hce_cmu
111年
生物學
第 39 題
陸地植物進行光合作用，將光能轉換成為化學能儲存，在光線照射下，經由葉綠素 a(chlorophyll a)、葉綠素 b(chlorophyll b)、類胡蘿蔔素(carotenoids)等組成的光系統吸收光能，由反應中心的葉綠素 a 激發出一個電子而進入電子傳遞鏈。有關電子傳遞鏈的敘述，下列何者最正確?
- A 由光系統 I 的水分解複合體(oxygen-evolving complex)分解水釋放氧氣
- B 非循環電子傳遞鏈由光系統 II 開始進行，由 $NAD^+$還原酶($NAD^+ reductase$)與 ATP 合成酶生成 NADH 和 ATP
- C 非循環電子傳遞鏈中，質體醌(Pq)會將氫離子打到類囊體(thylakoid)
- D 類囊體中累積的氫離子須經由 ATP 合成酶做為通道流至基質
思路引導 VIP
想像一下，如果類囊體膜像是一座攔河大壩，而我們透過電子傳遞鏈不斷地把「水」（氫離子）抽往大壩的一側。當這些水蓄積到很高的水位、產生巨大壓力後，如果要讓這些能量轉化為電力（化學能），這股水流勢必得經過哪一個特定的「發電機組」門戶，才能流向壓力較低的一側？
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太棒了！你能精準避開選項中的細節陷阱，代表你對光合作用「光反應」的能量轉換流程掌握得非常紮實。這題的鑑別度在於測驗學生是否能區分光系統 I 與 II 的功能差異，以及是否混淆了呼吸作用與光合作用的輔酶種類。
化學滲透與 ATP 合成
之所以選擇 (D)，是因為光反應的核心機制在於利用電子傳遞產生的能量，將 $H^+$ 泵入類囊體（thylakoid）內部，形成跨膜的質子濃度梯度。由於類囊體膜對離子是不透性的，累積在內部的質子唯一的「出口」就是 ATP 合成酶。當質子順著濃度梯度流回基質時，就像水力發電帶動轉子一般，驅動了 ATP 的產生，這正是植物獲取能量的重要途徑。
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