備課素材：神經(jīng)和肌肉興奮過(guò)程中鈣離子的作用 高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修1

神經(jīng)和肌肉興奮過(guò)程中鈣離子的作用2019版高中生物學(xué)選擇性必修一神經(jīng)調(diào)節(jié)介紹了鈉離子和鉀離子的作用，沒(méi)有鈣離子有關(guān)的作用的介紹。然而在考試中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)相關(guān)試題。那么，神經(jīng)和肌肉興奮過(guò)程中鈣有什么作用？鈣對(duì)神經(jīng)的作用主要是可以起到穩(wěn)定神經(jīng)細(xì)胞膜、降低神經(jīng)興奮性、促進(jìn)神經(jīng)遞質(zhì)的合成與分泌等作用。如果缺乏鈣元素，容易導(dǎo)致神經(jīng)興奮性增加、肌肉痙攣，甚至產(chǎn)生骨質(zhì)疏松等情況。1.降低神經(jīng)興奮性鈣離子可以降低神經(jīng)細(xì)胞膜的通透性，減少神經(jīng)內(nèi)的傳導(dǎo)速度，降低神經(jīng)興奮性，抑制神經(jīng)遞質(zhì)的合成和釋放，起到鎮(zhèn)靜神經(jīng)的作用。原因是正常時(shí),鈣離子可降低細(xì)胞膜對(duì)鈉離子的通透性。血液中鈣鹽的含量太低，會(huì)使細(xì)胞膜對(duì)鈉離子的通透性加大，以致出現(xiàn)膜的去極化，引起動(dòng)作電位而最終誘發(fā)骨骼肌的收縮。2.促進(jìn)神經(jīng)遞質(zhì)的合成與分泌正常情況下細(xì)胞外液鈣離子的濃度是細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度的10000倍。神經(jīng)興奮的信息傳導(dǎo)至肌肉。神經(jīng)和肌肉有一個(gè)結(jié)合部位，叫神經(jīng)末梢，釋放一種遞質(zhì)，叫乙酰膽堿(Ach)。每釋放一個(gè)量子的Ach，需要1—4個(gè)鈣離子，可見(jiàn)遞質(zhì)的釋放與鈣離子的濃度是密切相關(guān)的。如果缺鈣，可能會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)遞質(zhì)合成和釋放出現(xiàn)異常，影響肌肉的收縮功能，同時(shí)缺鈣也可能會(huì)導(dǎo)致腺體分泌減少，從而引發(fā)皮膚干燥、毛發(fā)枯萎等情況。3.鈣離子可以參與肌肉收縮細(xì)胞興奮時(shí)鈣進(jìn)入胞漿，胞漿內(nèi)鈣濃度顯著增加，從而引起一系列細(xì)胞活動(dòng)。當(dāng)肌肉收縮的信息通過(guò)肌細(xì)胞膜傳遞到肌細(xì)胞內(nèi)時(shí)，鈣離子的作用就占主導(dǎo)地位了。在肌細(xì)胞里有肌質(zhì)網(wǎng)，網(wǎng)內(nèi)存有大量的鈣離子，這些鈣離子釋放到胞漿，并作用于肌細(xì)胞內(nèi)的肌原纖維，肌原纖維就可以收縮變短，整個(gè)肌細(xì)胞也就變短，這就是肌肉的收縮作用。相反，胞漿內(nèi)的鈣離子被肌質(zhì)網(wǎng)回收進(jìn)去時(shí)，肌原纖維失去了鈣離子的作用就會(huì)舒張變長(zhǎng)，整個(gè)肌細(xì)胞也就變長(zhǎng)，這是肌肉的舒張作用。因此，鈣離子可以參與肌肉收縮，缺鈣時(shí)會(huì)使肌肉的興奮性增高，從而出現(xiàn)肌肉痙攣的情況。例1、如圖是由甲、乙、丙三個(gè)神經(jīng)元（部分）構(gòu)成的突觸結(jié)構(gòu)。神經(jīng)元興奮時(shí)，Ca2+通道開(kāi)放，使內(nèi)流，由此觸發(fā)突觸小泡前移并釋放神經(jīng)遞質(zhì)。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是（）A.乙酰膽堿和5-羥色胺在突觸后膜上的受體相同B.乙酰膽堿和5-羥色胺與受體結(jié)合后，都能引起突觸后膜Na+通道開(kāi)放C.若某種抗體與乙酰膽堿受體結(jié)合，不會(huì)影響甲神經(jīng)元膜電位的變化D.若甲神經(jīng)元上的Ca2+通道被抑制，會(huì)引起乙神經(jīng)元膜電位發(fā)生變化解析：乙酰膽堿和5一羥色氨酸屬于不同的神經(jīng)遞質(zhì)，受體具有特異性，因此突觸后膜上的受體不同，A錯(cuò)誤；5-羥色胺屬于抑制性神經(jīng)遞質(zhì)與受體結(jié)合后下一神經(jīng)元不會(huì)興奮，不能引起突觸后膜Na+通道開(kāi)放，B錯(cuò)誤；若某種抗體與乙酰膽堿受體結(jié)合，只能影響突觸后神經(jīng)元的興奮，不會(huì)影響甲神經(jīng)元膜電位的變化，C正確；若甲神經(jīng)元上的Ca2+通道被抑制，乙酰膽堿不能正常釋放，不會(huì)引起乙神經(jīng)元膜電位發(fā)生變化，D錯(cuò)誤。故答案為C。例2、研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)神經(jīng)沖動(dòng)通過(guò)軸突傳導(dǎo)到突觸小體時(shí)，突觸間隙中的Ca2+即進(jìn)入突觸小體內(nèi)，促使突觸小泡內(nèi)的神經(jīng)遞質(zhì)釋放到突觸間隙中。當(dāng)神經(jīng)遞質(zhì)與突觸后膜上的特異性受體結(jié)合后，便引起了突觸后膜發(fā)生興奮性或抑制性的變化。在此過(guò)程中會(huì)發(fā)生的生命活動(dòng)或現(xiàn)象是?（

）A.突觸前膜內(nèi)的Ca2+濃度不影響興奮在細(xì)胞間傳遞B.神經(jīng)遞質(zhì)與特異性受體結(jié)合以后進(jìn)入突觸后膜C.突觸前膜與后膜對(duì)離子的通透性均發(fā)生了變化D.突觸后膜上會(huì)發(fā)生電位的變化而產(chǎn)生神經(jīng)沖動(dòng)解析：突觸前膜內(nèi)的Ca2+濃度影響Ca2+進(jìn)入突觸小體內(nèi)，因此影響興奮在細(xì)胞間傳遞，A錯(cuò)誤；神經(jīng)遞質(zhì)不進(jìn)入突觸后膜，B錯(cuò)誤；當(dāng)神經(jīng)沖動(dòng)通過(guò)軸突傳導(dǎo)到突觸小體時(shí)