(1)鉀離子外流——相當於協助擴散 (2)吸收鉀離子——主動運輸 以上兩項都發生,維持靜息電位時鉀離子外流,主動運輸攝取鉀離子可以保證能夠有足夠的鉀離子外流,同時也能調節細胞的滲透壓。
不管細胞是否處於靜息狀態,都會發生相應離子的進出。
由【靜息】電位變成【動作】電位的時候離子運輸方式:主要是鈉離子內流——相當於協助擴散。
【總結】維持靜息電位時的鉀離子外流,以及由動作電位恢復為靜息電位時鉀離子外流,都是鉀離子通道開放,相當於協助擴散; 產生動作電位時的鈉離子外流,是鈉離子通道開放,也是相當於協助擴散; 若涉及“鈉—鉀泵”作用下的吸鉀排鈉,是主動運輸。
【典例】(2011年浙江理綜第3題)在離體實驗條件下單條神經纖維的動作電位示意圖如下。
下列敘述正確的是( ) A.a-b段的Na+內流是需要消耗能量的 B.b-c段的Na+外流是不需要消耗能量的 C.c-d段的K+外流是不藉要消耗能量的 D.d-e段的K+內流是需要消耗能量的 【答案】C 【解析】據圖所示,a點之前為靜息電位,即為極化狀態,由K+外流所致,此時的外流是簡單擴散,不消耗能量;a-b段是去極化的過程,由Na+內流所致,屬於簡單擴散,不消耗能量;b-c段是反極化至最大動作電位的過程(c點是動作電位的峰值),其實質仍然是Na+內流;c-d段是從最大動作電位恢復的過程,實質與d-e段相同,為K+外流所致,屬於簡單擴散,不消耗能量。
【閱讀參考】“鈉—鉀泵”也稱鈉鉀轉運體,又稱鈉—鉀依賴ATP酶。
科學研究表明,“鈉—鉀泵”普遍存在於動物的各種細胞上,其實際上是鑲嵌在細胞膜磷脂雙分子層中具有腺苷三磷酸酶(ATP酶)活性的一種特異性蛋白質,在Mg2+存在的條件下可被膜外的K+或膜內的Na+所啟用。
“鈉—鉀泵”被啟用後分解ATP並釋放能量,用於轉運Na+和K+。
一般認為,“鈉—鉀泵”每分解一個ATP分子,即可排出三個Na+和攝入兩個K+,Na+的泵出和的K+泵入兩個過程是偶聯在一起的。
可以說,細胞代謝活動不停止,“鈉—鉀泵”就要不停的發揮其轉運離子的作用。
由於有直接能源物質ATP的消耗,因此,“鈉—鉀泵”參與下的離子運輸屬於主動運輸。
“鈉—鉀泵”的存在,造成膜兩側的Na+、K+不均勻分佈,因此,分別有向膜內或膜外擴散的趨勢,能否擴散及擴散通透量的大小決定於膜的相應離子通道開放的情況,即膜對相應離子的通透性的高低,這是靜息電位和動作電位的離子基礎。
概括來說,靜息電位和動作電位的形成,以“鈉—鉀泵”的參與作為基礎,但是在膜電位的表現上,靜息電位主要取決於K+外流,而動作電位主要取決於Na+內流。
由於涉及離子通道的開放,維持靜息電位時的K+外流和產生動作電位時的Na+內流在跨膜運輸的方式上相當於協助擴散,不消耗能量。
(1)鉀離子外流——相當於協助擴散 (2)吸收鉀離子——主動運輸 以上兩項都發生,維持靜息電位時鉀離子外流,主動運輸攝取鉀離子可以保證能夠有足夠的鉀離子外流,同時也能調節細胞的滲透壓。
不管細胞是否處於靜息狀態,都會發生相應離子的進出。
由【靜息】電位變成【動作】電位的時候離子運輸方式:主要是鈉離子內流——相當於協助擴散。
【總結】維持靜息電位時的鉀離子外流,以及由動作電位恢復為靜息電位時鉀離子外流,都是鉀離子通道開放,相當於協助擴散; 產生動作電位時的鈉離子外流,是鈉離子通道開放,也是相當於協助擴散; 若涉及“鈉—鉀泵”作用下的吸鉀排鈉,是主動運輸。
【典例】(2011年浙江理綜第3題)在離體實驗條件下單條神經纖維的動作電位示意圖如下。
下列敘述正確的是( ) A.a-b段的Na+內流是需要消耗能量的 B.b-c段的Na+外流是不需要消耗能量的 C.c-d段的K+外流是不藉要消耗能量的 D.d-e段的K+內流是需要消耗能量的 【答案】C 【解析】據圖所示,a點之前為靜息電位,即為極化狀態,由K+外流所致,此時的外流是簡單擴散,不消耗能量;a-b段是去極化的過程,由Na+內流所致,屬於簡單擴散,不消耗能量;b-c段是反極化至最大動作電位的過程(c點是動作電位的峰值),其實質仍然是Na+內流;c-d段是從最大動作電位恢復的過程,實質與d-e段相同,為K+外流所致,屬於簡單擴散,不消耗能量。
【閱讀參考】“鈉—鉀泵”也稱鈉鉀轉運體,又稱鈉—鉀依賴ATP酶。
科學研究表明,“鈉—鉀泵”普遍存在於動物的各種細胞上,其實際上是鑲嵌在細胞膜磷脂雙分子層中具有腺苷三磷酸酶(ATP酶)活性的一種特異性蛋白質,在Mg2+存在的條件下可被膜外的K+或膜內的Na+所啟用。
“鈉—鉀泵”被啟用後分解ATP並釋放能量,用於轉運Na+和K+。
一般認為,“鈉—鉀泵”每分解一個ATP分子,即可排出三個Na+和攝入兩個K+,Na+的泵出和的K+泵入兩個過程是偶聯在一起的。
可以說,細胞代謝活動不停止,“鈉—鉀泵”就要不停的發揮其轉運離子的作用。
由於有直接能源物質ATP的消耗,因此,“鈉—鉀泵”參與下的離子運輸屬於主動運輸。
“鈉—鉀泵”的存在,造成膜兩側的Na+、K+不均勻分佈,因此,分別有向膜內或膜外擴散的趨勢,能否擴散及擴散通透量的大小決定於膜的相應離子通道開放的情況,即膜對相應離子的通透性的高低,這是靜息電位和動作電位的離子基礎。
概括來說,靜息電位和動作電位的形成,以“鈉—鉀泵”的參與作為基礎,但是在膜電位的表現上,靜息電位主要取決於K+外流,而動作電位主要取決於Na+內流。
由於涉及離子通道的開放,維持靜息電位時的K+外流和產生動作電位時的Na+內流在跨膜運輸的方式上相當於協助擴散,不消耗能量。