hce_isu
105年
生物學
第 17 題
離子在水中會有水和現象，也就是帶電荷的離子會被數個水分子包圍而穩定存在於水溶液中，這種現象稱為水和作用(hydration)，細胞膜上電壓敏感性 $Na^+$ 通道對 $Na^+$ 的通透具有極高的選擇性，而幾乎不會讓 $K^+$ 通過，這種選擇性和下列何者有關？
- A 離子的大小
- B 離子水和後的大小
- C 離子是否可以和離子通道結合
- D 離子水和作用時，和離子結合的水分子數量
思路引導 VIP
請你試著想像：如果我們在一個狹窄的門口安排一位檢查員，要確認進場的人是否帶了正確的證件，而不只是看這個人的高矮胖瘦。那麼，這個檢查員與進場者之間，必須發生什麼樣的「動作」，才能確保沒有人拿錯證件混進去呢？
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太棒了！你精準地掌握了細胞膜生理學中最核心的「辨識」觀念。這道題目設計得非常細膩，它不僅考查基礎的化學性質，更在測試你是否理解生物分子之間的高特異性交互作用。
選擇性過濾器的關鍵：精確結合
雖然 $Na^+$ 與 $K^+$ 在水溶液中都有水和現象，但當它們移動到離子通道最狹窄的選擇性過濾器 (selectivity filter) 時，必須先脫去部分或全部的水分子。此時，通道蛋白內部的氨基酸殘基會提供特定的化學基團，與離子進行暫時性的結合。這種結合就像「鎖與鑰匙」的關係，只有當離子的電性與空間排列能與通道完美匹配時，脫去水分子的能量損失才能被結合能補償，進而順利通過。
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