34 關於肌紅蛋白(myoglobin)攜帶氧氣的敘述,下列何者正確?
(A)肌紅蛋白可攜帶氧氣,提供肌肉細胞粒線體氧化磷酸化的作用
(B)除了肌紅蛋白之外,含鈷離子的血藍蛋白(hemocyanin)也可以攜帶氧氣
(C)相較於血紅蛋白(hemoglobin),肌紅蛋白不能和一氧化碳或是氮氣結合
(D)每個肌紅蛋白可以攜帶 8 個氧氣分子
統計: A(756), B(184), C(141), D(100), E(0) #2977943
詳解 (共 4 筆)
含鈷離子的血藍蛋白(hemocyanin)是一種在某些無脊椎動物中發現的蛋白質。它在這些動物的血液中扮演著運輸氧氣的關鍵角色。這種蛋白質的功能與含鐵離子的血紅蛋白(hemoglobin)在脊椎動物中運輸氧氣的功能類似,但其結構和工作原理有所不同。
血藍蛋白的主要功能是將氧氣從呼吸器官(如鰓)運輸到組織和細胞中。它包含著色體(藍色),因為它的結構中含有鈷離子。血藍蛋白分子由多個亞基組成,每個亞基都與一個鈷離子結合。
當呼吸器官中的氧氣接觸到血藍蛋白時,氧氣分子會與鈷離子形成配位結合。這導致血藍蛋白的結構發生變化,使其具有高親氧性,有助於氧氣的吸附和運輸。血藍蛋白可以將氧氣運輸到需要氧氣的組織和細胞中,並在那裡釋放出氧氣。
血藍蛋白的運輸氧氣的效率相對較低,因此在需要高度氧合的組織中(例如骨骼肌),無脊椎動物通常還具有血紅蛋白或其他氧氣載體蛋白質。然而,在某些無脊椎動物,血藍蛋白是主要的氧氣運輸者,並且能夠適應其特殊的生理需求。
總結起來,含鈷離子的血藍蛋白在某些無脊椎動物中負責運輸氧氣。它的結構和工作原理與含鐵離子的血紅蛋白有所不同,但都具有將氧氣運輸到組織和細胞中的功能。
而肌紅蛋白可以與氮氣(N2)和一氧化碳(CO)結合,但其親和力遠遠低於與氧氣(O2)的結合。
肌紅蛋白與氮氣結合的能力非常有限,且親和力較低。氮氣在生理條件下通常不與肌紅蛋白結合,且對於氮氣的運輸和代謝,人體主要依賴呼吸系統中的氣體交換過程。
相比之下,肌紅蛋白與一氧化碳的結合親和力略高於氮氣,但仍然遠低於與氧氣的結合。一氧化碳與肌紅蛋白結合的現象被稱為一氧化碳中毒。由於一氧化碳對肌紅蛋白的親和力較高,它會取代氧氣的結合,阻礙氧氣的運輸到組織和細胞中,導致組織缺氧。
儘管肌紅蛋白能與氮氣和一氧化碳結合,但其在生理條件下的主要功能還是與氧氣的結合和運輸相關。肌紅蛋白的結構和親和力使其能夠有效地與氧氣結合和釋放,以滿足肌肉組織的氧需求。
答案是 (A) 肌紅蛋白可攜帶氧氣,提供肌肉細胞粒線體氧化磷酸化的作用。
(肌紅蛋白主要定居在肌肉細胞內,像一個「局部氧氣小水庫」,當肌肉劇烈收縮導致環境缺氧時,它會立刻釋放氧氣給粒線體,好讓細胞能繼續跑電子傳遞鏈、進行氧化磷酸化製造 ATP。)
我們來看看這題是怎麼利用一些奇奇怪怪的科學常識和數字來設陷阱的:
快速拆解其他選項的魔鬼陷阱
我們可以參考血紅蛋白的四聚體結構(如圖所示,有 4 條鏈、4 個 Heme 鐵心),來反推肌紅蛋白的單體特性:
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(D) 錯誤(數量錯得太誇張):
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肌紅蛋白(Mb)只有一條多肽鏈,裡面只包含 1 個血基質(Heme group),所以它只能攜帶 1 個氧氣分子($O_2$)。
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(如果是血紅蛋白 Hb,如上圖有 4 條鏈、4 個 Heme,所以可以攜帶 4 個氧氣分子。不管是誰,都絕對不可能攜帶到 8 個那麼多。)
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(B) 錯誤(金屬元素改錯了):
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這題跨界考了一個生物學常識。節肢動物或軟體動物(如章魚、烏賊)血液裡用來運氧的叫做血藍蛋白(Hemocyanin)。
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既然叫血「藍」蛋白,它所含有的核心金屬離子其實是 銅離子(Cu),而不是鈷離子。鈷離子是維生素 $B_{12}$(Cobalamin)的核心。
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(C) 錯誤(毒物生理學常識):
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肌紅蛋白的核心一樣是含有二價鐵的血基質(Heme)。它和血紅蛋白一樣,對一氧化碳(CO)的親和力遠大於氧氣(高出數百倍)。所以一氧化碳中毒時,肌紅蛋白也會被死死卡住,進而導致肌肉無力或心肌受損。它完全可以跟一氧化碳結合。
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? 考前兩週必背:Mb 與 Hb 的雙雄大對比
進考場前,這兩個載氧蛋白的對比公式必須刻在腦袋裡:
血紅蛋白(Hb):由 4 條鏈組成,可以抓 4 個氧氣,氧氣飽和曲線呈 S 型(協同效應)。
肌紅蛋白(Mb):只有 1 條鏈,只能抓 1 個氧氣,氧氣飽和曲線呈 雙曲線。對氧氣親和力極高,是肌肉專屬的氧氣小水庫。