115分科測驗生物 第11題 詳解

答案(A) 促進性擴散；糖解作用看逐步解析 ↓

逐步解析

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   轉運蛋白的性質

   題幹已經給足線索：ATP 無法自由通過粒線體內膜，必須靠內膜上的載體協助，而這個載體不耗能。需要膜上蛋白質、具受質專一性、卻不消耗能量，這正是促進性擴散的定義。它的實際運作是反向交換：把基質內的 $\mathrm{ATP^{4-}}$ 送到膜間腔、同時把細胞質側的 $\mathrm{ADP^{3-}}$ 換進基質，每交換一次淨移出一個負電荷，動力來自電子傳遞鏈在內膜兩側建立的膜電位（膜間腔為正、基質為負），而不是水解 ATP 來推動。
2. 2

   排除另外三種運輸

   主動運輸必須直接或間接消耗能量，把物質逆濃度梯度搬運，與題幹寫明的「不耗能」直接矛盾。胞吞作用與胞吐作用屬於膜泡運輸，是細胞用膜包裹巨分子或顆粒進出「細胞膜」的方式，粒線體內膜不進行這種運輸，也不可能為了搬一個 ATP 分子而形成囊泡。第一個空格只能填促進性擴散。
3. 3

   粒線體停擺後誰還撐得住

   轉運蛋白被邦克列酸卡住後，細胞質的 ADP 進不去、基質的 ATP 出不來，基質內的 ADP 很快耗盡，ATP 合成酶沒有受質可用；質子梯度無法被消耗而持續累積，電子傳遞鏈受阻，NADH 無法再氧化，檸檬酸循環也跟著停擺。此時仍能運作的只剩細胞質中的糖解作用：它不在粒線體內進行、不需要氧氣、也用不到這個轉運蛋白，靠受質層次磷酸化每分子葡萄糖淨產生 2 個 ATP。
4. 4

   為什麼不是發酵作用

   題目問的是「哪一種作用仍能持續產生 ATP」。發酵這一段——丙酮酸被還原成乳酸或酒精——本身不產生任何 ATP，它的角色是把糖解產生的 NADH 氧化回 $\mathrm{NAD^+}$，好讓糖解能一直跑下去；ATP 全部要記在糖解作用的帳上。何況題幹特別交代氧氣充足，就是要提醒此處不是典型的缺氧情境，而是粒線體被藥物癱瘓，讓考生別憑「有氧就走粒線體」的直覺作答。(B)(D) 都錯在第二個空格。
5. 5

   結論

   答案選 (A)。誘答冠軍是 (B)：看到「膜上有專一的載體、把物質從一側搬到另一側」就直覺勾主動運輸，同時又把發酵誤記成能產 ATP 的作用，兩格都選錯。判斷運輸方式的準則永遠是兩句話——有沒有耗能、是不是逆濃度梯度；本題兩者都被題幹排除了。

關鍵觀念：#促進性擴散 #糖解作用 #粒線體內膜