104年:醫學二(1)

將離子載體( ionophore ),如纈氨黴素( Valinomycin ),加至原核細胞懸浮液,該細胞之膜離子梯度( transmembrane ion gradients )會有下列何種變化?

A離子梯度增加
B離子梯度減少
C離子梯度沒有任何改變
D離子梯度無法預期是否會改變

詳細解析

本題觀念:

離子載體(ionophore)的作用機制及其對細胞膜離子梯度的影響。纈氨黴素(valinomycin)是一種環狀多肽類離子載體,對 K+\text{K}^+ 具有高度選擇性,能將 K+\text{K}^+ 跨膜轉運,導致膜離子梯度(transmembrane ion gradient)消散。

選項分析

(A) 離子梯度增加 不正確。離子載體本身不具備主動運輸能力(不消耗 ATP),只允許離子沿電化學梯度(electrochemical gradient)順向通過膜。因此不會增加梯度。

(B) 離子梯度減少 正確。Valinomycin 屬於可移動的離子載體(mobile carrier ionophore),透過選擇性結合 K+\text{K}^+ 並穿越脂質雙層,使 K+\text{K}^+ 沿濃度梯度外漏,導致跨膜離子梯度逐漸消散(dissipation of electrochemical gradient)。

(C) 離子梯度沒有任何改變 不正確。離子載體的核心功能正是破壞離子梯度,這也是其抗菌作用的基礎。

(D) 離子梯度無法預期是否會改變 不正確。離子載體的作用機制已充分研究,其效果可預期——沿梯度方向加速離子通透,導致梯度減少。

答案解析

離子載體(ionophore)是能夠嵌入細胞膜脂

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