备课素材：神经和肌肉兴奋过程中钙离子的作用-2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修1

神经和肌肉兴奋过程中钙离子的作用 2019版高中生物学选择性必修一神经调节介绍了 钠离子和钾离子的作用，没有钙离子有关的作用的介绍。 然而在考试中经常会出现相关试题。 那么，神经和肌肉兴奋过程中钙有什么作用？ 钙对神经的作用主要是可以起到稳定神经细胞膜、 降低神经兴奋性、促进神经递质的合成与分泌等作用。 如果缺乏钙元素，容易导致神经兴奋性增加、肌肉痉挛， 甚至产生骨质疏松等情况。 1.降低神经兴奋性 钙离子可以降低神经细胞膜的通透性，减少神经内 的传导速度，降低神经兴奋性，抑制神经递质的合成和 释放，起到镇静神经的作用。 原因是正常时，钙离子可降低细胞膜对钠离子的通 透性。血液中钙盐的含量太低，会使细胞膜对钠离子的 通透性加大，以致出现膜的去极化，引起动作电位而最 终诱发骨骼肌的收缩。 2.促进神经递质的合成与分泌 正常情况下细胞外液钙离子的浓度是细胞内钙离子 浓度的10000倍。神经兴奋的信息传导至肌肉。神经和 肌肉有一个结合部位，叫神经末梢，释放一种递质，叫 乙酰胆碱(Ach)。每释放一个量子的Ach,需要1一4个 钙离子，可见递质的释放与钙离子的浓度是密切相关的。 如果缺钙，可能会导致神经递质合成和释放出现异 常，影响肌肉的收缩功能，同时缺钙也可能会导致腺体 分泌减少，从而引发皮肤干燥、毛发枯萎等情况。 3.钙离子可以参与肌肉收缩 细胞兴奋时钙进入胞浆，胞浆内钙浓度显著增加， 从而引起一系列细胞活动。 当肌肉收缩的信息通过肌细胞膜传递到肌细胞内 时，钙离子的作用就占主导地位了。在肌细胞里有肌质 网，网内存有大量的钙离子，这些钙离子释放到胞浆， 并作用于肌细胞内的肌原纤维，肌原纤维就可以收缩变 短，整个肌细胞也就变短，这就是肌肉的收缩作用。相 反，胞浆内的钙离子被肌质网回收进去时，肌原纤维失 去了钙离子的作用就会舒张变长，整个肌细胞也就变长， 这是肌肉的舒张作用。 因此，钙离子可以参与肌肉收缩，缺钙时会使肌肉 的兴奋性增高，从而出现肌肉痉挛的情况。 例1、如图是由甲、乙、丙三个神经元（部分）构 成的突触结构。神经元兴奋时，Ca2+通道开放，使内 流，由此触发突触小泡前移并释放神经递质。据图分析， 下列叙述正确的是( ,兴奋传导方向 制性是圆 A.乙酰胆碱和5羟色胺在突触后膜上的受体相同 B.乙酰胆碱和5-羟色胺与受体结合后，都能引起突触后膜Na+通道 开放 C若某种抗体与乙酰胆碱受体结合，不会影响甲神经元膜电位的变 化 D.若甲神经元上的C2+通道被抑制，会引起乙神经元膜电位发生变 化 解析：乙酰胆碱和5一羟色氨酸属于不同的神经递 质，受体具有特异性，因此突触后膜上的受体不同，A 错误；5-羟色胺属于抑制性神经递质与受体结合后下一 神经元不会兴奋，不能引起突触后膜Na+通道开放，B 错误；若某种抗体与乙酰胆碱受体结合，只能影响突触 后神经元的兴奋，不会影响甲神经元膜电位的变化，C 正确；若甲神经元上的Ca2+通道被抑制，乙酰胆碱不能 正常释放，不会引起乙神经元膜电位发生变化，D错误。 故答案为C。 例2、研究发现：当神经冲动通过轴突传导到突触 小体时，突触间隙中的Ca2+即进入突触小体内，促使突 触小泡内的神经递质释放到突触间隙中。当神经递质与 突触后膜上的特异性受体结合后，便引起了突触后膜发 生兴奋性或抑制性的变化。在此过程中会发生的生命活 动或现象是() A.突触前膜内的Ca2+浓度不影响兴奋在细胞间传递 B.神经递质与特异性受体结合以后进入突触后膜 C.突触前膜与后膜对离子的通透性均发生了变化 D.突触后膜上会发生电位的变化而产生神经冲动 解析：突触前膜内的Ca2+浓度影响Ca2+进入突触 小体内，因此影响兴奋在细胞间传递，A错误：神经递 质不进入突触后膜，B错误；当神经冲动通过轴突传导 到突触小体时，突触前膜的Ca2+通道开放，释放神经递 质会引起突触后膜对离子的通透性发生变化，C正确； 突触后膜上会发生电位的变化，但不一定产生神经冲动， D错误。故答案为C。