当细胞外液中钾离子浓度降低时,神经细胞兴奋性降低,主要是因为()A. 静息电位绝对值增大B. 静息电位绝对值减小C. 动作电位幅度减小D. 阈电位上移
A. 静息电位绝对值增大
B. 静息电位绝对值减小
C. 动作电位幅度减小
D. 阈电位上移
题目解答
答案
解析
本题考查的知识点是细胞的静息电位和动作电位以及离子浓度对神经细胞兴奋性的影响。解题的关键在于理解静息电位的形成机制以及钾离子浓度变化对静息电位的影响,进而明确对神经细胞兴奋性的作用。
静息电位的形成机制
静息电位是指细胞在未受刺激时,存在于细胞膜内外两侧的电位差。在安静状态下,细胞膜对钾离子的通透性较大,而对其他离子的通透性相对较小。细胞内的钾离子浓度远高于细胞外,因此钾离子会顺着浓度梯度向细胞外扩散。随着钾离子的外流,细胞内的正电荷减少,而细胞外的正电荷增多,从而形成了外正内负的电位差,即静息电位。静息电位接近于钾离子的平衡电位。
钾离子浓度降低对静息电位的影响
当细胞外液中钾离子浓度降低时,细胞内外钾离子的浓度差增大。根据能斯特方程$E_{K^+}=\frac{RT}{zF}\ln\frac{[K^+]_o}{[K^+]_i}$(其中$E_{K^+}$为钾离子的平衡电位,$R$为气体常数,$T$为绝对温度,$z$为离子价数,$F$为法拉第常数,$[K^+]_o$为细胞外钾离子浓度,$[K^+]_i$为细胞内钾离子浓度),在其他条件不变的情况下,$[K^+]_o$减小,$\frac{[K^+]_o}{[K^+]_i}$的值减小,$\ln\frac{[K^+]_o}{[K^+]_i}$的值也减小,所以钾离子的平衡电位绝对值增大。由于静息电位接近于钾离子的平衡电位,因此静息电位绝对值也增大。
静息电位绝对值增大对神经细胞兴奋性的影响
神经细胞的兴奋性与静息电位和阈电位之间的差值有关。静息电位绝对值增大,意味着静息电位与阈电位之间的差值增大,细胞需要受到更强的刺激才能达到阈电位,从而产生动作电位,所以神经细胞的兴奋性降低。
对各选项的分析
- A选项:如上述分析,细胞外液中钾离子浓度降低时,静息电位绝对值增大,该选项正确。
- B选项:与实际情况不符,细胞外液钾离子浓度降低会使静息电位绝对值增大而不是减小,该选项错误。
- C选项:动作电位幅度主要取决于细胞膜对钠离子的通透性以及细胞内外钠离子的浓度差,与细胞外液中钾离子浓度降低关系不大,该选项错误。
- D选项:阈电位一般是相对稳定的,细胞外液中钾离子浓度降低不会使阈电位上移,该选项错误。