調查局三等申論題
113年
[醫學鑑識組] 生物化學
第 五 題
請詳述化學滲透（chemiosmosis）的機轉，以及如何用來解釋氧化磷酸化作用（oxidative phosphorylation）最終的能量生成。（20 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到此題，應立刻聯想到彼得·米切爾（Peter Mitchell）的化學滲透理論。作答時需分兩個層次：首先，說明電子傳遞鏈如何將氧化還原的能量轉換為跨膜的質子驅動力（PMF）；其次，詳細闡述 ATP 合成酶（F0F1 complex）如何利用此質子梯度，透過「結合改變機制」驅動構型變化，完成 ADP 與 Pi 結合生成 ATP 的最終能量轉換。
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【破題】化學滲透（chemiosmosis）為氧化磷酸化作用（oxidative phosphorylation）的核心機制，由彼得·米切爾（Peter Mitchell）提出，解釋了電子傳遞的氧化過程如何與 ATP 合成的磷酸化過程發生「偶聯（coupling）」。 【論述】 一、化學滲透（Chemiosmosis）之分子機轉
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化學滲透與氧化磷酸化
💡 電子傳遞釋能建立質子梯度，驅動 ATP 合成酶旋轉並釋放 ATP。
🔗 氧化磷酸化能量轉換鏈
- 1 氧化還原 — NADH/FADH2 電子傳遞釋放自由能
- 2 質子泵送 — 質子從基質移至膜間隙形成梯度
- 3 電化學位能 — 累積質子驅動力（PMF）儲存能量
- 4 機械旋轉 — 質子經 F0 回流帶動 γ 軸物理旋轉
- 5 構型改變 — F1 次單元變換 LTO 狀態並釋放 ATP
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🔄 延伸學習：延伸學習：去偶聯劑（如 DNP）如何破壞質子梯度而導致只產熱不產 ATP。
