神経の細胞が興奮していないとき、細胞の膜をはさんだ電位は内側が負に保たれている。…
神経の細胞が興奮していないとき、細胞の膜をはさんだ電位は内側が負に保たれている。この状態が保たれる仕組みとして正しいのはどれか。
- ⑴ 興奮していない間もナトリウムの通り道が開き続けていることで、内側が負に保たれます。ナトリウムの通り道が開くのは興奮したときで、内側は正の方向へ動きます。
- ⑵ 膜はナトリウムを最も通しやすく、ナトリウムが外へ出ていくことで内側が負に保たれます。静止時の膜が最も通しやすいのはカリウムで、ナトリウムは通りにくくなっています。
- ⑶ 膜はカリウムを通しやすく、ポンプが働くことで内側が負に保たれます。静止時はカリウムの通りやすさとポンプの働きによって内側が負に保たれます。
- ⑷ 細胞の内側に塩化物イオンが多く集まっていくことで、内側が負に保たれます。塩化物イオンは外側に多く、静止時の電位を決める主役ではありません。
- ⑸ 膜の外側に蛋白質が多く並んで電気を帯びていることで、内側が負に保たれます。負の電気を帯びた蛋白質は細胞の内側に多く、外側に並んでいるのではありません。
解説
正解は、膜はカリウムを通しやすく、ポンプが働くことで内側が負に保たれるという説明です。細胞の内側にはカリウムが多く、外側にはナトリウムが多い状態が、エネルギーを使うナトリウムとカリウムのポンプによって保たれています。静止しているときの膜はカリウムを通しやすいので、カリウムが濃度の差にしたがって外へ出ようとし、内側に負の電気が残ります。興奮するとナトリウムの通り道が開き、内側は一時的に正の方向へ動きます。
AIが生成したオリジナル問題です。実際の試験問題ではありません。