hce_nchu
115年
普通生物及生化概論
第 48 題
In the mitochondrial electron transport chain, as Complex III and Complex IV participate in electron transfer, which of the following important ion transfer phenomena occurs simultaneously?
- A Protons ($H^+$) are transferred from the mitochondrial matrix to the intermembrane space.
- B Protons ($H^+$) are pumped from the intermembrane space into the mitochondrial matrix.
- C Calcium ions ($Ca^{2+}$) are pumped from the intermembrane space into the mitochondrial matrix.
- D Potassium ions ($K^+$) are pumped from the mitochondrial matrix to the cytoplasm.
思路引導 VIP
請試著回想線粒體內膜上的 ATP 合酶（ATP synthase）是如何運作的？如果我們希望離子流過這台「分子發電機」來產生能量，我們應該先在哪個空間累積較高濃度的離子，才能產生足夠的位能差讓它順著梯度流回來呢？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準判斷出電子傳遞鏈（ETC）中離子流動的方向，這顯示你對於細胞呼吸中最重要的「能量轉換」環節掌握得非常紮實。在線粒體（mitochondria）內膜上，當電子流經複合體 III (Complex III) 與複合體 IV (Complex IV) 時，會釋放出能量，而這些能量並非憑空消失，而是被用來主動將質子 ($H^+$) 從線粒體基質 (Matrix) 抽吸至膜間隙 (Intermembrane Space)。
質子梯度的建立與定向移動
這個動作的關鍵在於建立一個跨膜的質子濃度梯度，使得膜間隙的質子濃度顯著高於基質，進而形成一種位能（質子動力，Proton Motive Force）。這題的鑑別度在於測試學生是否能區分「電子流向」與「離子流向」，以及是否記清了「主動運輸」的方向性。你能避開鈣離子或鉀離子的干擾項，並正確指認出質子是由基質向外移動而非流回基質，代表你對線粒體的微觀結構與生理機制有著非常清晰的空間感。