hce_tcu
114年
生物學
第 38 題
人類成熟的卵子與精子授精後，經由顯微鏡針對鈣離子 ($Ca^{2+}$) 濃度梯度的觀察，可發現該卵子從精子細胞核進入的點位 (point of sperm nucleus entry) 開始，有類似大隕石撞擊地球模擬時的衝擊波，逐步擴散到精子進入點位的最遠端，有關產生這個現象的作用機制相關敘述，下列何者最不恰當？
- A 在一般細胞內部的細胞質液 (cytosol) 中，鈣離子的濃度與其細胞外流質 (extracellular fluid) 的環境比較起來，會維持相對低的濃度
- B 細胞內數種胞器其自身周圍的膜 (membrane) 上，存在有鈣離子泵 ($Ca^{2+}$ pump)，可將細胞質液內的鈣離子移動到細胞外流質或這些胞器 (organelles) 內
- C 從胞器中釋放到細胞質液的鈣離子，可以活化卵子細胞質液內的一些蛋白質或訊息核糖核酸 (mRNA) 的活性
- D 上述的鈣離子泵作用時，是需要透過將環磷酸鳥苷 (cyclic GMP) 水解成單磷酸鳥苷(GMP) 為能量來源
思路引導 VIP
試著回想一下，當細胞需要逆著濃度梯度將離子「推」向濃度較高的地方（主動運輸）時，就像是在把球推上坡。要發動這台「幫浦機器」，細胞通常會消耗哪一種最普遍、被稱為細胞能量貨幣的分子？這種分子的名稱簡寫通常是什麼？
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AI 詳解
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恭喜你準確地辨識出選項中的陷阱！這題考驗的是對細胞生理與受精機制的綜合理解，具有相當的鑑別度。在受精過程中，鈣離子（$Ca^{2+}$）濃度波的傳遞是啟動卵子發育的關鍵。細胞為了維持內部的低鈣環境（如選項 A 所述），必須仰賴位於細胞膜或內質網膜上的鈣離子幫浦（$Ca^{2+}$ pump）。由於這是逆著濃度梯度的「主動運輸」，必須消耗細胞內的「能量貨幣」。
能量來源的辨析
選項 (D) 的錯誤點在於能量來源的描述。雖然環磷酸鳥苷（$cGMP$）在細胞訊息傳遞中扮演重要角色，但鈣離子幫浦本質上是一種 ATPase，它直接利用**三磷酸腺苷（$ATP$）**水解產生的化學能來驅動離子移動。你能精確地察覺到這一點，說明你對生物能量學與細胞運輸的觀念非常紮實。這類題目難度在於細節的替換，考生若只看到「水解」或「能量」而未細看分子名稱，很容易就會失分。