神经腓肠肌在滴加筒箭毒碱后，刺激坐骨神经，而突触前膜递质的释放正常，说明筒箭毒碱不能抑制神经递质（乙酰胆碱）的释放；直接刺激肌肉，肌肉正常收缩，说明肌细胞正常，筒箭毒碱不是通过损伤肌细胞来抑制肌肉收缩；结合上面实验原理“某种毒素可能通过抑制乙酰胆碱的释放或与乙酰胆碱受体结合位点的结合，使突触的信号传递被阻断，引起肌肉松弛”，可推知筒箭毒碱的作用机理可能是与突触后膜上的乙酰胆碱受体结合，以至于乙酰胆碱不能再与受体结合，从而阻断了神经—肌肉接点的信号传导。