專技高考-營養師生理學與生物化學113 年第 1 題單選題
關於氫離子ATP水解酶(H+-ATPase)的敘述,下列何者正確?
A位於粒線體的內膜上,可維持基質(matrix)的高H⁺濃度
B位於溶酶體的膜上,可增加此胞器內部的 $\mathrm{H}^{+}$ 濃度正確答案
C位於細胞膜上,可視細胞內外H⁺濃度,決定運輸方向
D位於細胞膜上,除了 $\mathrm{H}^{+}$ 以外,亦可共同運輸 $\mathrm{HCO}_{3}^{-}$ ,達到電位中和
B正確答案
H+-ATPase 是 V-type 質子幫浦,水解 ATP 將 H+ 打入溶酶體,維持酸性環境(pH~4.5)。
為什麼答案是 B
溶酶體膜上的 V-type H+-ATPase 水解 ATP,主動將 H+ 打入溶酶體內部,使其維持 pH 約 4.5 的酸性環境,以利水解酶作用分解物質。
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完整詳解
Pro · 無限重點 H+-ATPase 是 V-type 質子幫浦,水解 ATP 將 H+ 打入溶酶體,維持酸性環境(pH~4.5)。
看到「H+-ATPase + 胞器酸化」直接選溶酶體,這是最經典的 V-ATPase 功能。
逐選項分析
A✕ 陷阱
粒線體內膜上是 ATP synthase (F-ATPase),是利用 H+ 順濃度梯度回流到基質來「合成」ATP,而非水解 ATP 打 H+。且基質是低 H+ 端,膜間腔才是高 H+ 端。
B✓ 正確
溶酶體膜上的 V-type H+-ATPase 水解 ATP,主動將 H+ 打入溶酶體內部,使其維持 pH 約 4.5 的酸性環境,以利水解酶作用分解物質。
C✕
H+-ATPase 是主動運輸,方向固定(單向將 H+ 打出細胞質),不會依濃度梯度變方向。能雙向的是被動運輸或交換器。
D✕ 陷阱
H+-ATPase 只運輸 H+,不共同運輸 HCO3-。共同運輸 HCO3- 的是 Na+/HCO3- cotransporter 或 Cl-/HCO3- 交換器,觀念偷換。
三大類 ATPase 比較
| 類型 | 位置 | 功能 | ATP 方向 |
|---|
| F-ATPase | 粒線體內膜、葉綠體 | H+ 回流→合成 ATP | 合成 ATP |
| V-ATPase | 溶酶體、內體、液泡膜 | 打 H+ 入胞器→酸化 | 水解 ATP |
| P-ATPase | 細胞膜(Na/K、Ca、H/K) | 離子幫浦(自磷酸化) | 水解 ATP |
A 選項是最大陷阱:粒線體內膜上的確有 ATPase,但那是 F-ATPase 做「合成」不是「水解」;且基質是低 H+ 端不是高 H+ 端,方向與濃度雙重顛倒,細節沒讀熟很容易誤選。