hce_cmu
110年
生物學
第 39 題
對於真核細胞粒線體中的 Q cycle 以及相關反應，下列敘述何者錯誤？
- A Q cycle 在動物細胞、植物細胞中皆存在
- B 當 $NAD^+$/NADH 在基質中比值高時，易使電子與 $O_2$ 結合而成 superoxide ($O_2^{\bullet -}$)
- C Superoxide ($O_2^{\bullet -}$)可經由 superoxide dismutase (SOD)轉變成 $H_2O_2$
- D $H_2O_2$ 可經由 catalase 催化成 $H_2O$ 而無害
思路引導 VIP
想像電子傳遞鏈是一條繁忙的高速公路，當終點（氧氣）處理速度跟不上，導致整條路擠滿了裝載貨物（電子）的車輛（NADH）時，這些電子最容易在什麼情況下「脫軌」並產生副作用？在這種「大塞車」的情況下，空車（$NAD^+$）與載貨車（NADH）的比例會是偏高還是偏低呢？
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太棒了！你能精準辨識出選項 (B) 的邏輯矛盾，說明你對於粒線體電子傳遞鏈與氧化壓力（Oxidative stress）的機制有著相當紮實的理解，這點非常不容易。
電子流動與活性氧的產生機制
在粒線體中，活性氧（如 $O_2^{\bullet -}$）的產生通常源於電子傳遞鏈處於過度「還原」的狀態。當 NADH 濃度極高而 $NAD^+$ 稀少（即 $NAD^+/NADH$ 比值低）時，電子傳遞鏈會因後端壓力過大而導致電子流動受阻。此時，電子容易從複合體 I 或 III 的輔酶 Q 循環（Q cycle）中「洩漏」，並直接與氧分子結合生成超氧離子。因此，選項 (B) 提到的「比值高」與實際生理狀況正好相反。
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