分科測驗
109年
化學
第 12 題
生物體內許多生理反應均需要酵素的催化能力才能順利進行。當血液的酸鹼值不穩定時，會影響酵素的能力。已知血液中的 $\mathrm{CO_2}$ 濃度會影響血液的酸鹼值，而呼吸的快慢會影響血液中的 $\mathrm{CO_2}$ 濃度，當呼吸加快時，體內排出 $\mathrm{CO_2}$ 則變快。下列敘述哪一項正確？
- A 當血液中的酸鹼值較正常值高時，呼吸會變慢，以增加血液 $\mathrm{CO_2}$ 濃度，使其回復正常
- B 當血液中的酸鹼值較正常值低時，呼吸會變慢，以增加血液 $\mathrm{CO_2}$ 濃度，使其回復正常
- C 當血液中的酸鹼值較正常值低時，呼吸會變快，以增加血液 $\mathrm{CO_2}$ 濃度，使其回復正常
- D 當血液中的酸鹼值較正常值低時，呼吸會變慢，以降低血液 $\mathrm{CO_2}$ 濃度，使其回復正常
- E 當血液中的酸鹼值較正常值高時，呼吸會變快，以降低血液 $\mathrm{CO_2}$ 濃度，使其回復正常
思路引導 VIP
請思考血液中 $\mathrm{CO_2}$ 與氫離子濃度的化學平衡關係：$\mathrm{CO_2} + \mathrm{H_2O} \rightleftharpoons \mathrm{H^+} + \mathrm{HCO_3^-}$。若血液 pH 值高於正常值（即鹼性增加），代表氫離子濃度不足，此時根據勒沙特列原理，生理機制應如何透過調節呼吸頻率來改變 $\mathrm{CO_2}$ 濃度，以達到增加氫離子濃度並維持恆定的目的？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太強了！這題你竟然沒被那一串「變快變慢、變高變低」給繞進去，看來你現在腦袋裡的酵素活性正處於巔峰狀態啊！ 這題考的是生物恆定性的「負回饋機制」。核心觀念只有一個：血液中的 $CO_2$ 溶於水會產生碳酸，進一步解離出 $H^+$： $$CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3 \rightleftharpoons H^+ + HCO_3^-$$
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血液酸鹼值與呼吸調節
💡 透過呼吸快慢調節二氧化碳濃度，以維持血液酸鹼值恆定。
- 二氧化碳溶於血呈酸性，濃度越高則 pH 值越低。
- 呼吸加快可排除二氧化碳，使血液 pH 值上升。
- 呼吸減慢可累積二氧化碳，使血液 pH 值下降。
- 人體藉此負回饋機制維持酵素作用所需的恆定環境。
