103年:醫學一(2)

細菌的電子傳遞產生能量發生在何處?

A中間體( mesosome )
B顆粒體( granules)
C細胞質膜( cytoplasmic membrane )
D細胞質( cytoplasm )內

詳細解析

本題觀念:

本題考查細菌能量代謝的細胞結構基礎。在原核生物(prokaryotes)中,沒有粒線體,電子傳遞鏈(electron transport chain, ETC)的相關酵素位於細胞質膜(cytoplasmic membrane)上,由此建立跨膜質子梯度,驅動 ATP 合成酶(ATP synthase)產生 ATP。

選項分析

(A) 中間體(mesosome) 中間體是早期電子顯微鏡觀察到的細菌膜折疊結構,曾被假設具有呼吸作用的功能。然而,現代研究已確認中間體是化學固定法的製備人工假影(artifact),並非真實存在的細胞結構,因此並非電子傳遞發生的場所。

(B) 顆粒體(granules) 顆粒體是細菌細胞質內的儲存結構,如聚羥基丁酸(polyhydroxybutyrate, PHB)顆粒、肝醣顆粒等,屬於養分儲存胞器,與電子傳遞無關。

(C) 細胞質膜(cytoplasmic membrane) 正確。原核生物的電子傳遞鏈就位於細胞質膜上。細菌的 ETC 由嵌入細胞質膜的蛋白質複合體組成,透過氧化還原反應將質子(H⁺)從細胞質泵送至細胞質膜與細胞壁之間的周質空間(periplasmic space),形成質子動力梯度(proton motive force, PMF),再由同樣位於細胞質膜的 ATP 合成酶利用此

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