Question

肉毒碱是一种氨基酸衍生物，能抑制兴奋在神经—肌肉接头（类似突触结构）处的传递，使肌肉松弛。某小组为了探究肉毒碱抑制神经—肌肉接头处兴奋传递的作用机制，进行了如下实验：

步骤1：分离家兔胫骨前肌及其相连的神经（神经—肌肉接头处通过乙酰胆碱传递兴奋），在胫骨前肌处安装仪器以记录肌肉张力，给予神经以适宜电刺激并记录肌肉的收缩曲线。

步骤2：在神经—肌肉接头处注射适量的肉毒碱溶液，再给予神经以相同电刺激，记录肌肉收缩曲线的变化情况。

步骤3：停止电刺激并注射适量的乙酰胆碱酯酶（可以分解乙酰胆碱）抑制剂，再给予神经以相同电刺激，记录肌肉收缩曲线的变化情况。

请回答下列问题：

（1）步骤1中，给予适宜电刺激后，神经—肌肉接头处的乙酰胆碱与突触后膜的受体结合，能使突触后膜形成动作电位，其机理是______________________。这一刺激最终引起的肌肉收缩___________（填“属于”或“不属于”）反射。

（2）与步骤1中的肌肉收缩曲线相比，步骤2中的肌肉收缩曲线的幅度变___________（填“大”“小”）。

（3）该小组提出了肉毒碱抑制神经—肌肉接头处兴奋传递的两种作用机制：机制I为肉毒碱作用于突触前膜，抑制了乙酰胆碱的释放；机制Ⅱ为肉毒碱作用于突触后膜，阻止了乙酰胆碱与受体的结合。若肉毒碱的作用机制为机制I，则肉毒碱会使神经—肌肉接头处突触间隙的乙酰胆碱的量___________（填“增加”“减少”或“不变”），而乙酰胆碱酯酶抑制剂会抑制乙酰胆碱的___________（填“合成”或“分解”），使神经—肌肉接头处突触间隙中的乙酰胆碱的量___________（填“增加”“减少”或“不变”），故步骤3的肌肉收缩曲线会___________；若肉毒碱的作用机制为机制Ⅱ，则神经—肌肉接头处突触间隙中的乙酰胆碱的量对突触后膜电位的影响___________，故步骤3的肌肉收缩曲线___________。该小组中有人建议将步骤3中的操作进行更改，可以更好地探究肉毒碱的作用机制，他的建议是_________________________________。

Answer

乙酰胆碱与突触后膜的受体结合后，导致突触后膜的Na+通道开放，Na+大量内流，使膜电位由外正内负变为外负内正 不属于 小 减少 分解 增加 恢复正常（或幅度变大） 不大（或几乎没有） 不能恢复正常（或幅度不变） 将步骤3中注射的乙酰胆碱酯酶抑制剂换成乙酰胆碱

【解析】

神经—肌肉接头的结构相当于突触结构，神经递质同样经突触前膜以胞吐的方式释放，作用于神经肌肉接头的肌细胞膜，并引起肌细胞兴奋或抑制。

（1）乙酰胆碱是兴奋性神经递质，与突触后膜的受体结合后，会导致突触后膜的Na+通道开放，Na+大量内流，使膜电位由外正内负变为外负内正，从而形成动作电位。步骤1中给予的电刺激引起的兴奋未经过完整的反射弧，所以引起的肌肉收缩不属于反射活动。

（2）步骤2中在神经—肌肉接头处注射了肉毒碱溶液，肉毒碱能抑制兴奋在神经—肌肉接头处的传递，故与步骤1中的肌肉收缩曲线相比，步骤2中的肌肉收缩曲线的幅度变小。

（3）若肉毒碱作用于突触前膜，抑制了乙酰胆碱的释放，则会使神经—肌肉接头处突触间隙中的乙酰胆碱的量降低，而步骤3中注射的乙酰胆碱酯酶抑制剂会抑制乙酰胆碱的分解，使神经—肌肉接头处突触间隙中的乙酰胆碱的量升高，从而导致肌肉收缩曲线恢复正常（或幅度变大）；若肉毒碱作用于突触后膜，阻止了乙酰胆碱与受体的结合，则神经—肌肉接头处突触间隙中的乙酰胆碱的量对突触后膜电位的影响不大，故步骤3的肌肉收缩曲线不能恢复正常（或幅度不变）。根据该小组提出的肉毒碱的两种作用机制可知，将步骤3中注射的乙酰胆碱酯酶抑制剂换成乙酰胆碱，可以更好地探究肉毒碱的作用机制属于哪一种。