107年:醫學一(1)

關於通過細胞膜的促進性擴散作用( facilitated diffusion ),下列敘述何者正確?

A經由專一性膜蛋白質的作用,降低溶質通過細胞膜的活化能
B經由專一性膜蛋白質的作用,增加擴散性溶質之穿膜濃度梯度的大小
C被運載溶質的極性會影響脂雙層之特性
D細胞利用此機轉運輸氧氣、氮氣或甲烷等氣體通過細胞膜

詳細解析

本題觀念:

本題考查**細胞膜運輸(Membrane Transport)的機制,特別是促進性擴散(Facilitated Diffusion)**的特性。促進性擴散屬於被動運輸(Passive Transport)的一種,需要膜蛋白(載體蛋白或通道蛋白)協助,不消耗 ATP,且物質移動方向為順濃度梯度(由高濃度往低濃度)。

選項分析

  • A. 經由專一性膜蛋白質的作用,降低溶質通過細胞膜的活化能 (正確)

    • 原理:親水性或極性分子(如葡萄糖、離子)直接穿過疏水性的磷脂質雙層(Lipid Bilayer)時,需要先脫去結合的水分子(Dehydration),這是一個極高能量的過程,即「活化能(Activation Energy)」很高。
    • 機制:促進性擴散的膜蛋白(如載體蛋白 Transporters 或通道蛋白 Channels)提供了親水性的通道或結合位點,通過與溶質形成非共價鍵(取代溶質與水的結合),大幅降低了溶質穿越疏水膜核心所需的活化能,使其能快速通過。這與酵素降低化學反應活化能的原理相似。
  • B. 經由專一性膜蛋白質的作用,增加擴散性溶質之穿膜濃度梯度的大小 (錯誤)

    • 理由:促進性擴散是被動運輸,其驅動力來自既有的濃度梯度(Concentr

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