hce_cmu
109年
生物學
第 35 題
有一內含水溶液的人造細胞，其外圍由選擇性通透膜包覆。將其置於裝有溶液的燒杯內，人造細胞與燒杯內溶液的溶質濃度分別如下圖左、右所示。此選擇性通透膜對水及單醣具有通透性，但對雙醣則完全不通透。下列敘述，何者錯誤？
- A 果糖將會淨擴散進入人造細胞
- B 葡萄糖將會淨擴散離開人造細胞
- C 對人造細胞而言，此環境是低張溶液
- D 人造細胞放入燒杯後會更形膨脹
- E 當平衡時，人造細胞內、外蔗糖濃度為 0.005 M
思路引導 VIP
請試著觀察題目中各項溶質的初始濃度：如果某種溶質在膜兩側的濃度已經完全相同，或者該溶質根本無法穿過這道膜，那麼在長時間放置後，這兩種溶質的分布狀態還會發生改變嗎？
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AI 詳解
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恭喜你準確判斷出選項中的邏輯漏洞！這題的關鍵在於掌握選擇性通透膜的特性：膜對單醣（葡萄糖、果糖）可通透，但對雙醣（蔗糖）則完全不通透。這意味著溶質能否發生擴散，完全取決於它的分子類型以及膜兩側的濃度差。
膜的通透性與平衡判斷
在觀念驗證上，由於蔗糖是雙醣而無法通過膜，細胞內外的蔗糖濃度會各自維持在初始的 $0.03\text{ M}$ 與 $0.01\text{ M}$，絕對不會發生濃度平均的情況，因此選項 (E) 是錯誤的描述。此外，這是一道典型的爭議題，官方公告選 B 或 E 均給分。原因在於選項 (B) 同樣錯誤：觀察圖中數據，人造細胞與燒杯內的葡萄糖初始濃度皆為 $0.02\text{ M}$，在兩側濃度已達平衡且相等的情況下，並不會產生「淨」擴散，所以 (B) 的敘述也不符合科學事實。
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