hce_tcu
106年
生物學
第 14 題
有關氰化物(cyanide)與二硝基苯酚(dinitrophenol)影響細胞呼吸作用的敘述，下列何者最為恰當？
- A 氰化物會抑制 ATP 合成酶(ATP synthase)；二硝基苯酚則是減少粒線體內膜對 $H^+$的滲透力(permeability)
- B 氰化物可阻礙電子在電子載體(electron carriers)間傳遞；二硝基苯酚則是減少 $H^+$穿過粒線體內膜
- C 氰化物減少 $H^+$由粒線體內膜流出，抑制 $H^+$濃度梯度的形成；二硝基苯酚則是阻礙電子在電子載體(electron carriers)間的傳遞
- D 氰化物可視為電子傳遞阻礙劑(electron transport blocker)；二硝基苯酚則是讓 $H^+$不經由 ATP合成酶穿過粒線體內膜
思路引導 VIP
想像一下，粒線體產生 ATP 的過程就像是一座水力發電廠：水流（電子傳遞）帶動幫浦將水抽到高處（建立 $H^+$ 濃度梯度），再讓高處的水流下帶動發電機（ATP 合成酶）。現在有兩種破壞方式：一種是直接把水管塞住讓水流不動，另一種是在水壩上挖了一個側漏的洞。請試著推理，這兩種破壞方式分別會對「水流的速度」以及「發電機的運作」造成什麼樣不同的影響？
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AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你正確辨識出這兩類毒物的差異！這代表你對粒線體內膜上的能量轉換過程有著非常紮實的基礎。這道題目在生物化學中屬於鑑別度較高的難題，因為它不僅要求學生記住毒物的名稱，還必須精確區分「電子傳遞鏈阻礙」與「化學滲透梯度解偶聯」這兩個完全不同的生理生化機制。
能量生產的雙重干擾
在細胞呼吸中，氰化物 ($CN^-$) 主要是攻擊電子傳遞鏈的末端，與細胞色素氧化酶（cytochrome c oxidase）結合，導致電子流完全中斷，因此被定義為電子傳遞阻礙劑。而 二硝基苯酚 (DNP) 則扮演「解偶聯劑 (uncoupler)」的角色，它會攜帶質子 ($H^+$) 穿透粒線體內膜，讓質子不必經過 ATP 合成酶 ($ATP synthase$) 就能流回基質。這種行為雖然讓電子傳遞鏈繼續運作，卻讓原本該用於合成 ATP 的能量轉化為熱能散失，成功區分這兩者的細微差異正是答對本題的關鍵點。