Дано:
Изначально 50% ионов калия внутри гигантского аксона кальмара были заменены на натрий
Найти:
Величину мембранного потенциала покоя аксона кальмара
Решение:
После замены части ионов калия на натрий, концентрация K+ станет 0.5 * 50 = 25 ммоль/л, а Na+ увеличится на 25 ммоль/л.
Используем уравнение Нернста для K+ и Na+ для расчета мембранного потенциала:
V_K = RT/zF * ln(C_K_out/C_K_in)
V_Na = RT/zF * ln(C_Na_out/C_Na_in)
Для K+ z = 1, для Na+ z = 1. Примем T = 298 К. Постоянная газа R = 8.314 Дж/(моль·К), постоянная Фарадея F = 96485 Кл/моль.
Вычислим V_K:
V_K = 8.314 * 298 / (1 * 96485) * ln(10/25) ≈ -0.081 В
Вычислим V_Na:
V_Na = 8.314 * 298 / (1 * 96485) * ln(75/50) ≈ 0.044 В
Мембранный потенциал покоя будет равен сумме потенциалов K+ и Na+:
V = V_K + V_Na ≈ -0.037 В
Ответ:
Величина мембранного потенциала покоя аксона кальмара после замены ионов составляет примерно -37 мВ.