下列胞器（organelle）何者具有雙層膜的結構？

本題觀念：

細胞內膜性胞器（membrane-bound organelles）可分為單層膜與雙層膜包被結構。了解各種胞器的膜結構，是細胞生物學的基礎，亦為臨床上辨識胞器定位及功能（如能量代謝、蛋白質加工、消化途徑）之關鍵。

選項分析

• 選項A 核糖體（ribosome）：
  核糖體由rRNA與蛋白質組成，屬於非膜性顆粒（non-membranous particles）；可自由分散於細胞質，或暫時附著於粗面內質網（rough ER），但其結構本身不含脂質雙層膜 (britannica.com)。

• 選項B 高爾基氏體（Golgi apparatus）：
  Golgi由一系列扁平囊狀體（cisternae）組成，整體為膜包被胞器，但每一囊體只由單層磷脂質雙分子層所圍繞，非雙層膜；其功能為蛋白質與脂質的修飾、分選與運輸 (britannica.com)。

• 選項C 溶小體（lysosome）：
  溶小體由單層磷脂質雙分子層形成「限制膜」（limiting membrane），內含酸性水解酶，維持酸性內腔以進行細胞內消化；其膜結構僅為單層膜 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。

• 選項D 粒線體（mitochondria）：
  粒線體是具有雙層膜系統的胞器：外膜含porins，通透小分子；內膜向內折疊形成cristae，含電子傳遞鏈蛋白與ATP synthase；內外膜之間為膜間腔（intermembrane space），膜內腔（matrix）含三羧酸循環酶與mtDNA；整體結構支援氧化磷酸化與能量生產 (britannica.com)。

答案解析

在四個選項中，僅有粒線體具有典型的「雙層膜包被」結構：

1. 外膜（outer mitochondrial membrane）平滑、含多孔蛋白（porins）；
2. 內膜（inner mitochondrial membrane）高度皺褶成cristae以增加表面積，富含cardiolipin，執行電子傳遞與ATP合成；
3. 兩膜之間具有獨立的膜間腔空間，內膜內的基質（matrix）含基因體與代謝酶。

核糖體無膜，高爾基與溶小體雖有膜，但僅單層磷脂雙分子層，故正確答案為D。

核心知識點

• 膜性 vs 非膜性胞器：區辨ribosome（無膜）與membrane-bound organelles
• 單層膜胞器：endoplasmic reticulum、Golgi apparatus、lysosome、peroxisome、endosome等其境膜均為單層磷脂質雙分子層
• 雙層膜胞器：mitochondria、chloroplasts具有內外兩層膜，分隔出膜間腔與基質／基質；為能量代謝與光合作用核心
• 粒線體構造功能：outer membrane含porins；inner membrane皺褶（cristae）含 electron transport chain、ATP synthase；matrix含TCA cycle、mtDNA
• Endosymbiotic theory：雙層膜與自有基因體為古細菌共生演化證據

臨床重要性

粒線體膜結構與功能密切相關，膜電位（Δψm）崩潰或cristae重塑與多種粒線體疾病（如Leigh syndrome、MELAS）及細胞凋亡調控（Cytochrome c釋放）息息相關。