有關纖維素（ cellulose ）的敘述，下列何者最不適當？

本題觀念：

本題考查的是多醣體（Polysaccharides）的結構與酵素特異性，特別是纖維素（Cellulose）與澱粉（Starch）在糖苷鍵結（Glycosidic linkage）上的差異，以及人體消化酵素（如 $\alpha$-amylase）對其作用的限制。

選項分析

• A. 具有 $\beta$-1,4-糖苷鍵結 (正確)
  • 纖維素是由許多葡萄糖單元聚合而成的直鏈多醣。其結構特徵在於葡萄糖分子之間是以 $\beta$-1,4-糖苷鍵（$\beta$-1,4-glycosidic bonds） 連結。這種鍵結方式使得纖維素分子呈現長直鏈狀，並能形成強大的氫鍵網絡，賦予植物細胞壁剛性與結構強度。
• B. 單元體是葡萄糖 (正確)
  • 纖維素的單體（Monomer）確實是 D-葡萄糖（D-glucose）。它與澱粉、肝醣一樣，都是由葡萄糖組成的同質多醣（Homopolysaccharide），差別僅在於葡萄糖異構物的構型（$\alpha$ 或 $\beta$）及鍵結方式。
• C. 可被 $\alpha$-amylase 水解 (不適當 - 為本題正確答案)
  • $\alpha$-澱粉酶（$\alpha$-amylase） 具有高度的基質特異性，它專門水解 $\alpha$-1,4-糖苷鍵（存在於澱粉和肝醣中）。
  • 由於立體結構的差異，$\alpha$-amylase 的活性位點無法辨識或結合纖維素的 $\beta$-1,4-糖苷鍵。因此，$\alpha$-amylase 無法水解纖維素。分解纖維素需要特定的纖維酶（Cellulase）。
• D. 人體內無纖維酶（cellulase） (正確)
  • 人體消化道分泌的澱粉酶只能分解 $\alpha$ 鍵結。人類缺乏能切斷 $\beta$-1,4-糖苷鍵的 纖維酶（Cellulase），因此無法消化分解纖維素。這也是為什麼纖維素被歸類為「膳食纖維」，能促進腸道蠕動但無法作為人體直接的能量來源。

答案解析

本題要求選出「最不適當」的敘述。 選項 A、B、D 均為關於纖維素結構與人體生理的正確描述。 選項 C 錯誤，因為 $\alpha$-amylase 僅能作用於澱粉或肝醣的 $\alpha$-1,4 鍵結，無法水解纖維素的 $\beta$-1,4 鍵結。故選 C。

核心知識點

1. 多醣體結構比較：
   • 纖維素 (Cellulose)：$\beta$-D-Glucose 以 $\beta$-1,4 鍵結，呈直鏈狀，具結構支持功能。
   • 澱粉 (Starch)：$\alpha$-D-Glucose 以 $\alpha$-1,4 (直鏈 amylose) 或 $\alpha$-1,4 + $\alpha$-1,6 (支鏈 amylopectin) 鍵結，具能量儲存功能。
   • 肝醣 (Glycogen)：結構類似支鏈澱粉，但分支更多，以 $\alpha$-1,4 + $\alpha$-1,6 鍵結，為動物能量儲存形式。
2. 酵素特異性 (Enzyme Specificity)：
   • $\alpha$-Amylase：水解 $\alpha$-1,4 鍵。
   • Cellulase：水解 $\beta$-1,4 鍵（人體缺乏此酵素）。

參考資料

1. Difference Between Starch and Cellulose - Structure & Function
2. Cellulase - Wikipedia
3. Carbohydrate Molecules - Biology LibreTexts