题目
细胞外高钾时A. 动作电位幅度变大B. 动作电位幅度减小C. 动作电位幅度不变D. 细胞膜超极化E. 细胞静息电位不变
细胞外高钾时
A. 动作电位幅度变大
B. 动作电位幅度减小
C. 动作电位幅度不变
D. 细胞膜超极化
E. 细胞静息电位不变
题目解答
答案
B. 动作电位幅度减小
解析
考查要点:本题主要考查细胞外钾离子浓度变化对动作电位的影响,涉及静息电位的形成机制及动作电位的产生原理。
解题核心思路:
- 静息电位与细胞外钾离子的关系:静息电位主要由钾离子外流形成,其大小可通过Nernst方程计算。当细胞外钾离子浓度升高时,静息电位的绝对值会减小(即去极化)。
- 动作电位幅度的决定因素:动作电位的幅度由钠离子内流的总量决定,而钠离子的内流驱动力与静息电位与钠平衡电位的差值相关。静息电位去极化会降低这一差值,从而减少钠内流,导致动作电位幅度减小。
破题关键点:
- 明确细胞外高钾对静息电位的影响(去极化)。
- 理解静息电位变化如何影响钠通道的开放驱动力。
细胞外高钾对动作电位的影响:
-
静息电位的变化:
根据Nernst方程,静息电位(主要由K+外流决定)的计算公式为:
$E_K = \frac{RT}{F} \ln \frac{[K^+]_{\text{out}}}{[K^+]_{\text{in}}}$
当细胞外钾离子浓度($[K^+]_{\text{out}}$)升高时,$E_K$增大,静息电位的绝对值减小(即膜电位更接近阈电位)。 -
动作电位幅度的决定因素:
动作电位的去极化阶段由钠离子内流驱动,钠内流的驱动力为:
$\text{驱动力} = E_Na - V_{\text{静息}}$
静息电位去极化后,$V_{\text{静息}}$增大,导致驱动力减小,钠内流减少,动作电位幅度降低。
选项分析:
- B选项正确:动作电位幅度减小(钠内流减少)。
- 其他选项错误:
- A:动作电位幅度变大(与驱动力减小矛盾)。
- C:动作电位幅度不变(未考虑静息电位变化的影响)。
- D:细胞膜超极化(超极化是动作电位复极化后的状态,与高钾整体影响无关)。
- E:细胞静息电位不变(与Nernst方程矛盾)。