正答3
解説
正解は3です。
神経細胞の静止膜電位は約−70mVで、刺激を受けると膜電位が急に上がって活動電位が発生します。
この急激な上昇(脱分極)がどのイオンの動きで起こるかが問われています。
【選択肢別解説】
1:× K⁺は細胞外へ流出するもので、活動電位で細胞内へ流入するわけではありません。
2:× K⁺の細胞外への流出は、膜電位を元に戻す再分極に働きます。
急激な上昇には寄与しません。
3:○ Na⁺の細胞内への流入が膜電位の急激な上昇に寄与します。
電位依存性Na⁺チャネルが開き、細胞外に多いNa⁺が一気に流れ込んで膜電位がプラスに転じます。
4:× Na⁺は活動電位の発生時に細胞外へ流出しません。
Na⁺を細胞外へくみ出すのはナトリウム–カリウムポンプで、静止時のイオン濃度差の維持に働きます。
【ポイント】
「脱分極はNa⁺流入、再分極はK⁺流出」と覚えます。
Na⁺は細胞外に多く、K⁺は細胞内に多いという濃度差が活動電位の土台です。