專技高考-醫師(一)醫學(一)(包括生物化學、解剖學、胚胎及發育生物學、組織學、生理學等科目知識及其臨床之應用)110 年第 53 題單選題
假設氯離子的平衡電位為 –70 mV ,鉀離子的平衡電位為 –80 mV ,靜止膜電位是 –75 mV ,在這種情況下打開氯離子或鉀離子通道,細胞膜電位會如何改變?
A打開氯離子通道會去極化,打開鉀離子通道會過極化正確答案
B打開氯離子通道會過極化,打開鉀離子通道會去極化
C打開氯離子通道或鉀離子通道皆會去極化
D打開氯離子通道或鉀離子通道皆會過極化
A正確答案
離子通道打開時,膜電位會朝該離子的平衡電位移動。Cl⁻ 平衡電位(-70)比靜止(-75)高→去極化;K⁺ 平衡電位(-80)比靜止(-75)低→過極化。
為什麼答案是 A
E_Cl = -70 mV > Vm = -75 mV,開 Cl⁻ 通道使膜電位朝 -70 移動,變得較正 → 去極化;E_K = -80 mV < Vm = -75 mV,開 K⁺ 通道使膜電位朝 -80 移動,變得更負 → 過極化。完全符合 Goldman 方程概念。
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完整詳解
Pro · 無限重點 離子通道打開時,膜電位會朝該離子的平衡電位移動。Cl⁻ 平衡電位(-70)比靜止(-75)高→去極化;K⁺ 平衡電位(-80)比靜止(-75)低→過極化。
口訣:「膜電位追著平衡電位跑」。比較 E_ion 與 Vm:E較高→去極化、E較低→過極化。
逐選項分析
A✓ 正確
E_Cl = -70 mV > Vm = -75 mV,開 Cl⁻ 通道使膜電位朝 -70 移動,變得較正 → 去極化;E_K = -80 mV < Vm = -75 mV,開 K⁺ 通道使膜電位朝 -80 移動,變得更負 → 過極化。完全符合 Goldman 方程概念。
B✕ 陷阱
方向顛倒。許多人直覺認為 Cl⁻ 是負離子進入就過極化、K⁺ 外流就過極化,但此題 Cl⁻ 平衡電位(-70)比靜止電位(-75)還「正」,反而會讓膜去極化。關鍵在比較平衡電位與靜止膜電位的相對位置,而非離子電荷。
C✕
K⁺ 平衡電位(-80)低於靜止膜電位(-75),開通道後膜電位會往 -80 靠近,變得更負 → 過極化,不是去極化。
D✕
Cl⁻ 平衡電位(-70)高於靜止膜電位(-75),開通道後膜電位會往 -70 靠近,變得較正 → 去極化,不是過極化。
離子通道開啟對膜電位影響
| 離子 | 平衡電位 | 與Vm(-75)比較 | 通道開啟效果 |
|---|
| Cl⁻ | -70 mV | 較正(高) | 去極化 (Vm↑至-70) |
| K⁺ | -80 mV | 較負(低) | 過極化 (Vm↓至-80) |
最大陷阱是用「離子電荷」直覺判斷:以為 Cl⁻ 進細胞→過極化、K⁺ 出細胞→過極化。正確做法是比較「離子平衡電位 vs 靜止膜電位」,膜電位一律朝平衡電位移動。本題 Cl⁻ 平衡電位比靜止電位正,因此反而造成去極化,這是神經生理學最經典的觀念題型。
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