题目
【单选题】逐渐增加细胞外液中 K + 浓度,静息电位将A. 逐渐减小B. 逐渐增大C. 不变D. 先增大后减小E. 先减小后增大
【单选题】逐渐增加细胞外液中 K + 浓度,静息电位将
A. 逐渐减小
B. 逐渐增大
C. 不变
D. 先增大后减小
E. 先减小后增大
题目解答
答案
A. 逐渐减小
解析
本题考查的知识点是静息电位的形成机制以及细胞外液中钾离子浓度对静息电位的影响。解题思路是先明确静息电位的形成主要与钾离子的外流有关,然后分析细胞外液中钾离子浓度变化对钾离子外流的影响,进而得出对静息电位的影响。
详细解析
- 静息电位的形成机制:
静息电位是指细胞在未受刺激时,存在于细胞膜内外两侧的电位差。在安静状态下,细胞膜对$K^+$的通透性较大,对$Na^+$的通透性较小。细胞内的$K^+$浓度远高于细胞外,因此$K^+$会顺着浓度梯度向细胞外扩散。随着$K^+$的外流,细胞内正电荷减少,细胞外正电荷增多,形成了内负外正的电位差。当促使$K^+$外流的浓度差与阻止$K^+$外流的电位差达到平衡时,$K^+$的净移动为零,此时的电位差称为$K^+$平衡电位,静息电位接近于$K^+$平衡电位。
根据能斯特方程,$K^+$平衡电位$E_{K}$的计算公式为:$E_{K}=\frac{RT}{zF}\ln\frac{[K^+]_o}{[K^+]_i}$,其中$R$是气体常数($8.314\space J/(mol\cdot K)$),$T$是绝对温度($K$),$z$是离子的化合价($K^+$的$z = 1$),$F$是法拉第常数($96485\space C/mol$),$[K^+]_o$是细胞外$K^+$浓度,$[K^+]_i$是细胞内$K^+$浓度。 - 细胞外液中$K^+$浓度增加对静息电位的影响:
当逐渐增加细胞外液中$K^+$浓度时,即$[K^+]_o$增大。从能斯特方程可以看出,$\frac{[K^+]_o}{[K^+]_i}$的值增大,$\ln\frac{[K^+]_o}{[K^+]_i}$的值也增大,但由于$E_{K}$前面有负号(因为$K^+$外流形成内负外正电位),所以$E_{K}$的绝对值减小。因为静息电位接近于$K^+$平衡电位,所以静息电位的绝对值也逐渐减小,也就是静息电位逐渐减小。