Question

将青蛙脑破坏保留脊髓，在脊柱下部打开脊椎骨，剥离出脊髓一侧的一对脊神经根(包含一个背根和一个腹根，见下图).分别电刺激背根与腹根均可引起蛙同侧后肢发生运动反应.已知背根含有传入神经，腹根含有传出神经，背根与腹根合并成脊神经.

    请根据上述提供的实验材料(实验用具自选)设计实验步骤，并预测实验结果，以分别验证背根具有传入功能，腹根具有传出功能.

 

Answer 1

答案：
解析：

实验步骤1：在背根中央处剪断(或用麻醉药阻断)，分别电刺激背根向中段、外周段，观察蛙后肢是否发生运动反应.预期结果：电刺激背根向中段应发生蛙后肢运动反应，电刺激背根外周段不发生反应，说明背根具有传人功能. 实验步骤2：在腹根中央处剪断(或用麻醉药阻断)，分别电刺激腹根向中段、外周段，观察蛙后肢是否发生运动反应.预期结果：电刺激腹根向中段不发生反应，电刺激腹根外周段应发生蛙后肢运动反应，说明腹根具有传出功能. 注：如果实验设计中先做腹根实验，后做背根实验，且腹根实验做向中段和外周段并结果预测正确，只得一半分.

提示：

本题是一道考查设计实验方案和预测实验结果能力的题目.从知识结构看，只涉及人与动物生命活动的神经调节、反射及反射孤内容.反射弧通常是由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器五部分组成.     题干中指出“分别电刺激背根与腹根均可引起蛙同侧后肢发生运动反应”，虽然它是证明制备出的标本是完好的，但同时也给我们启示，即用电刺激神经，可引发蛙后肢发生反应.因此我们可以选用电刺激的方法来验证背根具有传入功能，腹根具有传出功能.     由于需要以后肢运动为指标来判断背根是否具有传入功能，腹根是否具有传出功能，因此必须阻断背根或腹根，切断方式可用剪刀剪断，也可以用麻醉药麻醉阻断.     背根或腹根被阻断后，再分别电刺激其向中段和外周段，由于背根含有传入神经，电刺激背根向中段应发生蛙后肢运动反应，电刺激背根外周段不发生运动反应，表明背根有传入功能，没有传出功能.而腹根含有传出神经，电刺激腹根向中段不发生反应，电刺激腹根外周段，发生蛙后肢运动反应，表明腹根具有传出功能，而无传入功能.     设计本实验时必须注意几个问题：(1)阻断背根后，电刺激背根向中段发生后肢运动，还得不出它是传入神经的结论，必须还要再电刺激背根外周段，不发生后肢反应时，表明它没有传出功能，才证明背根是传入神经.如果电刺激背根外周段，后肢也发生运动，则此神经就不仅仅是传入神经而是含有传入神经纤维和传出神经纤维的混合神经.(2)设计实验必须先进行背根实验，再进行腹根实验.如果先做腹根实验，腹根被剪断了，传出神经通路被破坏，再做背根实验时，电刺激背根向中段神经，兴奋沿神经传到中枢，但由于传出通路已断，肢体仍不会运动，所以无法判断背根是否是传入神经.(3)先做背根实验、再做腹根实验时，电刺激腹根外周段，引发肢体运动，即可预测腹根具有传出功能，可以不再用电刺激腹根的向中段，因背根已被剪断.