107年:物治基礎(2)
當一個神經細胞的膜電位( membrane potential )等於鈉離子( sodium ions )的平衡電位( equilibrium potential )時,下列何現象最有可能發生?
A鈉離子會依循電化學梯度( electrochemical gradient )往細胞內流動
B鈉離子會依循電化學梯度( electrochemical gradient )往細胞外流動
C因為在鈉離子的平衡電位,鉀離子的淨流量( net flux )等於零
D因為在鈉離子的平衡電位,鈉離子的淨流量( net flux )等於零
詳細解析
本題觀念:
本題考查神經細胞電生理的核心概念——離子的平衡電位(equilibrium potential)與 Nernst 方程式。平衡電位是指某離子的電化學梯度(electrochemical gradient)恰好為零、淨流量(net flux)等於零時的膜電位。
選項分析
(A) 鈉離子會依循電化學梯度往細胞內流動 錯誤。「依循電化學梯度流動」代表有淨移動,但在平衡電位時電化學梯度合力為零,不存在淨方向性流動。
(B) 鈉離子會依循電化學梯度往細胞外流動 錯誤。同理,平衡電位時無淨流動,更無方向性淨移動。
(C) 因為在鈉離子的平衡電位,鉀離子的淨流量等於零 錯誤。鉀離子的淨流量是否為零,取決於膜電位是否等於鉀離子的平衡電位(),與鈉離子的平衡電位()無關。
(D) 因為在鈉離子的平衡電位,鈉離子的淨流量等於零 正確。 這正是平衡電位的定義:當膜電位等於某離子的平衡電位時,濃度梯度(驅動離子進入)與電位梯度(驅動離子流出)大小相等、方向相反,電化學梯度合力為零,該離子的淨流量 = 0。
答案解析
Nernst 方程式計算某離子的平衡電位():
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