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なぜ、神経細胞などの膜電位は、膜の内側と外側の濃度勾配によって生じるのでしょうか。説明によるとナトリウムイオンと、カリウムイオンの細胞膜への透過性の違いにより、電位差が生じる、となっているのですが、両方とも陽イオンだし...。高校生にもわかりやすい説明を求む。

●質問者: chgr
●カテゴリ:生活
✍キーワード:イオン カリウム ナトリウム 神経細胞 細胞膜
○ 状態 :終了
└ 回答数 : 7/7件

▽最新の回答へ

1 ● nokio
●10ポイント

http://www.bio.sci.osaka-u.ac.jp/bio_web/lab_page/bioerg/HighSch...

高校生のための生物エネルギー変換学講座

ポンプが細胞膜に存在しているからです。

生化学というジャンルの本に載っていますが、難しいですよね。


2 ● ほんかく
●10ポイント

http://www6.ocn.ne.jp/~bioclubs/kisohen.html

1.細胞の構造と働きについて(抜粋)

(2)細胞膜

性質-半透性:溶媒(水)は通すが、溶質は通さない性質。このため浸透圧が生じる。

*浸透圧・・・全透性の膜(細胞壁)でしきられている場合、物質は、濃度の濃い方から薄い方へ移動します。これを拡散現象といいます。

しかし、半透性の膜でしきられると、溶質は濃度の薄い方へ移動できないので、かわりに水が濃度の濃い方へ移動します。

このとき、濃度の濃い方が水を引っ張り込む力が浸透圧です。この現象は、拡散現象同様、エネルギ-がいりません。

このような移動(輸送)を受動輸送といいます。(エネルギーは要りません)

また細胞膜をはさんで、細胞内と細胞外に分けられます。

細胞内にはカリウムイオンが多く、細胞外にはナトリウムイオンが多く存在しています。

まず、細胞内のカリウムイオンが拡散現象によって細胞外に出ていきます。したがって細胞内の陽イオンが出るので、細胞内は負(-)に荷電します。細胞外では陽イオンが増えるので正(+)に荷電します。

これは細胞が興奮していない時に起こっている現象です。そして細胞内外に電位差が生じます。これを膜電位といいます。

-----------

陽イオンの移動により、膜の内側が外側に比べて陽イオンが少なくなるから、マイナスを帯びて電位差が生じるようです。

膜の内側に陰イオンがあるからではないようです。

◎質問者からの返答

私なりに、イオン量の差が電位差につながるということはわかっていました。問題は何故陽イオンの量的関係が+や-に結びつくのか、と言うことです。


3 ● blueberryjam
●10ポイント

http://www.jhmi.edu/~hshimaza/source/Homeworks/Function_neuron/f...

あまり良い説明を見つけることが出来なかったのですが…。

簡単に言えば、膜自体にイオン透過性はありません。膜にイオンチャネル等のイオンを通す部分があり(膜に埋まっている蛋白質等です)、そこをイオンは通過するのです。濃度勾配を産み出すためにエネルギーを用いて、膜の一方にはナトリウム、一方にはカリウムが高い状態を作ります。濃度勾配を保つため、イオンチャネルは開け閉めされています。あるところが開いたら活動電位が発生し、イオン状態を戻すためにエネルギーを使ってイオンを移動させるのが再分極となります。


4 ● ぺこぽん
●10ポイント

http://www.tmd.ac.jp/artsci/biol/textlife/neuron.htm

Receptor

ここの膜電位の項目が参考になるでしょうか?

◎質問者からの返答

参考になるサイトです。有り難うございました。お気に入りに入れさせていただきました。しかし、生化学の式を提示して高校生が理解できるかは疑問です。それに、これを読んでいると、物理のもっと根本的な問題、つまり、電気が何故生じるかに言ってしまいそうです。


5 ● aki73ix
●35ポイント

http://www.hatena.ne.jp/

はてな

URLはダミーです

カリウムは 電気陰性度 0.8

ナトリウムは 電気陰性度 0.9

です

よって二イオンを近づけるとナトリウムマイナス電位になり電位差を生じます

もっと電気陰性度が離れていると、体内で大きな電流が流れてショックを起こしますからこのくらいがちょうどいいのです(笑)

同じ陽イオン同士でも、場合によっては陰イオンになることもあることがあります

例>水素 炭化水素やカーバイドを構成するときは陰イオン

酸素と結びつくときは陽イオンになりますよね

◎質問者からの返答

なんだかね核心に、近づいてきたような気がします。有り難うございます。


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