Question

【題目】已知神經細胞膜、肌肉細胞膜兩側離子的分布不平衡。下表表示的是哺乳動物肌肉細胞在靜息狀態下，細胞內外離子濃度大小（單位：mmol/L）

離子種類	Na＋	K＋	其他陽離子	其他陰離子
細胞內部	10	140	a	c
細胞外部	150	4	b	d

（1）從表格信息可以看出，細胞外液的滲透壓主要是由________來維持。

（2）研究發現靜息電位的產生主要是K＋外流形成的，若用蛋白酶處理細胞膜，K＋不再透過細胞膜，據此可推導出細胞內K＋跨膜運輸的方式是____________。

（3）靜息狀態下，細胞內外離子濃度能維持上述水平，其主要的原因是細胞膜上_____的種類和數量限制了離子的出入。

（4）下圖表示神經細胞接受刺激產生動作電位過程中，膜電位的變化及細胞對Na＋和K＋的通透性情況。

①接受刺激時，細胞膜對Na＋、K＋的通透性分別發生了怎樣的變化?_____________。

②根據該過程中膜電位的變化和離子通透性的變化可以推測，動作電位的產生主要是由哪種離子如何變化造成的? ____。

Answer 1

【答案】Na＋ 協助擴散 載體 對Na＋的通透性迅速增加，并且增加的幅度較大 對K＋的通透性緩慢增加，并且增加的幅度較小。 Na＋通過細胞膜快速內流。

【解析】

神經纖維未受刺激時，細胞膜內外的電荷分布情況是外正內負，當某一部位受刺激時，其膜電位變為外負內正，即靜息時，K＋外流造成膜兩側的電位表現為內負外正，受刺激時，Na＋內流，造成膜兩側的電位表現為外負內正。

（1）從表格信息可以看出，細胞外液的滲透壓主要是由Na＋來維持，細胞內液的滲透壓主要是由K＋來維持的。

（2）若用蛋白酶處理細胞膜，使細胞膜上的蛋白質失去作用，K＋不再透過細胞膜，據此可推導出K＋外流需要載體蛋白的協助，故細胞內K＋跨膜運輸的方式是協助擴散。

（3）因為Na＋和K＋出入細胞都需要載體蛋白的協助，所以受細胞膜上載體蛋白的種類和數量限制。

（4）據題意可知：神經細胞接受刺激時，細胞膜對Na＋的通透性迅速增加，并且增加的幅度較大，對K＋的通透性緩慢增加，并且增加的幅度較小，因為Na＋通過膜快速內流，導致膜內變為正電，膜外變為負電。

①故接受刺激時，細胞膜對Na＋、K＋的通透性變化為：對K＋的通透性緩慢增加，并且增加的幅度較小。

②根據該過程中膜電位的變化和離子通透性的變化可以推測，動作電位的產生主要是由Na＋離子大量內流造成的。