115年:職治-解剖生理
下列何種由嵌入蛋白（integral protein）媒介之細胞膜運輸，在生理狀況下最不可能達到飽和（saturation）現象？
A離子通道（ion channel）
B輔助擴散（facilitated diffusion）
C初級主動運輸（primary active transport）
D次級主動運輸（secondary active transport）
詳細解析
本題觀念
本題比較的是不同嵌入膜蛋白運輸方式是否容易出現飽和，而不是單純比較運輸需不需要能量。離子通道形成連續的親水孔道，離子通過速度很快，主要受電化學梯度與通道開關狀態影響；輔助擴散、初級主動運輸與次級主動運輸則以載體或幫浦結合溶質，再經構形變化完成轉運。因為載體的結合位置與每次轉運週期有限，前三者中的載體系統較容易出現類似最大速率的飽和現象。
選項分析
- **A. 離子通道—正確答案。**離子通道是形成孔道的膜蛋白，開放時可讓大量離子快速通過，不必像載體一樣對每個溶質反覆進行結合、轉位與釋放。在生理濃度下，它相對不容易受到有限結合位點的限制，因此最不可能先呈現典型的載體飽和。這不代表通道在極端實驗條件下沒有最大通量，而是本題問生理狀況下的相對可能性。
- **B. 輔助擴散—錯誤選項。**典型輔助擴散由特異性載體協助溶質跨膜，載體數量與構形循環速度有限；當溶質濃度增加到足以占滿可用載體時，運輸速率會接近上限，因而具有飽和特性。
- **C. 初級主動運輸—錯誤選項。**初級主動運輸由 ATP 驅動的幫浦或載體執行，必須依序完成結合、能量耦聯與構形轉換。每個幫浦都有有限的週轉速率，所以即使基質或離子濃度繼續增加，整體運輸量也不會無限上升。
- **D. 次級主動運輸—錯誤選項。**次級主動運輸利用一種離子的電化學梯度，耦聯另一種溶質逆梯度移動；共運輸或反向運輸蛋白仍有有限的結合位置與構形循環，因此同樣可能受到飽和限制。
答案解析
答案為 A，離子通道。快速作答時先分成兩組：離子通道是孔道型蛋白，其他三項是載體或幫浦型運輸。載體必須反覆改變構形，每一個週期能處理的溶質數量有限，所以容易出現最大運輸速率；離子通道則以孔道開放與關閉、離子梯度和膜電位調控為主。在生理條件的相對比較下，A 最不可能達到題目所指的飽和現象。
核心知識點
- 離子通道形成孔道，運輸速度快，主要進行被動運輸，並受開關狀態與電化學梯度調節。
- 載體蛋白會結合溶質並發生構形變化；可用結合位點與週轉速率有限來理解飽和。
- 輔助擴散屬被動的載體運輸；初級主動運輸直接使用 ATP，次級主動運輸利用離子梯度耦聯溶質轉運。
- 離子通道在極端條件下仍可有通量上限，但本題比較的是生理狀況下誰最不容易受到載體週轉限制，故選 A。