备课素材：Ca2+的含量太低，为什么会出现抽搐-2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

Ca2+的含量太低，为什么会出现抽搐 人教2019版高中生物学教材必修1第22页中提及“哺乳动物的 血液中必须含有一定量的Ca2+。如果Ca2+的含量太低，动物会出现抽 搐等症状”： @ Mg是构成叶绿素的元素，e是构成血红素的元素。P是 播入食茫过多或过少会对入 组成细胞膜、细胞核的重要成分，也是细胞必不可少的许多 体健康造成忽样的鬼害？请查我 化合物的成分。N台、C等离子对于生命活动也是必不可少 资料。寻我然鬼。 的。例如，人体内N峡乏会引起神经、肌肉细胞的兴奋性 降低，最终引发肌肉酸痛、无力等。因此，当大量出汗排出 过多的无机盐后，应多喝淡盐水，哺乳动物的血液中必须召 有一定量的C”,如果C的含量太低，动物会出现抽搐等 症状园此外，生物体内的某些无机盐离子，必须保持一定的 量，这对维持细胞的酸碱平衡也非常重要。可见，许多种无 机盐对维持细胞和生物体的生命活动都有重要作用。 这是学生比较难以理解的现象，但是却与高考中物质跨膜运输及 神经兴奋传导等知识紧密相关，也是非常有可能被高考命题人员利用 来创设情境考查学生科学思维、科学探究能力的。 血钙含量低会引起抽搐主要是因为Ca2+浓度低引起人体神经-肌 肉兴奋性增高所致。 那么，为什么神经-肌肉兴奋性会增高呢？ 这与Na+Ca+交换蛋白有关。在肌细胞膜上除存在钙泵外还存在 Na+Ca2+交换蛋白，Na-Ca2+交换蛋白以3个Na+交换1个Ca2+的形式 对细胞内外的Na*、Ca2+进行双相转运。NaCa2+交换蛋白的活性主要 受跨膜Na+浓度的调节，此外还受Ca2+、ATP、Mg2+、Ht浓度的影响。 一般生理条件下是将细胞内的C+运出细胞，与细胞膜钙泵共同发挥 作用，维持心肌细胞静息状态所需的低Ca2+浓度。外的Ca2+浓度低时， 通过Ca2*通道流入细胞内的Ca2+的速率降低，使细胞内的Ca2+总量下 降，细胞膜钙泵与Na-C+交换蛋白的功能都受到抑制，运出细胞的 Ca2+量减少，运人细胞内的Na量也随之减少，细胞内的Na浓度也随 之降低。 因此，细胞外的低Ca2+浓度环境会导致细胞内形成低Na浓度环 境。因此，当神经、肌肉细胞受到刺激时，更易通过Na通道发生Na +内流，引发兴奋。Na和Ca2+都带正电荷，所以细胞外的Ca2+内流对 Na+内流有竞争性抑制作用，也就是“膜屏障作用”。 当处于细胞外低Ca2+浓度环境时，Ca2+的膜屏障作用减弱，Na*内 流增多，细胞兴奋性增高。C+还影响着细胞的阈电位，当细胞外的 C2+浓度降低时，会导致发生动作电位的阈值降低，更易于引发神经 肌肉兴奋。 肌细胞兴奋-收缩耦联关键因子“C2*”并没有因为细胞外低 C+浓度环境而减少，因为肌细胞有丰富的肌质网，肌质网被称为 “钙库”，其内储存有丰富的Ca2+,可以迅速增加肌细胞内的Ca2+浓 度，引发兴奋-收缩耦联肌肉收缩。 因此，低血钙时较小的刺激都会引起神经细胞兴奋，使肌细胞频繁地 收缩，出现肌肉抽搐痉挛现象：高血钙时则表现为神经肌肉的兴奋度 低、肌无力。 例、人体内血钙浓度低于0.01g/100m1时，外界只要有轻微刺激， 神经肌肉就会出现强烈的抽搐。这一事例说明钙在人体内的重要作用 之一是 A、维持细胞和生物体体生命活动 B、调节内环境的酸碱平衡 C、神经细胞的重要组成成分 D、维持细胞正常渗透压 【答案】A 【解析】试题分析：无机盐对生物体非常重要。依题意，人体内 血钙浓度低于0.01g/100m1时，外界只要有轻微刺激，神经肌肉就会 出现强烈的抽搐，即较低的血钙浓度会影响神经肌肉细胞的生命活 动，说明钙在人体内的重要作用之一是维持细胞和生物体体生命活 动，故A正确。