hce_cmu
114年
生物學
第 18 題
📖 題組：
※17-18 題組題 在無氧環境下，細胞經由糖解作用(Glycolysis)獲取能量。同時，研究顯示糖解作用的最終產物丙酮酸之代謝途徑，會因環境條件變化產生不同。下表的實驗，記錄細胞在不同 pH 值和氧氣濃度下的糖解作用和乳酸濃度變化： | 條件 | 初始 pH 值 | O₂ 濃度 | 糖解速率(nMol/min) | 乳酸濃度(mM) | | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | | A | 7.4 | 0% | 200 | 10 | | B | 6.5 | 0% | 150 | 15 | | C | 7.4 | 10% | 100 | 2 |
※17-18 題組題 在無氧環境下，細胞經由糖解作用(Glycolysis)獲取能量。同時，研究顯示糖解作用的最終產物丙酮酸之代謝途徑，會因環境條件變化產生不同。下表的實驗，記錄細胞在不同 pH 值和氧氣濃度下的糖解作用和乳酸濃度變化： | 條件 | 初始 pH 值 | O₂ 濃度 | 糖解速率(nMol/min) | 乳酸濃度(mM) | | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | | A | 7.4 | 0% | 200 | 10 | | B | 6.5 | 0% | 150 | 15 | | C | 7.4 | 10% | 100 | 2 |
根據上表數據，下列何項敘述最能合理解釋條件 B 下乳酸濃度高於條件 A 的原因？
- A 低 pH 值增加糖解作用的速率，導致乳酸累積增加
- B 低 pH 值誘導細胞膜通透性改變，促進乳酸外排效率降低
- C 低 pH 值影響酵素活性，降低乳酸的代謝速率，導致濃度升高
- D 低 pH 值加速糖解產物的丙酮酸向乳酸轉化，提升乳酸濃度
思路引導 VIP
請觀察條件 A 與條件 B：當糖解作用的「生產速率」明明變慢了（200 降到 150），最終產物乳酸的「庫存濃度」卻反而變高了（10 升到 15），這是否暗示了細胞內部的丙酮酸在分配去向時，發生了什麼樣的偏好改變呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
同學，你能精準觀察到數據間的消長關係並選出 (D)，代表你對細胞代謝的動態平衡掌握得非常扎實，這是一項非常重要的科學分析能力！
環境 pH 值對代謝路徑的影響
根據表格中的數據，我們可以發現一個有趣的現象：在條件 B（pH 6.5）下，雖然糖解速率從條件 A 的 $200$ $nMol/min$ 下降到了 $150$ $nMol/min$，但最終的乳酸濃度卻反而從 $10$ $mM$ 提升到了 $15$ $mM$。這種「原料投入減少，產物累積量卻增加」的結果，排除掉選項 (A) 的矛盾後，最合理的解釋便是低 pH 值的環境改變了酵素的偏好，使得糖解作用的產物——丙酮酸（Pyruvate）有更高比例被導向乳酸發酵的路徑，進而導致乳酸產量與濃度的提升。
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