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生物の教科書と問題集の解説が違って混乱しています!誰か教えてください。

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ID非公開さん

2011/10/1423:45:23

生物の教科書と問題集の解説が違って混乱しています!誰か教えてください。

テーマは膜電位の発生する仕組みです。

<教科書> 興奮していない状態の細胞では主にカリウムイオン(プラスの電気を持つ)を通す穴が開いていて、カリウムイオンは濃度が高い細胞の内側から低い外側へと拡散する。このイオンの動きが電流をうみだし細胞の内側がマイナスとなる電位を発生させる。これが静止電位を発生する仕組みである。

<問題集> 静止状態の細胞では能動輸送によってナトリウムイオンをくみ出しカリウムイオンをくみ入れて細胞の内側は外側に対して負になっている。刺激を受けるとNa+が瞬時に流入して細胞内が正になる。この電気的変化が興奮である。

興奮していない状態=静止状態ですよね?教科書では「カリウムイオンは細胞の内側から外側へ」とあるのに、問題集では「カリウムイオンをくみ入れて」とあり、矛盾しています。ただ、「細胞の内側が外側に対し正」というのは二つとも共通しているようです。

よって、静止状態でのカリウムイオンの動きは「内側から外側へ」というのが正しいと思うのですが、この考えであっているでしょうか?

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jib********さん

2011/10/1601:26:32

結論から言うと教科書・問題集ともに正しいです。
ただ、書き方がややこしいですね。教科書はカリウムイオンチャネル(カリウムイオンを通す穴)について述べていて、問題集では
Na⁺/K⁺ATPase(ナトリウム・カリウムエーティーピーアーゼ)、通称ナトリウムポンプについて述べています。
教科書に書いてあることと、問題集に書いてあることは同時に起こっているのです。

まず、細胞にはカリウムイオンチャネル(カリウムイオンを通す穴)と、ナトリウムイオンチャネル(ナトリウムイオンを通す穴)、ナトリウムポンプがあります。

ナトリウムポンプとはエネルギーを消費して、ナトリウムイオンを細胞の外へ、カリウムイオンを細胞の中へ取り込む働きをするものです。

静止状態(興奮していない状態)では、ナトリウムポンプによって細胞内ではカリウムイオンの濃度が高く、細胞外ではカリウムイオンの濃度が低くなっています。また、ナトリウムポンプによって細胞内のナトリウムイオンの濃度が低く、細胞外ではナトリウムイオンの濃度が高くなっています。
これだけだと単純でありがたいのですが、細胞にはカリウムイオンチャネル((カリウムイオンを通す穴)と、ナトリウムイオンチャネル(ナトリウムイオンを通す穴)があります。細胞内外の濃度差により、この穴を通るカリウムイオンとナトリウムイオンの移動が起こります。
つまり、静止状態ではナトリウムポンプによってカリウムイオンは細胞内へ取り込まれ、ナトリウムイオンは細胞外へ汲みだされます。その結果引き起こされる濃度差のため、カリウムイオンの取り込みやナトリウムイオンの汲みだしと同時に細胞膜にあるカリウムイオンチャネル(カリウムイオンが通る穴)を通ってカリウムイオンが内側から外側へと移動します。

細かく正確に言うと静止状態ではカリウムイオンはカリウムイオンを通す穴をとおって細胞外に出るものもあれば、ナトリウムポンプにより細胞内に取り込まれるものもあるのです。ただ、どちらの量が多いかといわれると、ナトリウムポンプにより細胞内に取り込まれるカリウムイオンのほうが多いですけどね。

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質問した人からのコメント

2011/10/18 21:50:15

成功 本当に詳しい回答をありがとうございます!!
この説明が載った問題集があれば良いのにと思います。知恵袋でこんな素晴らしい回答に出会えて本当に有難いです...!
感謝感激です。ありがとうございます!!!

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