104年:醫學一(2)

下列那一項無法作為細菌行無氧呼吸( anaerobic respiration )時之最後的電子接受分子?

ANitrate
BSulfate
CCarbon dioxide
DNADH

詳細解析

本題觀念:

無氧呼吸(anaerobic respiration)是細菌在無氧環境中,以電子傳遞鏈(electron transport chain, ETC)進行能量代謝的方式,但使用氧分子(O2\text{O}_2)以外的分子作為最終電子接受分子(terminal electron acceptor)。NADH 是電子的提供者(electron donor),而非接受者,因此不能作為最終電子接受分子。

選項分析

(A) Nitrate(硝酸鹽,NO3\text{NO}_3^-) ✅ 可作為最終電子接受分子。硝酸鹽是細菌無氧呼吸最常見的最終電子接受分子,此過程稱為脫氮作用(denitrification)。硝酸鹽的標準還原電位較高(接近 O2\text{O}_2),因此產生的 ATP 量在所有無氧呼吸中最多。反應為:NO3NO2N2\text{NO}_3^- \rightarrow \text{NO}_2^- \rightarrow \text{N}_2

(B) Sulfate(硫酸鹽,SO42\text{SO}_4^{2-}) ✅ 可作為最終電子接受分子。硫酸鹽還原細菌(sulfate-reducing bacteria,如 Desulfovibrio 屬)以硫酸鹽作為最終電子接受分子,還原為硫化氫(H2S\text{H}_2\text{S}

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