题目
静息电位形成的必要条件为()A. 需要刺激B. 细胞具有兴奋性C. 维持细胞膜内高钾D. 细胞膜内外存在Na梯度E. 静息时细胞膜主要对K+通透
静息电位形成的必要条件为()
A. 需要刺激
B. 细胞具有兴奋性
C. 维持细胞膜内高钾
D. 细胞膜内外存在Na梯度
E. 静息时细胞膜主要对K+通透
题目解答
答案
CE
C. 维持细胞膜内高钾
E. 静息时细胞膜主要对K+通透
C. 维持细胞膜内高钾
E. 静息时细胞膜主要对K+通透
解析
本题考查静息电位形成的必要条件,解题思路是依据静息电位的形成机制,分析每个选项与该机制的关联性。
静息电位是细胞在安静状态下(未受刺激)存在于细胞膜内外两侧的电位差,其本质为内负外正。该电位的形成依赖于两个核心生理基础:离子浓度差和膜通透性差异。
- 维持细胞膜内高钾(C):细胞内$K^+$浓度远高于细胞外(约30 - 40倍),这一浓度梯度由钠泵($Na^+-K^+-ATP$酶)主动维持。钠泵每消耗1分子ATP,将3个$Na^+$泵出细胞,同时将2个$K^+$泵入细胞,其反应式可表示为$3Na^+_{内}+2K^+_{外}+ATP\xrightarrow{钠泵}3Na^+_{外}+2K^+_{内}+ADP + Pi$,从而保持细胞内高$K^+$环境。这是$K^+$外流的驱动力来源,若无此浓度差,静息电位无法建立。
- 静息时细胞膜主要对$K^+$通透(E):在静息状态下,细胞膜上存在大量非门控钾漏通道,使$K^+$顺浓度梯度大量外流。根据能斯特方程$E_{K^+}=\frac{RT}{zF}\ln\frac{[K^+]_o}{[K^+]_i}$(其中$R$为气体常数,$T$为绝对温度,$z$为离子价数,$F$为法拉第常数,$[K^+]_o$为细胞外$K^+$浓度,$[K^+]_i$为细胞内$K^+$浓度),$K^+$外流导致膜内正电荷减少,形成内负外正的电位差。虽然$Na^+$、$Cl^-$等离子也有少量渗漏,但其通透性远低于$K^+$,对静息电位影响极小。
- 其他选项分析:
- A 需要刺激:错误。静息电位是细胞未受刺激时的自发状态,刺激是引发动作电位的条件,而非静息电位形成所必需。
- B 细胞具有兴奋性:错误。兴奋性是指细胞对刺激产生动作电位的能力,是功能表现,与静息电位的形成机制无直接因果关系。
- D 细胞膜内外存在$Na^+$梯度:错误。虽然$Na^+$梯度由钠泵维持,但静息电位的形成主要依赖$K^+$梯度和$K^+$通透性,$Na^+$梯度对静息电位影响微弱,不是必要条件。