108年:職治-解剖生理
有關鉀離子平衡電位(equilibrium potential)的敘述,下列何者正確?
A鉀離子平衡電位約在+50毫伏特(mV)左右
B鉀離子平衡電位與鈉離子的平衡電位相同
C鉀離子平衡電位指的是細胞內外鉀離子濃度相等時所測得的電位
D在鉀離子平衡電位下,鉀離子進出細胞的淨總量等於零
詳細解析
本題觀念:
鉀離子平衡電位(potassium equilibrium potential, Eₖ)是鉀離子的化學濃度梯度與電場力剛好互相抵銷時的膜電位。此時鉀離子雖然仍可能雙向移動,但向外與向內的移動量相等,因此淨通量為零。細胞內外鉀離子濃度並沒有變成一樣;正常細胞仍維持細胞內鉀離子較高。這種單一離子的平衡電位可用能斯特方程(Nernst equation)估算,標準神經細胞的鉀離子平衡電位約為 −90 mV。符合定義的是 D。
選項分析
- A 約 +50 mV:❌ 鉀離子平衡電位典型為負值,約 −90 mV。+50 至 +60 mV 比較接近鈉離子平衡電位。
- B 與鈉離子平衡電位相同:❌ 不同離子的細胞內外濃度梯度不同,算出的平衡電位也不同。鉀離子濃度細胞內高、細胞外低,所以 Eₖ 為負;鈉離子細胞外高、細胞內低,所以 Eₙₐ 為正。
- C 細胞內外鉀離子濃度相等時測得的電位:❌ 平衡不代表兩側濃度相等。鉀離子的濃度差仍存在,正是這個差異提供向外擴散的化學力量;電位差提供相反的電力量。
- D 在平衡電位下鉀離子的淨進出量為零:✅ 向外擴散的力量與向內吸引的力量相等,兩方向的通量互相抵銷,所以淨鉀離子流為零。
答案解析
答案是 D。可用「兩種力量平衡」理解:細胞內鉀離子較多,濃度梯度會推動鉀離子
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