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115年:營養營養學(2)

關於細胞內外體液平衡的敘述，下列何者錯誤？

A在體內，水會從溶質濃度較低的區域移動到較高的區域
B細胞內液中，鉀離子是主要的陽離子
C細胞內液與外液主要透過細胞膜上的sodium-potassium ATPase pumps保持電荷平衡
D細胞內液中，碳酸氫根是主要的陰離子

詳細解析

本題觀念

這題考的是細胞內液（ICF）與細胞外液（ECF）的電解質組成差異，以及滲透作用與鈉鉀幫浦的基本原理。人體體液中的離子分布有嚴格的「內外之別」：細胞內以鉀離子和磷酸根為主，細胞外以鈉離子、氯離子和碳酸氫根為主，兩者透過鈉鉀幫浦（Na⁺/K⁺-ATPase）維持動態平衡。搞清楚哪些離子「住在」細胞內、哪些「住在」細胞外，是理解體液平衡的基礎。

選項分析

A. 在體內，水會從溶質濃度較低的區域移動到較高的區域 ✅ 正確。這就是滲透作用的定義：水分子會透過半透膜，從溶質濃度低的一側往溶質濃度高的一側移動，目的是讓兩側濃度趨於平衡。

B. 細胞內液中，鉀離子是主要的陽離子 ✅ 正確。體內約 98% 的鉀離子集中在細胞內液，K⁺ 是 ICF 最主要的陽離子；相對地，鈉離子（Na⁺）是細胞外液的主要陽離子。

C. 細胞內液與外液主要透過細胞膜上的 sodium-potassium ATPase pumps 保持電荷平衡 ✅ 正確。Na⁺/K⁺-ATPase 每消耗一個 ATP，會把 3 個 Na⁺ 泵出細胞、2 個 K⁺ 泵入細胞，建立並維持細胞膜兩側的離子濃度梯度與膜電位，是維持細胞內外電解質差異的關鍵機制。

D. 細胞內液中，碳酸氫根是主要的陰離子 ❌ 錯誤。細胞內液的主要陰離子是磷酸根（HPO₄²⁻）和蛋白質，而非碳酸氫根（HCO₃⁻）。碳酸氫根主要存在於細胞外液，是 ECF 中重要的酸鹼緩衝離子。

答案解析

本題答案為 D。選項 D 把碳酸氫根（HCO₃⁻）說成細胞內液的主要陰離子，這是錯誤的。根據生理學教科書，細胞內液的主要陰離子是磷酸根（HPO₄²⁻）與蛋白質（Pr⁻），碳酸氫根則主要分布在細胞外液中，擔任酸鹼緩衝的角色。

簡單記憶口訣：「內鉀磷、外鈉氯」，鉀離子和磷酸根是細胞內的主角，鈉離子和氯離子（以及碳酸氫根）是細胞外的主角。

核心知識點

  • 細胞內液主要陽離子：K⁺；主要陰離子：HPO₄²⁻、蛋白質
  • 細胞外液主要陽離子：Na⁺；主要陰離子：Cl⁻、HCO₃⁻
  • Na⁺/K⁺-ATPase 每次泵出 3 Na⁺、泵入 2 K⁺，維持膜電位
  • 滲透作用：水從低滲透壓往高滲透壓方向移動

參考資料

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