Какова разница в потенциале на мембране в случае пассивного транспорта, учитывая концентрацию ионов (ммоль/л) между

Ягодка

25

Для начала давайте определим, что такое пассивный транспорт и потенциал на мембране клетки.

Пассивный транспорт - это процесс перемещения молекул через мембрану без энергозатрат со стороны клетки. Он основан на разнице концентрации веществ по разные стороны мембраны.

Потенциал на мембране клетки - это электрическое напряжение, создаваемое различием в концентрации заряженных частиц, таких как ионы, между внутренней и внешней сторонами мембраны. Он измеряется в милливольтах (мВ) и позволяет клетке передавать электрические сигналы.

Теперь перейдем к решению задачи. В задаче дана концентрация ионов между внешней и внутренней сторонами клеточной мембраны мышцы лягушки. Концентрация ионов во внешней среде составляет 2,5 ммоль/л, а во внутренней - 140 ммоль/л. Обозначим эти значения как [Na+]внеш и [Na+]внутр соответственно.

Разница в потенциале на мембране вызывается ионами натрия (Na+), поэтому мы будем рассматривать концентрацию Na+ ионов.

Для расчета потенциала на мембране мы можем использовать уравнение Нернста, которое выглядит следующим образом:

\[E = \frac{RT}{zF} \ln \left( \frac{[Na+]_{\text{внеш}}}{[Na+]_{\text{внутр}}} \right)\]

где:
- E - потенциал на мембране (в мВ),
- R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·К)),
- T - абсолютная температура (в К),
- z - заряд иона (для Na+ заряд равен +1),
- F - постоянная Фарадея (96 485 Кл/моль),
- \([Na+]_{\text{внеш}}\) - концентрация Na+ ионов во внешней среде,
- \([Na+]_{\text{внутр}}\) - концентрация Na+ ионов во внутренней среде.

Теперь мы можем подставить значения из задачи и рассчитать разницу в потенциале на мембране. Учитывая, что мы работаем в условиях комнатной температуры (около 298 К), получим:

\[E = \frac{8,314 \cdot 298}{1 \cdot 96,485} \ln \left( \frac{2,5}{140} \right)\]

Выполняя вычисления, мы получаем:

\[E \approx -57,6 \, \text{мВ}\]

Таким образом, разница в потенциале на мембране в случае пассивного транспорта, учитывая концентрацию ионов Na+ между внешней и внутренней сторонами клеточной мембраны в мышце лягушки (составляющая К(2,5/140)), составляет примерно -57,6 мВ.