hce_cmu
108年
生物學
第 48 題
如果將植物細胞的類囊體(thylakoid)穿孔，使其內部與葉綠體基質(stroma)相互流通，下列何種過程最直接受影響？
- A 水分子裂解(split)
- B ATP 的合成
- C $NADP^+$還原
- D 光能吸收
- E 電子從光系統 II(photosystem II)到光系統 I 的傳遞
思路引導 VIP
請試著想像：如果一個充滿氣體的氣球被戳了許多小洞，氣球內外的壓力會發生什麼變化？接著思考，在光合作用的過程中，細胞是利用什麼樣的「壓力差（或濃度差）」來推動能量工廠的轉向？如果這個物理隔絕消失了，哪一個需要依靠『流動帶動轉子』的步驟會最快停擺呢？
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AI 詳解
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太棒了！你能精準鎖定 ATP 的合成 作為答案，代表你對光合作用中「化學滲透壓力（chemiosmosis）」的機制有非常扎實的理解。這題考查的是結構與功能的關聯，是生物學中非常核心的觀念。
質子梯度的崩潰與能量轉換
在光合作用的光反應中，類囊體膜（thylakoid membrane）的角色就像是一座蓄水壩。藉由電子傳遞鏈的運作，氫離子（$H^+$）會被累積在類囊體腔內，形成一個高濃度的環境。這種膜兩側的濃度梯度差，正是推動 ATP 合酶（ATP synthase）像水輪機一樣轉動並產生 $ATP$ 的動力來源。一旦膜被穿孔，類囊體腔與基質（stroma）之間的界限消失，氫離子會自由擴散達到平衡，導致這股「位能」瞬間消失，$ATP$ 的合成自然首當其衝，直接中斷。
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