胺基酸被歸類為一種兩性電解質（ampholytes）的主因是胺基酸能：

本題觀念：

本題考查的是 胺基酸的酸鹼性質 與 兩性電解質 (Ampholytes) 的定義。 兩性電解質（Ampholytes 或 Amphoteric electrolytes）是指在溶液中既能作為酸（質子給予體, proton donor），又能作為鹼（質子接受體, proton acceptor）的物質。胺基酸分子中同時含有酸性的羧基 (-COOH) 和鹼性的胺基 (-NH2)，因此具備這種雙重性質。

選項分析

• A. 呈現酸性及鹼性的功能 (正確答案)

  • 解析：這是兩性電解質（Ampholytes）最核心的定義。
  • 胺基酸含有 羧基 (-COOH)，可解離釋放質子（$H^+$），表現出酸性（$-\text{COOH} \rightarrow -\text{COO}^- + H^+$）。
  • 同時含有 胺基 (-NH_2)，可接受質子，表現出鹼性（$-\text{NH}_2 + H^+ \rightarrow -\text{NH}_3^+$）。
  • 因為能根據環境 pH 值扮演酸或鹼的角色，故被歸類為兩性電解質。

• B. 轉換為不帶電荷的分子及離子的狀態

  • 解析：此敘述在化學上不夠精確且非定義主因。
  • 在水溶液中，胺基酸即使在「淨電荷為零」的等電點（pI）狀態下，實際上是以 兩性離子 (Zwitterion) 或稱 偶極離子 (Dipolar ion) 的形式存在（$-\text{NH}_3^+$ 和 $-\text{COO}^-$ 同時存在），而非真正的「不帶電荷的分子」（Uncharged molecule, 如 $R-\text{CH}(\text{NH}_2)\text{COOH}$ 這種未解離形式極少見）。
  • 雖然胺基酸確實能在陽離子、陰離子和兩性離子間轉換，但「兩性電解質」的歸類主因在於其「酸鹼反應能力」，而非電荷狀態的轉換。

• C. 轉換為極性及非極性的狀態

  • 解析：這與胺基酸的側鏈（R group）性質有關。雖然側鏈決定了胺基酸的極性或非極性（疏水性），但這不是「兩性電解質」定義的來源。

• D. 轉換為在 260nm及 280nm的吸光化合物

  • 解析：這是特定胺基酸的光學性質。
  • 芳香族胺基酸（如 Tryptophan, Tyrosine, Phenylalanine）會在 280 nm 有吸收峰，這是蛋白質定量的基礎之一。
  • 核酸（DNA/RNA）則主要在 260 nm 吸光。
  • 此特性與酸鹼兩性定義無關。

答案解析

答案為 A。 胺基酸之所以被稱為兩性電解質（Ampholytes），是因為它們具有「兩性」（Amphoteric）的化學性質，即同時具備酸性官能基與鹼性官能基，能在不同的 pH 環境下分別展現出酸或鹼的功能。

核心知識點

考生應掌握以下胺基酸酸鹼化學的重點：

1. 兩性離子 (Zwitterion)：在中性 pH 下，胺基酸主要以兩性離子形式存在（氨基質子化帶正電，羧基去質子化帶負電，淨電荷為 0）。
2. 等電點 (pI, Isoelectric Point)：胺基酸淨電荷為 0 時的 pH 值。
   • pH < pI 時，胺基酸帶正電（作為鹼接受質子）。
   • pH > pI 時，胺基酸帶負電（作為酸釋放質子）。
3. 緩衝能力：由於具有可解離的基團，胺基酸及其聚合物（蛋白質）是體內重要的緩衝系統（如血紅蛋白）。
4. Henderson-Hasselbalch 方程式：理解 pH、pKa 與離子化狀態的關係。

參考資料

1. Amino Acids - Biology LibreTexts: Describes amino acids as amphoteric, having acidic and basic tendencies due to carboxyl and amine groups. 連結
2. Biochemistry (Lehninger et al.): Standard textbook definition of amino acids as ampholytes due to their dipolar ion nature and acid-base behavior.
3. Antpedia (分析測試百科網): 解釋胺基酸酸鹼兩性解離與等電點，明確指出因同時含有酸性與鹼性基團而稱為兩性電解質。 連結