高雄醫學大學 99 年 《普通生物》

核心觀念

本題考查細胞間訊息傳遞的作用距離與分類：

• Endocrine（內分泌）：訊號分泌至血液，作用於遠處的標的細胞。
• Paracrine（旁分泌）：訊號釋放後作用於鄰近細胞，通常不需經由全身性循環。
• Autocrine（自分泌）：訊號作用於分泌該訊號的同一細胞。
• Neurocrine（神經分泌）：神經細胞釋放神經傳導物質或神經荷爾蒙，作用於其他細胞或遠處器官。

判斷本題的重點是：該物質主要是「局部作用」的旁分泌訊號，還是經由血液運送至遠處的內分泌荷爾蒙。

解題方法

逐一判斷各物質的典型作用方式：

1. Prostaglandin（前列腺素）：局部生成、局部作用，屬於旁分泌訊號。
2. NO（nitric oxide，一氧化氮）：由細胞立即合成，擴散至鄰近細胞，屬於旁分泌訊號。
3. Cytokine（細胞激素）：多由免疫細胞分泌，常作用於鄰近細胞，屬於旁分泌訊號。
4. Glucagon（升糖素）：進入血液並作用於遠處肝臟，屬於內分泌。
5. Melatonin（褪黑激素）：由松果體分泌後進入血液，作用於全身多處組織，屬於內分泌。

因此，屬於 paracrine 的是 ○1、○2、○3，選項為 C。

各物質的作用機轉

○1 Prostaglandin（前列腺素）—正確

前列腺素是由細胞膜磷脂衍生的局部脂質訊號分子，主要路徑如下：

$$\text{膜磷脂} \xrightarrow{\text{phospholipase A}_2} \text{arachidonic acid}$$ $$\text{arachidonic acid} \xrightarrow{\text{COX-1/COX-2}} \text{PGG}_2 \rightarrow \text{PGH}_2$$

接著由不同的前列腺素合成酶形成 PGE、PGI、PGD 等物質。

前列腺素通常在生成處附近發揮作用，例如調節發炎反應、血管口徑、子宮收縮、疼痛與發燒。它不以血液長距離運送為主要特徵，因此屬於典型的局部旁分泌訊號。

○2 NO（nitric oxide，一氧化氮）—正確

NO 是小型氣體訊號分子，不能儲存在囊泡中，通常在受到刺激後立即合成：

$$\text{L-arginine} \xrightarrow{\text{nitric oxide synthase, NOS}} \text{NO}+\text{L-citrulline}$$

NO 可直接穿過細胞膜，擴散至鄰近細胞。在血管平滑肌中，NO 活化 soluble guanylyl cyclase，使 GTP 轉變為 cGMP：

$$\text{GTP} \xrightarrow{\text{soluble guanylyl cyclase}} \text{cGMP}$$

cGMP 進一步促使平滑肌舒張，造成血管擴張。由於 NO 半衰期短、作用範圍有限，主要以鄰近細胞間的旁分泌方式傳遞訊息。

○3 Cytokine（細胞激素）—正確

Cytokine 是由免疫細胞、上皮細胞、內皮細胞等分泌的蛋白質訊號分子。許多 cytokine 主要作用於鄰近細胞，例如：

• Interleukin-1（IL-1）
• Interleukin-6（IL-6）
• Tumor necrosis factor（TNF）
• Interferon（IFN）

Cytokine 與細胞膜上的 cytokine receptor 結合後，常透過 JAK-STAT 路徑傳遞訊息：

核心觀念

本題考查微衛星 DNA（microsatellite DNA，又稱 short tandem repeat, STR）的遺傳方式與孟德爾分離律。

微衛星是基因組中由短序列重複排列形成的 DNA 區域，例如某一座位（locus）可能具有 9 次、6 次或 5 次重複。重複次數不同，代表不同的等位基因（allele）。

人類為二倍體，每一個基因座具有兩個等位基因：

• 一個來自父親
• 一個來自母親

因此，子代的微衛星型別必須由「父親提供一個等位基因，加上母親提供一個等位基因」組成。重複次數不會在受精時相加。

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解題方法

父親的基因型為：

$$9,\ 6$$

父親可提供的等位基因為 9 repeats 或 6 repeats。

母親的基因型為：

$$6,\ 5$$

母親可提供的等位基因為 6 repeats 或 5 repeats。

將父親與母親的等位基因配對：

父親提供	母親提供	John 的基因型
9	6	9 repeats、6 repeats
9	5	9 repeats、5 repeats
6	6	6 repeats、6 repeats
6	5	6 repeats、5 repeats

題目選項中出現的合理組合為：

• ○1：9 repeats and 6 repeats
• ○3：6 repeats and 6 repeats
• ○4：9 repeats and 5 repeats

因此正確組合為 ○1、○3、○4，對應選項 (B)。

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選項分析

○1 9 repeats and 6 repeats：正確

父親可提供 9 repeats，母親可提供 6 repeats，因此 John 可具有：

$$9/6$$

核心觀念

本題考查「心跳速率（heart rate）的神經調節中樞」。

心臟本身具有自動節律性，主要由竇房結（sinoatrial node, SA node）產生動作電位，因此心臟即使脫離腦部，在適當條件下仍能自行搏動。然而，正常生理狀態下的心跳速率會受到自主神經系統調節，而主要的整合中樞位於延腦（medulla oblongata）的心血管中樞（cardiovascular center）。

延腦透過下列路徑調節心跳：

• 交感神經（sympathetic nerve）：使 SA node 放電頻率增加，心跳加快；也會增強心肌收縮力。
• 副交感神經（parasympathetic nerve）：主要經由迷走神經（vagus nerve）作用於 SA node，使心跳減慢。
• 延腦會整合來自壓力感受器（baroreceptor）、化學感受器（chemoreceptor）及高級腦部的訊息，再調整自主神經輸出。

因此，題目問「What controls the heart rate?」時，依考試所要求的中樞控制概念，答案為延腦。

解題方法

判斷本題可分為兩個層次：

1. 先辨認心跳的直接起搏構造：SA node 是心臟自身產生節律的部位。
2. 再辨認負責調節心跳速率的中樞：延腦的心血管中樞透過自主神經調整 SA node 的活動。

題目選項全部是腦部或內分泌相關構造，沒有 SA node。因此本題不是在問「心跳由哪個構造產生」，而是在問「哪個中樞負責調節心跳速率」。在所列選項中，延腦最符合。

選項分析

(A) medulla oblongata（延腦）—正確

延腦含有心血管中樞，可整合血壓、血中氣體濃度等訊息，並經由自主神經控制心臟。

當交感神經活性增加時，去甲腎上腺素（norepinephrine）作用於心臟的 $\beta_1$ 腎上腺素受體，使 SA node 的起搏速率增加，心跳加快。其訊息傳遞可概括為：

$$\beta_1\text{ receptor} \rightarrow G_s \rightarrow \text{adenylate cyclase} \rightarrow \uparrow \text{cAMP} \rightarrow \uparrow \text{Ca}^{2+}\text{ influx} \rightarrow \uparrow \text{heart rate}$$

迷走神經則釋放乙醯膽鹼（acetylcholine），作用於 SA node 的 M2 muscarinic receptor，使心跳減慢：

核心觀念

本題考「種子休眠（seed dormancy）的解除」及植物激素的功能。

種子休眠是指種子即使具備適當的水分、氧氣與溫度，仍暫時不能萌發的狀態。其主要調控通常涉及：

• 脫落酸（abscisic acid, ABA）：維持種子休眠、抑制萌發。
• 吉貝素（gibberellins, GA）：促進休眠解除與種子萌發，功能上常與 ABA 拮抗。

因此，若題目問「使種子 break dormancy」，最典型、最直接的處理是施用 gibberellins。

解題方法與作用機轉

判斷本題的關鍵，是找出能直接促進「休眠解除」與「萌發啟動」的植物激素。

以禾本科種子為例，吸水後，胚會合成並釋放 GA。GA 往外層的糊粉層細胞（aleurone layer）傳遞訊號，與受體 GID1 結合後，促進抑制蛋白 DELLA 被泛素化並經由 26S proteasome 降解，使 GA 反應解除抑制。

接著，GA 會促進糊粉層表現水解酵素基因，尤其是：

• $\alpha$-amylase（$\alpha$-澱粉酶）
• proteases（蛋白酶）
• 其他細胞壁與儲藏物分解相關酵素

其中 $\alpha$-amylase 將胚乳中的澱粉分解成可利用的糖，例如麥芽糖與葡萄糖，供胚進行呼吸作用與生長：

$$\text{starch} \xrightarrow{\alpha\text{-amylase}} \text{maltose}+\text{glucose}$$

這些可溶性糖提供萌發所需的能量與碳源，使胚根突破種皮，種子開始萌發。GA 同時可促進胚的細胞伸長，進一步加速休眠解除後的生長。

因此，施用 GA 是本題最符合植物生理學定義的處理。

選項分析

(A) IAA

IAA（indole-3-acetic acid，吲哚乙酸）是主要的生長素，主要功能包括：

• 促進細胞伸長
• 維持頂端優勢
• 促進向光性與向重力性反應
• 參與根與芽的發育

IAA 並不是解除種子休眠的經典主要處理。在某些植物或特定濃度下，IAA 可能影響種子萌發，但其作用並非本題所考的標準答案，故錯誤。

核心觀念

本題考查：

1. 遺傳密碼（genetic code）
2. mRNA 的 codon（密碼子）與 tRNA 的 anticodon（反密碼子）互補配對
3. codon 與 anticodon 必須以反平行方向配對
4. tRNA 由特定的 aminoacyl-tRNA synthetase（胺醯-tRNA 合成酶） 接上正確胺基酸，並在翻譯時依 anticodon 辨認 mRNA 上的 codon。

tRNA 的 anticodon 並不直接代表胺基酸名稱，必須先找出它所配對的 mRNA codon，再查遺傳密碼表。

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解題方法

題目給出的 anticodon 為：

$$5^\prime\text{-CAU-}3^\prime$$

由於 codon 與 anticodon 必須反平行且互補配對：

• C 與 G 配對
• A 與 U 配對
• U 與 A 配對

因此，配對的 mRNA codon 為：

$$3^\prime\text{-GUA-}5^\prime$$

但 mRNA codon 通常以 $5^\prime \to 3^\prime$ 方向書寫，所以將其反向表示為：

$$5^\prime\text{-AUG-}3^\prime$$

查遺傳密碼表：

$$\text{AUG}=\text{Methionine（甲硫胺酸，Met）}$$

因此，此 tRNA 所攜帶的胺基酸為 Met。

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選項分析

(A) Met：正確

$tRNA$ 的 anticodon 為 $5^\prime\text{-CAU-}3^\prime$，與 mRNA 上的 $5^\prime\text{-AUG-}3^\prime$ codon 反平行互補配對。AUG 編碼 Methionine，因此答案為 Met。

(B) His：錯誤

His（Histidine，組胺酸）的 codon 為 CAU 或 CAC。若 mRNA codon 為 $5^\prime\text{-CAU-}3^\prime$，其 anticodon 應為：

核心觀念

本題考查 B 細胞的免疫球蛋白基因重排、表現、體細胞突變，以及免疫耐受機制。

B 細胞在骨髓發育期間，即使尚未接觸抗原，也會進行免疫球蛋白基因重排，並在細胞表面表現膜型免疫球蛋白，形成 B 細胞受體（B-cell receptor, BCR）。成熟初始 B 細胞（naïve B cell）主要表現膜型 IgM 與 IgD。

抗原刺激後，B 細胞可在生發中心（germinal center）進行：

1. 體細胞高突變（somatic hypermutation）
2. 以親和力成熟（affinity maturation）篩選高親和力 B 細胞
3. 抗體類別轉換（class-switch recombination）

此外，若 B 細胞辨認自身抗原而未獲得適當共刺激訊號，可能進入無反應狀態，稱為 B 細胞無反應（B cell anergy），以維持免疫耐受。

解題方法

判斷本題的關鍵，是區分兩個時間點：

• B 細胞發育期： 進行免疫球蛋白基因重排，並表現膜型 IgM、IgD。
• 抗原活化後： 進行增殖、分化、體細胞高突變、親和力成熟與類別轉換。

因此，凡是說「B 細胞必須先受到抗原刺激，才會表現免疫球蛋白基因」的敘述，均與初始 B 細胞的基本生物學不符。

選項分析

(A) B cell does not express its immunoglobulin gene unless primed by antigen.

錯誤，為本題答案。

B 細胞不必先經過抗原 priming 才能表現免疫球蛋白基因。

在骨髓中發育時，B 細胞即開始進行免疫球蛋白基因重排，並表現膜型 IgM 作為 BCR。成熟初始 B 細胞通常同時表現膜型 IgM 與 IgD，這些免疫球蛋白負責辨認抗原。

抗原刺激的作用，主要是使 B 細胞：

• 活化與克隆增殖
• 分化為抗體分泌細胞（plasma cell）
• 進行體細胞高突變與親和力成熟
• 進行抗體類別轉換

因此，必須區分：

• 表現膜型免疫球蛋白： 抗原刺激前即已發生
• 大量分泌抗體： 通常需抗原活化及後續分化

本選項將「抗原活化後的抗體分泌」誤套用到「免疫球蛋白基因表現」，所以錯誤。

(B) B cells rearrange their immunoglobulin gene during their development.

正確。

B 細胞在發育過程中，會進行免疫球蛋白基因的 V（variable）、D（diversity）、J（joining）片段重組。

重鏈基因先進行：

$$V + D + J \longrightarrow VDJ$$

輕鏈基因則進行：

$$V + J \longrightarrow VJ$$

此過程由 RAG1（recombination-activating gene 1）與 RAG2 等酵素參與，形成具有特異性的 BCR。此基因重排發生在抗原刺激之前，是淋巴球發育的一部分。

核心觀念

本題考查族群遺傳學中的 Hardy–Weinberg 定律，以及顯性遺傳疾病的基因型判讀。

設：

• 正常等位基因為 $N$，頻率為 $p$
• HD 致病等位基因為 $H$，頻率為 $q$

由於 Huntington disease（亨丁頓舞蹈症）為顯性遺傳：

• $NN$：正常
• $NH$：罹病
• $HH$：罹病

在隨機交配、族群夠大、無選汰、突變、遷移等條件下，基因型頻率符合：

$$p^2+2pq+q^2=1$$

其中 $q^2$ 代表 HD 致病純合子 $HH$ 的比例。

解題方法

題目指出 HD homozygote patient 約占族群的 $4\%$，因此：

$$q^2=0.04$$

取平方根：

$$q=\sqrt{0.04}=0.20$$

因此正常等位基因的頻率為：

$$p=1-q=1-0.20=0.80$$

正常個體必須具有正常基因型 $NN$，其比例為：

$$p^2=(0.80)^2=0.64$$

換算為百分比：

$$0.64\times100\%=64\%$$

因此正確答案為 (C) 64%。

選項分析

• (A) 96%：錯誤

$96\%$ 是將已知的 HD 純合患者比例 $4\%$ 直接以 $100\%-4\%=96\%$ 計算。然而 HD 為顯性遺傳，雜合子 $NH$ 也會罹病，不能只扣除 $HH$ 純合患者。

• (B) 81%：錯誤

正常等位基因頻率為 $p=80\%$，正常個體比例必須計算為 $p^2$，而不是將其他數值平方得到 $81\%$。正確計算為：

核心觀念

本題考查葉片光合作用產物的運輸與韌皮部裝載，關鍵細胞是 transfer cell（轉移細胞）。

葉肉細胞進行光合作用後：

1. 葉綠體中的 Calvin cycle（卡爾文循環）產生 triose phosphate（三碳糖磷酸）。
2. 三碳糖磷酸可在細胞質中合成 sucrose（蔗糖）。
3. 蔗糖由葉肉細胞輸送至葉脈中的韌皮部。
4. 轉移細胞位於葉肉細胞與韌皮部之間，具有發達的細胞壁內突，能增加細胞膜面積，利於吸收、收集與轉運光合作用產物。

因此，題目所稱「收集光合作用產物的葉細胞」是 transfer cell。

解題方法

判斷本題可從「光合作用產物最後要運往何處」切入。

葉片是 source organ（源器官），光合作用產生的主要可運輸產物是蔗糖。蔗糖必須經由葉肉細胞，進入小葉脈的韌皮部，再由篩管長距離運送至根、果實或生長中的芽。

在葉肉細胞與韌皮部之間，負責吸收及轉移蔗糖等同化產物的細胞就是 transfer cell。其細胞壁內突可增加運輸相關的細胞膜面積，適合進行大量物質轉運。

選項分析

(A) collecting cell

「collecting cell」不是本題所指的標準葉片輸導細胞名稱。植物葉片中負責收集並將光合作用產物轉入韌皮部的典型細胞為 transfer cell，因此本選項錯誤。

(B) transfer cell

正確。轉移細胞通常位於葉脈附近，細胞壁具有壁內突，可增加質膜面積，增強蔗糖等光合作用產物的吸收與轉移，協助韌皮部裝載。

(C) tracheid

核心觀念

本題考查神經元動作電位（action potential）後的不應期（refractory period），重點是區分：

• 絕對不應期（absolute refractory period）：無論刺激多強，都無法再次產生動作電位。
• 相對不應期（relative refractory period）：可以產生第二次動作電位，但需要比平常更強的刺激。

造成動作電位後「短時間內完全無法再次反應」的主要原因，是電壓閘控鈉離子通道（voltage-gated sodium channel）進入失活狀態（inactivated state）。

鈉離子通道具有三種重要狀態：

1. 關閉但可啟動（closed and available）
2. 開啟（open）
3. 失活（inactivated）

動作電位期間，膜電位達到閾值後，鈉離子通道快速開啟，$\ce{Na+}$ 大量內流，使膜電位快速去極化。隨後鈉離子通道的失活閘關閉，通道進入失活狀態；在膜電位重新復極以前，通道無法再次開啟，因此形成絕對不應期。

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解題方法

判斷本題的關鍵，是將題幹中的「cannot respond to another stimulus shortly after an action potential」解讀為：

動作電位後，神經元在短時間內完全不能再次產生動作電位。

這對應到絕對不應期。絕對不應期的直接機制是電壓閘控鈉離子通道失活，而非單純的鉀離子外流。

動作電位的主要流程如下：

1. 靜止膜電位時，鈉離子通道關閉但可被啟動。
2. 達到閾值後，鈉離子通道快速開啟，$\ce{Na+}$ 內流，造成去極化。
3. 鈉離子通道迅速失活，形成絕對不應期。
4. 鉀離子通道開啟，$\ce{K+}$ 外流，使膜電位復極。
5. 鉀離子通道持續開啟時，會造成過度極化，形成相對不應期。

因此，本題所問的主要離子通道是鈉離子通道。

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選項分析

(A) sodium ion channel（鈉離子通道）—正確

電壓閘控鈉離子通道在動作電位後迅速進入失活狀態。失活的鈉離子通道不能立即重新開啟，即使給予更強刺激，也無法立刻產生另一個動作電位。

這是絕對不應期的主要原因，因此選項 A 正確。

鈉離子通道必須等到膜電位經由復極而恢復，才能由失活狀態回到「關閉但可啟動」狀態。

(B) potassium ion channel（鉀離子通道）—不正確

核心觀念

本題考「肝細胞的糖質新生作用（gluconeogenesis）」可利用哪些非糖類前驅物合成葡萄糖。

糖質新生主要利用：

• 胺基酸，尤其是可轉變為丙酮酸（pyruvate）或三羧酸循環中間物者
• 乳酸（lactate）
• 甘油（glycerol）

糖質新生的關鍵繞道反應包括：

1. 丙酮酸經丙酮酸羧化酶（pyruvate carboxylase）形成草醯乙酸（oxaloacetate）
2. 草醯乙酸經磷酸烯醇丙酮酸羧激酶（PEP carboxykinase, PEPCK）形成磷酸烯醇丙酮酸（PEP）
3. 經糖解作用的逆向途徑，最終形成葡萄糖

判斷某物質能否作為糖質新生原料，重點在於其碳骨架能否「淨生成」糖質新生途徑中的中間物。

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解題方法

逐一判斷各物質是否能轉變成糖質新生中間物：

• alanine 可轉成 pyruvate
• lactate 可轉成 pyruvate
• glycerol 可轉成 DHAP
• palmitate 只能分解成 acetyl-CoA，無法在人類體內淨生成 glucose
• adenine 並非標準的糖質新生前驅物

因此可作為肝細胞糖質新生原料的是：

$$\text{alanine}+\text{lactate}+\text{glycerol}$$

即 ○2、○3、○5，選擇 （E）。

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各物質的代謝判斷

○1 adenine（腺嘌呤）：錯誤

Adenine 是嘌呤（purine）含氮鹼基，主要參與 ATP、DNA、RNA 等分子的組成。

在人體內，adenine 可進行嘌呤代謝，經 hypoxanthine、xanthine 等中間物，最後形成 uric acid（尿酸）。此代謝路徑並不提供可直接進入糖質新生的碳骨架。

因此，adenine 不列為肝細胞合成葡萄糖的典型非糖類前驅物。

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○2 alanine（丙胺酸）：正確

Alanine 可透過丙胺酸轉胺酶（alanine aminotransferase, ALT）進行轉胺反應：

$$\text{alanine}+\alpha\text{-ketoglutarate} \rightleftharpoons \text{pyruvate}+\text{glutamate}$$

生成的 pyruvate 可經由糖質新生途徑轉變為 oxaloacetate，再形成 PEP，最後合成 glucose。

這也是「葡萄糖—丙胺酸循環（glucose-alanine cycle）」的核心。肌肉將胺基氮以 alanine 形式送至肝臟，肝臟將其碳骨架轉為 glucose。

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○3 lactate（乳酸）：正確

Lactate 可經由乳酸脫氫酶（lactate dehydrogenase, LDH）氧化成 pyruvate：

$$\text{lactate}+\ce{NAD+} \rightleftharpoons \text{pyruvate}+\ce{NADH}+\ce{H+}$$

Pyruvate 接著進入糖質新生途徑形成 glucose。

這是「Cori cycle（科里循環）」的主要內容：肌肉或紅血球產生的 lactate 運送至肝臟，肝臟將其重新轉成 glucose。

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○4 palmitate（棕櫚酸）：錯誤

Palmitate 是長鏈脂肪酸，可經由 β-oxidation（β-氧化）分解成 acetyl-CoA：

核心觀念

本題考查細菌的革蘭氏分類（Gram staining）與細胞壁構造。

Propionibacterium acnes（現稱 Cutibacterium acnes，痤瘡丙酸桿菌）為革蘭氏陽性菌（Gram-positive bacterium）。其細胞包膜的主要特徵如下：

• 具有厚的胜肽聚糖層（peptidoglycan layer）
• 含有磷壁酸（teichoic acid）與脂磷壁酸（lipoteichoic acid）
• 沒有革蘭氏陰性菌特有的外膜（outer membrane）
• 因此沒有外膜上的脂多醣（lipopolysaccharide, LPS）

革蘭氏陽性菌的典型結構可簡化表示為：

$$\text{細胞膜} \;+\; \text{厚胜肽聚糖層}$$

革蘭氏陰性菌則為：

$$\text{細胞膜} \;+\; \text{薄胜肽聚糖層} \;+\; \text{外膜（含 LPS）}$$

解題方法

題幹已直接提供關鍵分類資訊：P. acnes 是 Gram-positive bacterium。

因此只要套用革蘭氏陽性菌的細胞壁定義：

1. 革蘭氏陽性菌具有厚的胜肽聚糖層。
2. 革蘭氏陽性菌沒有外膜。
3. LPS 是革蘭氏陰性菌外膜的主要成分，不是革蘭氏陽性菌的細胞壁成分。

所以正確選項為厚胜肽聚糖層，即 (B)。

革蘭氏染色的原理也支持此判斷：厚胜肽聚糖層能在酒精或丙酮脫色步驟後保留結晶紫－碘複合物，使細菌呈紫色；革蘭氏陰性菌因胜肽聚糖層薄且具有外膜，脫色後再被番紅染成紅色或粉紅色。

選項分析

(A) thick lipopolysaccharide layer

錯誤。脂多醣（LPS）是革蘭氏陰性菌外膜的特徵性成分，包含：

• 脂質 A（lipid A）
• 核心多醣（core polysaccharide）
• O 抗原（O antigen）

革蘭氏陽性菌沒有外膜，因此不具有以 LPS 為主要成分的外膜層。此選項同時錯在將 LPS 作為 P. acnes 細胞壁的主要結構。

(B) thick peptidoglycan layer

正確。革蘭氏陽性菌的細胞壁含有厚的胜肽聚糖層，胜肽聚糖由：

核心觀念

本題考查植物群落的「生長限制因子」與 Liebig 最小量定律（law of the minimum）：植物生長速度通常受環境中最缺乏、最難取得，或最先達到需求上限的資源限制。

植物生長所需的重要資源包括：

• 水分
• 碳源，主要是大氣中的二氧化碳（$\ce{CO2}$）
• 氮源
• 磷源
• 鉀源

其中，碳源雖然是植物乾物質的主要組成元素，但在一般陸生植物群落中，大氣 $\ce{CO2}$ 通常比氮、磷、鉀及水分更容易取得，因此較不容易成為群落生長的限制因子。

植物透過光合作用固定二氧化碳：

$$\ce{6CO2 + 6H2O ->[光能][葉綠體] C6H12O6 + 6O2}$$

在卡爾文循環（Calvin cycle）中，$\ce{CO2}$ 由核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶／加氧酶（RuBisCO）固定到核酮糖-1,5-二磷酸（RuBP）上，形成 3-磷酸甘油酸（3-PGA），再經由 ATP 與 NADPH 還原形成三碳糖磷酸（G3P），供植物合成醣類、澱粉、纖維素及其他有機物。

解題方法

本題問的是「least possible growth-limiting factor」，意為「最不容易成為植物群落生長限制因子的因素」，不是問哪一項對植物最不重要。

判斷步驟如下：

1. 先確認各選項是否為植物生長所必需的資源。
2. 比較這些資源在自然環境中的普遍供應量與缺乏機率。
3. 氮、磷、鉀和水分常因土壤貧瘠、淋洗、乾旱或根部吸收受限而成為限制因子。
4. 一般大氣中的 $\ce{CO2}$ 供應相對穩定且廣泛存在，因此是其中最不容易限制植物群落生長的因素。

所以依官方答案，選擇碳源（B）。

選項分析

(A) nitrogen source（氮源）

氮是植物需求量較大的礦質元素，主要以硝酸根（$\ce{NO3^-}$）或銨根（$\ce{NH4^+}$）形式被吸收。

氮參與合成：

• 胺基酸與蛋白質
• 核酸
• 葉綠素
• 多種酵素

植物吸收硝酸根後，需經硝酸還原酶（nitrate reductase）及亞硝酸還原酶（nitrite reductase）作用，轉換為銨根，再透過 GS-GOGAT 系統整合至麩醯胺酸與麩胺酸中，供胺基酸合成使用。

土壤中的可利用氮常受分解速率、微生物作用、淋洗及土壤有機質含量影響，因此氮常是植物群落的重要限制因子。故本選項不是最不可能的限制因子。

(B) carbon source（碳源）

植物的主要碳源是大氣中的 $\ce{CO2}$。碳固定發生於葉綠體基質的卡爾文循環，關鍵酵素為 RuBisCO。

在一般陸生環境中，大氣 $\ce{CO2}$ 可由空氣持續供應，空間分布廣泛，通常不像水分或土壤礦質元素那樣容易因局部缺乏而限制整個植物群落的生長。

核心觀念

本題考的是不同藻類的光合色素與海水對光的選擇性吸收。

光合作用主要依賴葉綠素吸收光能，但不同藻類具有不同的輔助色素。海水會強烈吸收紅光，較短波長的藍光與藍綠光能穿透至較深水層。因此，能有效吸收藍綠光的藻類，較適合在深水區進行光合作用。

紅藻具有重要的藻膽蛋白（phycobiliproteins），其中藻紅蛋白（phycoerythrin）可吸收藍綠光，並將能量傳遞給葉綠素 $a$，使紅藻能利用深水中仍可穿透的光線。

解題方法

判斷流程如下：

1. 深水中的紅光大多已被海水吸收。
2. 深水仍以藍光、藍綠光較容易存在。
3. 比較各藻類的主要色素，找出最能吸收藍綠光者。
4. 紅藻的藻紅蛋白具有此功能，因此選擇紅藻。

藻紅蛋白吸收光能後，能量可依序傳遞至其他藻膽蛋白與葉綠素 $a$，最後供應光系統進行電子傳遞與 ATP、NADPH 的生成。就本題而言，關鍵並非背誦完整的光合作用反應，而是判斷「深水可利用的光波長」與「色素吸收範圍」的配合。

選項分析

(A) red algae 紅藻：正確

紅藻含有藻紅蛋白（phycoerythrin）及藻藍蛋白（phycocyanin）等藻膽蛋白，能有效吸收藍綠光。藍綠光在海水中穿透較深，紅藻因此能在相對較深的海域維持光合作用。

(B) green algae 綠藻：錯誤

綠藻主要含有葉綠素 $a$ 與葉綠素 $b$，並含有類胡蘿蔔素。葉綠素對紅光與藍光的吸收較強，但缺乏紅藻所具有的藻紅蛋白系統，因此在深水中利用藍綠光的能力較弱。

核心觀念

本題考查神經元動作電位（action potential）的產生機轉與基本特性。

動作電位是神經元膜電位快速、短暫且具再生性的變化，主要依序涉及：

1. 膜電位達到閾值（threshold）。
2. 電壓閘控鈉離子通道（voltage-gated Na⁺ channels）大量開啟，Na⁺快速內流，使膜去極化（depolarization）。
3. 鈉離子通道失活，同時電壓閘控鉀離子通道（voltage-gated K⁺ channels）開啟，K⁺外流，使膜再極化（repolarization）。
4. 鉀離子通道短暫維持開啟，造成過度極化（hyperpolarization）。
5. 膜電位藉由漏電通道與鈉鉀幫浦逐漸恢復至靜止膜電位。

因此，動作電位的起始關鍵是電壓閘控鈉離子通道開啟，而不是電壓閘控鉀離子通道開啟。

解題方法

題幹問的是「動作電位具有下列特徵，除了哪一項」，因此要找出不符合動作電位定義或產生機轉的敘述。

判斷重點如下：

• 起始去極化：主要由 Na⁺內流造成。
• 再生性反應：動作電位沿軸突傳導時，會由鄰近膜區域的電壓閘控通道重新產生。
• 全或無反應：達到閾值後，動作電位的振幅基本固定。
• 不隨距離或時間衰減：與被動電位不同，動作電位可長距離傳遞而不逐漸變小。
• 本質：是跨膜電位的快速變化，常發生於神經元軸突。

選項分析

(A) it is initiated by opening of voltage-gated potassium channels

錯誤，為本題答案。

動作電位的起始階段是電壓閘控鈉離子通道開啟，導致 Na⁺快速流入神經元，使膜電位迅速去極化。電壓閘控鉀離子通道雖然也參與動作電位，但主要在稍後開啟，造成 K⁺外流，負責膜的再極化與過度極化。

因此，將「電壓閘控鉀離子通道開啟」說成動作電位的起始機制是不正確的。

(B) it is regarded as a regenerative response

正確。

動作電位具有再生性（regenerative response）。當某一膜區域產生去極化時，會使鄰近膜區域達到閾值，開啟該處的電壓閘控鈉離子通道，進一步產生新的動作電位。

因此，動作電位能沿軸突逐段再生，而不是單純依賴原始電流被動擴散。

核心觀念

本題考查「短期禁食（short-term starvation）」時的血糖恆定與胰島素—升糖素調控。

短期禁食時，血糖逐漸下降，胰島素（insulin）分泌減少，升糖素（glucagon）分泌增加。升糖素主要作用於肝臟，使肝臟分解肝醣並製造葡萄糖，以維持血糖濃度。

此時最重要的代謝方向如下：

• 肝醣分解（glycogenolysis）增加
• 糖質新生（gluconeogenesis）增加
• 脂肪分解（lipolysis）增加
• 肝臟酮體生成（ketogenesis）逐漸增加
• 肌肉與脂肪組織對葡萄糖的攝取減少

因此，短期飢餓狀態下最活躍的主要代謝荷爾蒙是升糖素。

解題方法

判斷此題的關鍵是先確定「短期飢餓」的生理階段。

進食後，血糖升高，胰島素增加，促進：

• 葡萄糖進入細胞
• 肝醣合成（glycogenesis）
• 脂肪酸與三酸甘油酯合成
• 蛋白質合成

短期禁食後，血糖下降，胰島素降低，升糖素升高。升糖素與肝細胞膜上的 G protein-coupled receptor（G 蛋白偶聯受體）結合，活化：

$$\text{Glucagon receptor} \rightarrow G_s \rightarrow \text{adenylyl cyclase} \rightarrow \uparrow \text{cAMP} \rightarrow \text{protein kinase A, PKA}$$

接著，PKA 磷酸化相關酵素，使肝醣分解與糖質新生增加：

$$\text{Glycogen} \xrightarrow{\text{glycogen phosphorylase}} \text{Glucose-1-phosphate} \xrightarrow{\text{phosphoglucomutase}} \text{Glucose-6-phosphate} \xrightarrow{\text{glucose-6-phosphatase}} \text{Glucose}$$

肝臟也會利用乳酸、甘油與胺基酸進行糖質新生：

• 乳酸經由 lactate dehydrogenase（乳酸脫氫酶）轉為 pyruvate（丙酮酸）
• 甘油進入糖質新生途徑
• alanine（丙胺酸）經由 alanine transaminase（丙胺酸轉胺酶）轉為 pyruvate

糖質新生的關鍵酵素包括：

• pyruvate carboxylase（丙酮酸羧化酶）
• phosphoenolpyruvate carboxykinase, PEPCK（磷酸烯醇丙酮酸羧激酶）
• fructose-1,6-bisphosphatase（果糖-1,6-二磷酸酶）
• glucose-6-phosphatase（葡萄糖-6-磷酸酶）

升糖素也促進脂肪組織分解三酸甘油酯，釋放脂肪酸與甘油。脂肪酸進入肝臟後經由 β-oxidation（β-氧化）產生 acetyl-CoA（乙醯輔酶 A），部分 acetyl-CoA 進入酮體生成。

所以，看到「短期飢餓、血糖下降、維持血糖」時，應優先選擇 glucagon。

選項分析

核心觀念

本題考查「下視丘（hypothalamus）與腦垂體（pituitary gland）分泌激素的分工」。

下視丘具有兩項重要內分泌功能：

1. 分泌釋放激素或抑制激素，經由下視丘—腦垂體門脈系統（hypothalamic–hypophyseal portal system）作用於腦垂體前葉。
2. 合成抗利尿激素（ADH）與催產素（oxytocin），再經軸突運送至腦垂體後葉儲存與釋放。

本題依高雄醫學大學官方答案及一般考試分類，判定下視丘直接分泌的激素為 thyrotropin-releasing hormone（TRH，促甲狀腺激素釋放激素）。

解題方法

先判斷各選項的激素屬於哪個器官分泌：

• 下視丘：釋放激素與抑制激素，例如 TRH、CRH、GnRH、GHRH、somatostatin、dopamine。
• 腦垂體前葉：TSH、ACTH、LH、FSH、GH、PRL。
• 腦垂體後葉：釋放由下視丘合成的 ADH 與 oxytocin。
• 胰臟：glucagon。
• 腎上腺皮質：glucocorticoids。

因此，選項中只有 A 屬於下視丘分泌的典型釋放激素。

TRH 的作用路徑為：

$$\text{Hypothalamus} \xrightarrow{\text{TRH}} \text{Anterior pituitary} \xrightarrow{\text{TSH}} \text{Thyroid gland} \xrightarrow{\text{T}_3,\text{T}_4} \text{Target tissues}$$

TRH 先刺激腦垂體前葉分泌 TSH（thyroid-stimulating hormone，促甲狀腺激素），TSH 再刺激甲狀腺製造甲狀腺素 $T_3$ 與 $T_4$。

選項分析

(A) thyrotropin-releasing hormone

正確。

Thyrotropin-releasing hormone，簡稱 TRH，中文為促甲狀腺激素釋放激素，由下視丘神經分泌細胞合成並分泌，經下視丘—腦垂體門脈運送至腦垂體前葉。

TRH 主要刺激腦垂體前葉分泌 TSH，TSH 再作用於甲狀腺。因此，TRH 是典型的下視丘釋放激素。

(B) oxytocin

依考試的「釋放部位」分類，本選項錯誤。

Oxytocin（催產素）是在下視丘的視上核（supraoptic nucleus）與室旁核（paraventricular nucleus）合成，沿著下視丘—腦垂體後葉軸突運送至腦垂體後葉，最後由腦垂體後葉釋放入血液。

主要作用包括：

• 促進子宮平滑肌收縮，參與分娩。
• 促進乳腺肌上皮細胞收縮，造成乳汁射出（milk ejection）。

本題問「secreted from」，官方分類著重於進入血液的釋放部位，因此答案不選 oxytocin。

(C) luteinizing hormone

錯誤。

Luteinizing hormone，簡稱 LH，中文為黃體生成素，由腦垂體前葉分泌，不是下視丘分泌。

其分泌受到下視丘 **GnRH（gonadotropin-releasing hormone，促性腺激素釋放激素）**的刺激。LH 的主要作用包括：

• 女性：促使排卵，並促進黃體形成。
• 男性：作用於睪丸 Leydig cells（Leydig 細胞），刺激 testosterone（睪酮）合成。

路徑為：

核心觀念

本題考查細胞膜的「流動性」（membrane fluidity）及其影響因素。細胞膜主要由磷脂雙層、膽固醇與膜蛋白構成，其中磷脂分子可在同一層內進行側向移動（lateral movement），使膜具有流動性與柔韌性。

影響膜流動性的主要因素包括：

1. 脂肪酸鏈的不飽和程度
2. 溫度
3. 膽固醇含量
4. 脂肪酸鏈長度

磷脂由一層翻轉到另一層的運動稱為 flip-flop movement，此運動非常少見，且不是一般所指的膜流動性來源。

解題方法

判斷各選項是否屬於「直接影響膜流動性」的因素：

• 若會改變磷脂分子彼此堆積的緊密程度，通常會影響膜流動性。
• 若只是描述磷脂在兩層之間的跨膜翻轉，則不等同於膜在平面上的流動性。

因此，應選出不屬於膜流動性主要影響因素的選項。

選項分析

(A) number of double bonds in lipids

脂質中的雙鍵數量會影響膜流動性，故此項正確，不能選。

磷脂脂肪酸鏈中的雙鍵通常為順式雙鍵（cis double bond），會使脂肪酸鏈產生彎曲，降低分子排列的緊密程度，減少凡得瓦力，使磷脂較容易移動。

一般而言：

• 雙鍵數量增加 → 脂肪酸鏈彎曲程度增加 → 膜流動性增加
• 飽和脂肪酸比例增加 → 脂肪酸鏈排列緊密 → 膜流動性降低

(B) temperature

溫度會影響膜流動性，故此項正確，不能選。

溫度升高時，磷脂分子的動能增加，膜流動性上升；溫度降低時，磷脂分子活動減少，膜會變得較僵硬。

可概括為：

• 高溫 → 流動性增加
• 低溫 → 流動性降低

細胞會透過調整脂肪酸的飽和程度與鏈長度維持適當的膜流動性，此現象稱為膜的「流動性恆定」（homeoviscous adaptation）。

(C) flip-flop movement of lipids

此項為本題答案。

Flip-flop movement 是磷脂分子由脂雙層的一側翻轉至另一側，屬於跨層移動（transverse movement）。磷脂的親水性頭部必須穿過膜內部的疏水區，因此能量障礙很高，在沒有酵素協助時發生頻率極低。

核心觀念

本題考查維生素與肝細胞合成凝血因子的關係。肝臟製造的凝血因子中，部分蛋白質必須經過維生素 K 參與的轉譯後修飾，才能具備正常凝血功能。

維生素 K 的活性型為還原態維生素 K（vitamin K hydroquinone），作為肝細胞內 **γ-glutamyl carboxylase（γ-麩胺醯羧化酶）**的輔酶，使凝血因子蛋白質中特定的 glutamate（麩胺酸，Glu）殘基進行 γ-羧化，形成 γ-carboxyglutamate（Gla）殘基。

Gla 殘基能夠結合鈣離子，協助凝血因子附著於血小板膜上的磷脂表面，使凝血級聯反應順利進行。

最重要的維生素 K 依賴性凝血因子包括：

• Factor II：prothrombin（凝血酶原）
• Factor VII
• Factor IX
• Factor X

此外，抗凝血蛋白 protein C 與 protein S 也需要維生素 K 參與修飾。

解題方法

題幹直接指出「prothrombin and blood coagulation factors」以及其合成場所「hepatocytes」。看到凝血酶原與肝臟合成的凝血因子，應立即聯想到：

$$\text{Vitamin K} \longrightarrow \gamma\text{-carboxylation of Glu residues} \longrightarrow \text{Ca}^{2+}\text{ binding} \longrightarrow \text{正常凝血}$$

因此正確選項為 vitamin K。

嚴格而言，維生素 K 並非直接負責凝血因子的胜肽鏈轉譯，而是參與其成熟過程中的轉譯後修飾；但在考試用語中，通常將此修飾也歸入凝血因子的合成與活化。

選項分析

(A) folic acid（葉酸）錯誤

葉酸的主要功能是以 tetrahydrofolate（四氫葉酸，THF）衍生物形式，參與單碳單位轉移，對嘌呤、胸腺嘧啶核苷酸及 DNA 合成十分重要。

葉酸缺乏會造成 DNA 合成障礙與巨幼紅血球性貧血，但不負責凝血酶原的 γ-羧化。

(B) vitamin K（維生素 K）正確

核心觀念

本題考查植物的減數分裂（meiosis）發生位置，以及被子植物雌、雄配子體的形成過程。

減數分裂發生在具有下列特徵的細胞：

• 原本為二倍體（$2n$）
• 經減數分裂後產生單倍體（$n$）孢子
• 這些孢子再經有絲分裂形成配子體

在被子植物中：

• 雄性方向：花藥（anther）內的**小孢母細胞（microsporocyte）**進行減數分裂，產生小孢子（microspores），之後發育成花粉粒（pollen grains）。
• 雌性方向：胚珠（ovule）內的**大孢母細胞（megasporocyte）**進行減數分裂，產生大孢子（megaspores），其中一個大孢子再經有絲分裂形成胚囊（embryo sac）。

因此，胚珠是本題官方答案所指的正確位置。

解題方法

判斷關鍵在於區分：

1. 正在進行減數分裂的母細胞
2. 減數分裂完成後形成的孢子或配子體
3. 花的其他非生殖構造

題目問的是「Where do you find cells undergoing meiosis?」，重點是找出仍處於減數分裂階段的細胞，而非找減數分裂的產物。

雌性生殖構造的流程如下：

$$\text{胚珠內的大孢母細胞（}2n\text{）} \xrightarrow{\text{meiosis}} \text{大孢子（}n\text{）} \xrightarrow{\text{mitosis}} \text{胚囊（}n\text{）}$$

胚珠內含有進行減數分裂的大孢母細胞，因此選項（E）符合題意。

雄性生殖構造的流程則是：

$$\text{花藥內的小孢母細胞（}2n\text{）} \xrightarrow{\text{meiosis}} \text{小孢子（}n\text{）} \xrightarrow{\text{mitosis}} \text{花粉粒（}n\text{）}$$

題目沒有提供「anther（花藥）」這個選項；「pollens（花粉）」是減數分裂後的產物，因此不能選（B）。

選項分析

（A）shoot apical meristem

錯誤。

Shoot apical meristem（莖頂分生組織）主要由未分化或正在分裂的植物細胞組成，負責莖、葉與花序等地上部構造的生長。

核心觀念

本題考的是動物細胞膜外側的醣類結構及其功能。

細胞膜外側的寡醣（oligosaccharides）通常不是單獨漂浮，而是以共價鍵接在：

• 膜蛋白上形成醣蛋白（glycoprotein）
• 膜脂質上形成醣脂（glycolipid）

這些醣蛋白與醣脂共同構成細胞表面的醣萼（glycocalyx）。醣萼可參與：

1. 細胞與細胞之間的辨識（cell-cell recognition）
2. 細胞黏附（cell adhesion）
3. 免疫辨識與抗原特異性
4. 細胞表面保護與訊號接收

因此，若動物細胞失去膜外側的寡醣，最直接受影響的功能是細胞間辨識。

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解題方法

判斷本題的關鍵，是先將「extra-membranous oligosaccharides」聯想到細胞膜外側的醣萼，而不是將其視為負責膜運輸或電位變化的主要結構。

細胞膜的功能可大致分為：

• 膜外醣類：細胞辨識、細胞黏附、免疫辨識
• 膜蛋白：物質運輸、受體功能、酵素作用、訊號傳遞
• 脂質雙層：形成選擇性屏障，維持細胞內外環境差異
• 離子通道與離子幫浦：造成膜電位、離子進出及電化學梯度

題幹明確指出失去的是「膜外側寡醣」，因此應優先選擇與細胞表面辨識最直接相關的功能，即 intercellular recognition。

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選項分析

(A) the aggregation of cytoskeleton
細胞骨架的聚集

錯誤。

細胞骨架（cytoskeleton）主要由微管（microtubules）、微絲（microfilaments）及中間絲（intermediate filaments）構成，負責維持細胞形狀、細胞運動、胞器定位與細胞內運輸。

其組裝與聚集主要受到下列因素調控：

• 微管蛋白（tubulin）的聚合
• 肌動蛋白（actin）的聚合
• 中間絲蛋白的組裝
• 相關調節蛋白與細胞訊號

膜外寡醣並不是細胞骨架聚合的主要材料，也不是直接控制細胞骨架組裝的結構。細胞表面醣類的缺失，至多可能間接影響細胞黏附與訊號傳遞，但「細胞骨架的聚集」並非本題所要考的直接功能。

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(B) the intercellular recognition
細胞間辨識

正確。

細胞膜外側的醣蛋白與醣脂所形成的醣萼，帶有特定的醣鏈排列。不同細胞具有不同的醣鏈組成，因此可作為細胞表面的辨識標誌。

例如：

• 紅血球 ABO 血型抗原與膜表面醣鏈有關
• 免疫細胞可辨識細胞表面的特定醣蛋白與抗原
• 細胞與細胞黏附時，膜表面醣類可參與辨識
• 胚胎發育及組織形成時，細胞可藉由表面分子辨認相鄰細胞

當膜外寡醣消失時，細胞表面的辨識標誌會受損，因此細胞間辨識功能下降。這正是題幹所描述的最直接結果。

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(C) the exchange of proton across the membrane
質子跨膜交換

錯誤。

核心觀念

本題測驗高血壓（Hypertension）的病理生理學機轉（Pathophysiology）、診斷標準與臨床治療原理。

關鍵生理學公式為平均動脈壓（Mean Arterial Pressure, $\text{MAP}$）：
$\text{MAP} = \text{CO} \times \text{TPR}$
其中：

• $\text{CO}$ 為心輸出量（Cardiac Output）
• $\text{TPR}$ 為總周邊阻力（Total Peripheral Resistance）

臨床上絕大多數的原發性高血壓（Essential/Primary hypertension）患者，其主要病理特徵是總周邊血管阻力增加（Elevated TPR）（小動脈平滑肌持續收縮或血管硬化改建），而心輸出量（$\text{CO}$）通常維持在正常範圍內，並非由「長期心輸出量過高」引起。

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解題方法

1. 鎖定題目問句：題幹要求選出「NOT correct（錯誤）」的敘述。
2. 檢視血行動力學機轉：依據 $\text{MAP} = \text{CO} \times \text{TPR}$，原發性高血壓的病因主要是後負荷與周邊阻力（$\text{TPR}$）上升，小動脈異常收縮所致；長期升高的心輸出量多見於甲狀腺亢進、嚴重貧血或動靜脈瘻管等高動力循環狀態，不是高血壓典型的長期致病原因。
3. 辨識其餘選項的病理與臨床處置：

• 高血壓的臨床定義為持續性（persistent/always）高壓，而非短暫因情緒或運動導致的升高。
• 早期臨床準則常用 $\ge 140/90\text{ mmHg}$ 作為門檻（本題 (B) 選項給予 $144/90\text{ mmHg}$ 的情境描述）。
• 腎臟疾病常藉由腎素-血管收縮素-醛固酮系統（RAAS）與體液滯留誘發次發性高血壓。
• 利尿劑能減少血容量，是第一線降血壓藥物。

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選項分析

• (A) Blood pressure is always high.（正確）
  臨床高血壓（Hypertension）的定義強調**持續性（sustained / persistent）**的動脈血壓偏高。若僅是因運動、壓力或情緒緊張等暫時性生理刺激導致的短暫血壓上升，不能診斷為高血壓。因此本選項以「always high」強調高血壓患者在非刺激的基礎狀態下血壓仍維持高水平，敘述符合臨床病態定義。

• (B) Systolic pressure is above 144 mmHg and diastolic pressure is over 90 mmHg.（正確）

核心觀念

本題測驗動物生理學中荷爾蒙的化學結構分類（Chemical Classes of Hormones）。依據其化學結構與合成來源，脊椎動物的荷爾蒙主要可分為三大類：

1. 多肽與蛋白質類荷爾蒙（Polypeptides / Peptide hormones）：由胺基酸以胜肽鍵（peptide bond）連結構成，水溶性（water-soluble）。常見例子如抗利尿激素（ADH，又稱 vasopressin）、催產素（oxytocin）、胰島素（insulin）、昇糖素（glucagon）等。
2. 類固醇類荷爾蒙（Steroid hormones）：由膽固醇（cholesterol）衍生而來，具四環固醇核結構，為脂溶性（lipid-soluble）。常見例子如皮質酮／可體松（cortisone）、皮質醇（cortisol）、醛固酮（aldosterone）、黃體素（progesterone）、睪固酮（testosterone）、雌二醇（estradiol）等。
3. 胺類荷爾蒙（Amine hormones）：主要由單一胺基酸（多為酪胺酸 tyrosine 或色胺酸 tryptophan）衍生修飾而來。

• 酪胺酸衍生：兒茶酚胺類（catecholamines，包含 epinephrine、norepinephrine，為水溶性）；甲狀腺素（thyroxine / $\ce{T4}$ 及 triiodothyronine / $\ce{T3}$，為脂溶性）。
• 色胺酸衍生：褪黑激素（melatonin）。

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解題方法

本題的解題關鍵在於辨別題目給定的 5 種荷爾蒙其生化骨架與合成來源：

1. 先排除由膽固醇合成的類固醇荷爾蒙（progesterone, cortisone）。
2. 再排除由單一酪胺酸衍生的胺類荷爾蒙（thyroxin, epinephrine）。
3. 鎖定由胺基酸縮合形成胜肽鏈的胜肽類荷爾蒙（antidiuretic hormone，為下視丘合成的九胜肽）。

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選項分析

• (A) thyroxin（甲狀腺素，$\ce{T4}$）：錯誤。
  甲狀腺素屬於胺類荷爾蒙（amine hormone），是由甲狀腺濾泡細胞以**酪胺酸（tyrosine）**為原料碘化縮合而成，並非胜肽鏈或蛋白質，故不屬於 peptide hormone。

核心觀念

本題測驗分子生物學中轉譯作用的終止（Translation Termination）與停滯（Translation Stalling/Arrest）機轉：

1. 標準轉譯終止機制：核糖體沿著 mRNA 移動，當 A 位點（A site）遇到終止密碼子（Stop codon: UAA, UAG, UGA）時，並無對應的胺醯-tRNA（aminoacyl-tRNA），而是由釋放因子（Release Factor, RF）結合至 A 位點，促使胜肽基轉移酶中心催化多肽鏈與 tRNA 之間的水解反應，釋放新生多肽鏈並解離核糖體次單元。
2. 非典型／異常終止與停滯機制：

• 當細胞缺乏某種特定胺基酸（amino acid deficiency）時，該胺基酸對應的帶原 tRNA（uncharged tRNA）比例上升，導致帶電的 aminoacyl-tRNA 無法進入核糖體 A 位點。
• 在真核與原核生物中，無對應 aminoacyl-tRNA 進入會導致核糖體前進受阻（Ribosome stalling），進而引發轉譯停滯、mRNA 衰變途徑（如 No-Go Decay, NGD）或透過釋放相關因子強迫終止轉譯。

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解題方法

分析題目問句「The translation terminates under which of the following conditions?」，需檢視哪些生理或病理條件會促成轉譯反應的「正常終止」或「提前終止／停滯釋放」：

• 正常的終止需要終止密碼子（條件 ②）。
• 當環境中缺乏特定胺基酸（條件 ③），會導致核糖體缺乏進入 A 位點的 aminoacyl-tRNA（條件 ④），此時轉譯無法繼續伸長（elongation），核糖體發生停滯，最終誘發異常終止與複合體解離。
• 逐一篩選 5 個敘述後，組合符合題目終止條件的敘述。

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選項分析

• ○1 ribosome reaches the end of mRNA（錯誤）

• mRNA 的 3' 端並非轉譯終止的訊號。正常 mRNA 在終止密碼子之後仍有 3' 非轉譯區（3' UTR）及多聚腺苷酸尾（poly-A tail）。

• 若核糖體一路轉譯至 mRNA 物理端點而未遇到終止密碼子（Non-stop mRNA），屬於轉譯異常，需啟動 Non-stop Decay（NSD）機轉救援，而非正常轉譯終止。

• ○2 ribosome reaches the stop codon（正確）

• 此為最典型且標準的轉譯終止條件。

核心觀念

本題考查癌症依「起源細胞或組織」所採用的命名方式。常見分類如下：

起源細胞或組織	癌症名稱
上皮細胞（epithelial cells）	Carcinomas（癌）
腺體細胞（glandular cells）	Adenocarcinomas（腺癌）
結締組織細胞（connective tissue cells）	Sarcomas（肉瘤）
神經膠細胞（glial cells）	Gliomas（膠質瘤）
淋巴組織或淋巴球	Lymphomas（淋巴瘤）
造血組織中的白血球前驅細胞	Leukemias（白血病）

本題的關鍵在於區分 leukemia（白血病） 與 lymphoma（淋巴瘤）。兩者都屬於血液或淋巴系統的惡性腫瘤，但命名與主要侵犯部位不同。

解題方法

逐一比對每個選項所描述的「細胞來源」與「癌症名稱」：

• 若起源是上皮、腺體、結締組織或神經膠細胞，分別對應 carcinoma、adenocarcinoma、sarcoma、glioma。
• 若起源是淋巴球或淋巴組織，應稱為 lymphoma，而不是 leukemia。
• Leukemia 是造血組織中的惡性細胞大量出現在骨髓與周邊血液，重點是「血液與骨髓中的白血病細胞增生」。

因此，將 leukemia cells 的癌症稱為 lymphomas，屬於名稱與起源分類的錯置。

選項分析

(A) Cancers of leukemia cells are called lymphomas.

錯誤。

Lymphomas（淋巴瘤）是起源於淋巴球或淋巴組織的惡性腫瘤，常形成淋巴結或其他淋巴組織中的腫塊。

Leukemias（白血病）則是造血組織中的惡性細胞異常增生，主要侵犯骨髓，並使異常細胞進入周邊血液。其名稱是 leukemia，不是 lymphoma。

較精確的對應為：

• 淋巴球或淋巴組織的惡性腫瘤：lymphoma
• 造血組織中形成並進入血液的惡性白血球：leukemia

所以本選項將 leukemia 與 lymphoma 混為一談，是本題錯誤選項。

(B) Cancers of epithelial cells are called carcinomas.

正確。

Epithelial cells（上皮細胞）覆蓋皮膚、消化道、呼吸道及各種器官表面，也構成許多器官的內襯。起源於上皮細胞的惡性腫瘤一般稱為 carcinomas（癌）。

例如肺癌、乳癌、皮膚癌及大腸癌，多數屬於 carcinomas。

(C) Cancers of glandular cells are called adenocarcinomas.

正確。

核心觀念

本題考查真核生物的 RNA splicing（RNA 剪接），也就是將新轉錄出的前體信使 RNA（pre-mRNA）中的 **intron（內含子）**移除，並將 **exon（外顯子）**連接起來，形成成熟 mRNA。

RNA 剪接主要由 **spliceosome（剪接體）**完成。剪接體由多種：

• snRNA（small nuclear RNA，小核 RNA）
• 蛋白質

組成，snRNA 與蛋白質結合後稱為 snRNP（small nuclear ribonucleoprotein，小核核糖核蛋白）。

主要 snRNP 包括：

• U1 snRNP：辨認 5′ splice site（5′ 剪接位點）
• U2 snRNP：辨認 branch point（分枝點）的腺嘌呤 A
• U4、U6 snRNP：參與催化核心的形成
• U5 snRNP：協助兩個 exon 對準並連接

剪接反應包含兩次轉酯反應：

1. branch point 的腺嘌呤核糖 2′-OH 攻擊 5′ splice site，形成含有 2′-5′ phosphodiester bond 的 lariat（套索狀）intron。
2. 上游 exon 的 3′-OH 攻擊 3′ splice site，使兩個 exon 連接，並釋放 intron lariat。

因此，與 RNA splicing 直接相關的 RNA 是 snRNA。

解題方法

判斷本題的關鍵，是辨認各種 RNA 的主要功能：

• 參與剪接體組成與剪接反應：snRNA
• 作為核糖體結構與催化成分：rRNA
• 傳遞胺基酸至核糖體：tRNA
• 調控特定 mRNA 的穩定性與翻譯：miRNA
• 作為蛋白質合成模板：mRNA

題目問的是「哪一種 RNA works in RNA splicing」，直接對應到剪接體中的 small nuclear RNA，故選 snRNA。

選項分析

(A) rRNA

rRNA（ribosomal RNA，核糖體 RNA）是核糖體的主要 RNA 成分，負責：

• 維持核糖體結構
• 協助 mRNA 與 tRNA 定位
• 參與 peptide bond（肽鍵）形成

核糖體的肽基轉移酶活性主要由 rRNA 貢獻，因此核糖體屬於具有核酶活性的 RNA－蛋白質複合體。

但 rRNA 的主要作用場所是 ribosome（核糖體），功能是進行 translation（翻譯），不是一般真核 pre-mRNA 的 RNA splicing。因此本選項錯誤。

(B) tRNA

tRNA（transfer RNA，轉移 RNA）的主要功能是：

1. 利用 anticodon（反密碼子）辨認 mRNA 上的 codon（密碼子）。
2. 攜帶相對應的胺基酸至核糖體。
3. 參與蛋白質翻譯。

tRNA 的 3′ 端通常具有 CCA 序列，胺基酸透過 aminoacyl-tRNA synthetase（胺醯-tRNA 合成酶）接到此處。

tRNA 不屬於 spliceosome 的主要組成，也不負責移除 pre-mRNA 的 intron，因此本選項錯誤。

核心觀念

本題考查細胞訊息傳遞中的「第二信使」（second messenger）。

第一信使（first messenger）通常是細胞外的訊號分子，例如荷爾蒙、神經傳遞物質或生長因子。第一信使與細胞膜上的受體結合後，會啟動細胞內訊息傳遞，進而產生或釋放第二信使。

常見第二信使包括：

• $\ce{Ca^{2+}}$
• cAMP
• cGMP
• $\ce{IP3}$
• DAG
• Nitric oxide（NO）
• 部分脂質訊息分子

第二信使的主要功能，是將受體接收到的訊號放大並傳遞至細胞內的蛋白質激酶、離子通道或其他效應蛋白。

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解題方法

判斷各選項是否為第二信使，可檢查其是否具有以下特徵：

1. 是否在第一信使刺激後，於細胞內增加或產生？
2. 是否能將受體訊號傳遞給下游效應蛋白？
3. 是否具備訊號放大或調節細胞反應的功能？

本題依高雄醫學大學官方答案的命題分類，將 $\ce{Ca^{2+}}$、NO、PIP2 及 sphingomyelin 視為細胞內訊號傳遞相關分子，只有 ATP 不列為第二信使，因此答案為 E。

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選項分析

(A) $\ce{Ca^{2+}}$：正確的第二信使

細胞質中的游離 $\ce{Ca^{2+}}$ 濃度通常很低。當受體受到刺激時，可經由下列機轉使細胞質 $\ce{Ca^{2+}}$ 上升：

• 細胞膜上的電壓門控或配體門控鈣離子通道開啟
• 由內質網釋放 $\ce{Ca^{2+}}$
• G protein-coupled receptor（GPCR）啟動 phospholipase C（PLC）

典型路徑如下：

$$\text{受體} \rightarrow G_q \rightarrow \text{PLC}\beta$$

PLC$\beta$ 水解膜上的 phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate（PIP2），產生 IP3。IP3 與內質網上的 IP3 receptor 結合，使內質網釋放 $\ce{Ca^{2+}}$：

$$\ce{PIP2 ->[PLC\beta] IP3 + DAG}$$

釋放出的 $\ce{Ca^{2+}}$ 可與 calmodulin 結合，調節 protein kinase、肌肉收縮、胞吐、代謝與基因表現。因此 $\ce{Ca^{2+}}$ 是典型第二信使。

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(B) Nitric oxide：正確的第二信使

Nitric oxide（NO，一氧化氮）是可自由擴散的氣體訊號分子，能穿過細胞膜，作用於鄰近細胞或產生它的細胞。

NO 的合成途徑為：

$$\text{L-arginine} \xrightarrow{\text{nitric oxide synthase, NOS}} \text{L-citrulline}+\text{NO}$$

在血管內皮細胞中，乙醯膽鹼、bradykinin 或血流剪力可刺激 endothelial NOS（eNOS）產生 NO。NO 擴散至血管平滑肌後，活化 soluble guanylyl cyclase，使 GTP 轉換成 cGMP：

$$\ce{GTP ->[guanylyl\ cyclase] cGMP}$$

cGMP 再活化 protein kinase G（PKG），降低平滑肌細胞內 $\ce{Ca^{2+}}$ 濃度，造成血管舒張。

NO 本身即是細胞內傳遞訊號的分子，符合第二信使的功能，故 B 不應選。

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(C) Phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate：依本題命題分類視為訊號分子

Phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate（PIP2）位於細胞膜內側，是 PLC 作用的重要磷脂分子。當 Gq 蛋白活化 PLC$\beta$ 後，PIP2 被水解為兩個關鍵訊號分子：

核心觀念

本題考查遺傳學中的四個重要概念：

1. 性別決定系統（sex-determination system）
2. 性聯基因（sex-linked gene）
3. 不分離（nondisjunction）
4. 多效性（pleiotropy）與連鎖基因（linked genes）

解題關鍵是逐一比對各選項與標準定義，找出敘述錯誤者。

解題方法

本題為單選題，採「定義核對法」：

• 螞蟻、蜜蜂的性別決定方式是否為 Z-W 系統？
• 位於性染色體上的基因如何稱呼？
• 不分離的發生機制為何？
• 一個基因影響多種性狀的現象稱為何？
• 連鎖基因是否符合獨立分配律？

其中，第一項涉及特殊的性別決定方式，是本題最主要的判斷點。

選項分析

(A) The sex determined in most ants and bees is by the Z-W system.

錯誤。

大多數螞蟻與蜜蜂採用的是單倍體－二倍體性別決定系統（haplodiploid sex-determination system），不是 Z-W 性別決定系統。

其基本機制如下：

• 受精卵形成二倍體個體，通常發育為雌性，即蜂后或工蜂。
• 未受精卵由單倍體發育為雄性，即雄蜂。
• 雄蜂的染色體組來自母方，為單倍體 $n$。
• 雌蜂的染色體組來自父母雙方，為二倍體 $2n$。

因此，性別主要取決於是否經過受精：

$$\text{受精卵 }(2n)\rightarrow \text{雌性}$$ $$\text{未受精卵 }(n)\rightarrow \text{雄性}$$

Z-W 系統則是鳥類及部分其他動物常見的性別決定方式。在此系統中：

• 雄性通常為 $ZZ$
• 雌性通常為 $ZW$

螞蟻與蜜蜂的典型性別決定機制並非 $ZZ/ZW$，所以本項為錯誤敘述。

(B) Any gene located on a sex chromosome is called a sex-linked gene.

正確。

位於性染色體上的基因稱為性聯基因（sex-linked gene）。在人類中，性聯基因最常指位於 X 染色體上的基因，例如：

• 色盲基因
• 血友病相關基因

男性為 $XY$，只有一條 X 染色體，因此 X 聯遺傳性隱性疾病較容易表現。女性為 $XX$，必須在兩條 X 染色體上都帶有隱性等位基因，才通常會表現相關性狀。

嚴格而言，位於 Y 染色體上的基因也屬於性染色體上的基因，常稱為Y 聯基因（Y-linked gene）；位於 X、Y 染色體同源區的基因則涉及偽常染色體區（pseudoautosomal region）。在一般遺傳學教科書的定義下，本項敘述正確。

(C) Nondisjunction occurs when members of a chromosome pair fail to separate.

正確。

核心觀念

本題考查「染色質介導的基因表現調控」（chromatin-mediated gene expression），核心機制是表觀遺傳修飾（epigenetic modification），尤其是：

1. DNA 甲基化：在 DNA 的胞嘧啶（cytosine）上加入甲基，形成 5-甲基胞嘧啶（5-methylcytosine）。
2. 組蛋白甲基化：在組蛋白特定位點的胺基酸殘基上加入甲基，改變染色質結構與基因轉錄活性。

上述反應所加入的關鍵官能基是甲基 $\ce{CH3}$。

甲基轉移通常由 DNA methyltransferase 或 histone methyltransferase 催化，甲基供體為 $S$-adenosylmethionine（SAM）：

$$\text{DNA 或組蛋白} + \text{SAM} \longrightarrow \text{甲基化的 DNA 或組蛋白} + \text{SAH}$$

DNA 甲基化常使啟動子區域的染色質變得緊密，抑制轉錄；組蛋白甲基化則依修飾位置而定，可能促進或抑制基因表現。

解題方法

判斷各選項是否為染色質調控中直接加入或移除的關鍵官能基。題目詢問的是參與 chromatin-mediated gene expression 的官能基，依高雄醫學大學本題官方答案，命題重點指向 DNA 與組蛋白的甲基化作用。

因此，選出代表甲基的 $\ce{CH3}$。

選項分析

(A) $\ce{OH}$：錯誤

$\ce{OH}$ 是羥基（hydroxyl group）。雖然羥基廣泛存在於 DNA、RNA、醣類與蛋白質中，但它不是本題所指的染色質甲基化標記。

染色質調控常見的組蛋白修飾包括甲基化、乙醯化、磷酸化與泛素化；其中甲基化所加入的是 $\ce{CH3}$，不是 $\ce{OH}$。因此本選項不符合官方命題所要考的核心官能基。

(B) $\ce{COOH}$：錯誤

$\ce{COOH}$ 是羧基（carboxyl group），常見於胺基酸的側鏈與脂肪酸。羧基本身不是 DNA 甲基化或組蛋白甲基化時轉移的修飾基團。

染色質的基因表現調控並非以在 DNA 或組蛋白上加入羧基作為主要機制，因此不選。

(C) $\ce{CH3}$：正確

$\ce{CH3}$ 是甲基（methyl group），是本題的關鍵答案。

在 DNA 甲基化中，DNA methyltransferase 將 SAM 的甲基轉移至胞嘧啶，形成 5-methylcytosine。

核心觀念

本題考查真核生物 DNA 複製所需的主要酵素，以及真核生物與原核生物在 DNA 拓撲結構調控上的差異。

真核 DNA 複製時，雙股 DNA 必須先被解開，並在複製叉處合成新的 DNA 鏈。主要相關酵素包括：

• Helicase（解旋酶）：解開 DNA 雙股之間的氫鍵，使兩條模板鏈分離。
• DNA polymerase（DNA 聚合酶）：以親代 DNA 為模板，依據鹼基互補原則合成新 DNA 鏈。
• DNA ligase（DNA 連接酶）：將不連續合成所產生的 Okazaki fragments（岡崎片段）連接起來。
• Topoisomerase（拓撲異構酶）：減少 DNA 解旋時前方累積的超螺旋張力。

其中，gyrase（旋轉酶）是細菌特有的 DNA topoisomerase II 類型，標準真核 DNA 複製系統並不包含 gyrase。

解題方法

判斷每個選項是否屬於真核 DNA 複製所需酵素即可。

真核 DNA 複製的基本流程如下：

1. Helicase 在複製叉處解開 DNA 雙股。
2. 解旋造成複製叉前方 DNA 產生扭轉張力與正超螺旋。
3. Topoisomerase 暫時切開 DNA 單股或雙股，解除張力後再重新連接。
4. DNA polymerase 合成 leading strand（前導股）與 lagging strand（後隨股）。
5. 後隨股形成多個 Okazaki fragments。
6. DNA ligase 將相鄰 DNA 片段間的缺口封合。

因此，只要找出「不屬於真核細胞標準 DNA 複製酵素」的選項即可。

選項分析

(A) ligase

Ligase 即 DNA ligase（DNA 連接酶），存在於真核 DNA 複製過程中。

後隨股以不連續方式合成，會先形成許多 Okazaki fragments。RNA primer 被移除並補上 DNA 後，片段之間仍可能保留 nick（單股缺口）。DNA ligase 催化缺口封合，使相鄰核苷酸之間形成磷酸二酯鍵。

其反應可概念化表示為：

$$\text{DNA-3'OH}+\text{DNA-5' phosphate} \longrightarrow \text{continuous DNA strand}$$

因此，ligase 是真核 DNA 複製所需的酵素，本選項錯誤。

(B) DNA polymerase

**DNA polymerase（DNA 聚合酶）**是 DNA 複製的核心酵素，負責將 deoxyribonucleotides（去氧核糖核苷酸）接到新生 DNA 鏈的 $3'$ 端。

DNA 合成方向固定為 $5' \rightarrow 3'$，反應需要：

• DNA template（DNA 模板）
• primer 的 $3'$-OH
• dNTPs
• Mg²⁺ 等輔因子

反應可表示為：

核心觀念

**Signal transduction（訊息傳遞）**是細胞接收外界或內部訊號後，經由一連串分子事件，將訊號轉換成特定細胞反應的過程。常見結果包括：

• 改變基因表現
• 調整代謝酵素活性
• 改變細胞骨架與形狀
• 調節分泌、收縮、細胞分裂或細胞凋亡

訊息傳遞不一定從細胞膜上的受體開始，也不一定只透過第二訊息傳遞者完成。

常見路徑如下：

1. GPCR 路徑
   配體與 G protein-coupled receptor 結合，活化 G protein，進而調節 adenylate cyclase（腺苷酸環化酶）或 phospholipase C（磷脂酶 C）。

• Adenylate cyclase 將 ATP 轉為 cAMP
• cAMP 活化 protein kinase A（PKA）
• PKA 磷酸化下游蛋白質，放大訊號

2. PLC 路徑
   PLC 將膜上的 $\ce{PIP2}$ 分解為：

• $\ce{IP3}$：促使內質網釋放 $\ce{Ca^{2+}}$
• $\ce{DAG}$：與 $\ce{Ca^{2+}}$ 一同活化 protein kinase C（PKC）

3. RTK 路徑
   Receptor tyrosine kinase（受體酪胺酸激酶）活化後，可啟動：

$\text{Ras} \rightarrow \text{Raf} \rightarrow \text{MEK} \rightarrow \text{ERK}$

ERK 最終可進入細胞核，調節轉錄因子與基因表現。

4. 細胞內受體路徑
   類固醇激素、甲狀腺素、視黃酸等脂溶性訊號可穿過細胞膜，直接與細胞質或細胞核內的受體結合，調節基因轉錄。

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解題方法

本題問的是 FALSE（錯誤）的敘述。判斷重點是檢查選項中的絕對性字眼，例如：

• only（只能）
• must（必須）
• all（全部）

訊息傳遞的基本概念是「訊號被接收、轉換並引發細胞反應」，但其起點與中間機制具有多樣性。因此，只要選項把所有訊息傳遞都限制成單一路徑，就屬於錯誤敘述。

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選項分析

(A) Signal transduction can only start with a signal to a membrane receptor and ends with a change in cell function.

錯誤。

訊息傳遞並非只能由「訊號與細胞膜受體結合」開始。

脂溶性激素可穿過細胞膜，直接與細胞質或細胞核中的細胞內受體結合。例如：

• Cortisol（皮質醇）與 glucocorticoid receptor（糖皮質激素受體）結合
• Thyroid hormone（甲狀腺素）與核受體結合
• Retinoic acid（視黃酸）與核受體結合

這些路徑不需要先活化膜受體，便可直接影響 DNA 上的 response element，調節基因轉錄。

此外，訊息傳遞的結果也不應被限定為單純的「細胞功能改變」。它可以具體表現為：

• 基因表現改變
• 蛋白質磷酸化狀態改變
• 代謝速率改變
• 細胞週期調控
• 細胞凋亡或分化

因此，選項中的 only 將訊息傳遞錯誤地限制為「膜受體起始」，是本題錯誤所在。

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(B) The signal must be amplified in a cascade manner within the cells.

依本題命題脈絡，此敘述視為正確。

細胞訊息傳遞通常具有級聯式放大作用。一個受體被活化後，可活化多個 G protein、酵素或蛋白激酶；每一個下游分子又能活化更多分子，使微弱的外界訊號產生顯著細胞反應。

例如 $\beta$-adrenergic receptor 路徑：

$$\text{受體} \rightarrow G_s \rightarrow \text{adenylate cyclase} \rightarrow \text{cAMP} \rightarrow \text{PKA}$$

活化後的 PKA 可磷酸化多個下游蛋白質，因此產生訊號放大。

核心觀念

本題考查四大基本組織（主要組織類型）的分類與特徵：

1. 上皮組織（epithelial tissue）：細胞排列緊密，覆蓋身體外表面及內部管腔、器官表面，具有保護、吸收、分泌等功能。
2. 結締組織（connective tissue）：細胞通常較分散，周圍具有豐富的細胞外基質（extracellular matrix, ECM），包括纖維與基質。
3. 肌肉組織（muscle tissue）：主要負責收縮與運動。
4. 神經組織（nervous tissue）：負責訊息接收、傳遞與整合。

本題的判斷關鍵在於：結締組織的分類，以及人體中最常見的結締組織類型。

解題方法

逐項檢查敘述是否符合組織學定義：

• 涉及呼吸道纖毛與黏液清除者，判斷其是否符合呼吸道上皮的構造與功能。
• 涉及脂肪組織者，判斷其是否屬於結締組織。
• 涉及上皮組織分布者，判斷其是否覆蓋外部與內部表面。
• 涉及結締組織最常見類型者，必須熟悉結締組織的分類。
• 涉及結締組織細胞排列與基質者，判斷其是否符合結締組織的基本特徵。

其中，結締組織通常分為：

• 結締組織本身（connective tissue proper）：疏鬆結締組織、脂肪組織、網狀結締組織、緻密結締組織。
• 支持性結締組織：軟骨、骨。
• 液態結締組織：血液、淋巴。

一般基礎組織學分類中，人體最常見的是疏鬆結締組織（loose connective tissue），而不是「纖維結締組織（fibrous connective tissue）」；因此 D 為錯誤敘述。

選項分析

(A) 正確

人類呼吸道，包括氣管與較大的支氣管，其內壁主要為假複層纖毛柱狀上皮（pseudostratified ciliated columnar epithelium），並含有杯狀細胞（goblet cells）。

杯狀細胞分泌黏液，黏液可以捕捉灰塵、微生物與異物；纖毛則以協調的擺動將黏液向咽部方向推送，最後經吞嚥或咳嗽排出。因此，敘述「纖毛將黏液向上並帶出呼吸系統」符合呼吸道的黏液纖毛清除機制（mucociliary clearance）。

(B) 正確

脂肪組織（adipose tissue）屬於結締組織的一種，主要由脂肪細胞（adipocytes）及其周圍的細胞外基質構成。

其主要功能包括：

• 儲存三酸甘油酯（triacylglycerol）
• 提供能量儲備
• 保溫
• 緩衝與保護內臟

核心觀念

人體淋巴系統包括：

• 淋巴（lymph）
• 淋巴管（lymphatic vessels）
• 淋巴器官與淋巴組織（lymphoid organs and tissues）

依功能可分為：

1. 初級淋巴器官（primary lymphoid organs）：淋巴球生成與成熟的場所，包括骨髓與胸腺。
2. 次級淋巴器官（secondary lymphoid organs）：成熟淋巴球進行抗原辨識與免疫反應的場所，包括淋巴結、脾臟、扁桃腺、闌尾及腸道相關淋巴組織。

本題要求找出「不屬於人類淋巴系統的構造」，因此只要判斷各選項是否為淋巴器官或重要淋巴組織即可。

解題方法

逐一辨認各構造的主要生理功能：

• 若負責淋巴球的生成、成熟或免疫反應，屬於淋巴系統。
• 若主要負責消化、內分泌或其他非免疫功能，且不被列為淋巴器官，則不屬於淋巴系統。

在五個選項中，扁桃腺、胸腺、闌尾與骨髓皆具有明確的淋巴或造血免疫功能；胰臟則是消化與內分泌器官，因此選 (C)。

選項分析

(A) tonsils（扁桃腺）—錯誤選項

扁桃腺是位於咽部周圍的次級淋巴組織，包含大量淋巴球與淋巴濾泡，屬於黏膜相關淋巴組織（mucosa-associated lymphoid tissue, MALT）。

其主要功能是監測由口腔與鼻腔進入的抗原，並啟動局部免疫反應。因此扁桃腺屬於淋巴系統。

(B) thymus（胸腺）—錯誤選項

胸腺是初級淋巴器官，主要功能是讓未成熟的 T 細胞完成成熟與選擇。

骨髓中的造血幹細胞產生 T 細胞前驅細胞，這些細胞移入胸腺後，經歷：

• T 細胞受體（T-cell receptor, TCR）形成
• 正選擇（positive selection）
• 負選擇（negative selection）

成熟且具有適當免疫辨識能力的 T 細胞才會離開胸腺，進入周邊淋巴組織。因此胸腺屬於淋巴系統。

(C) pancreas（胰臟）—正確選項

胰臟的主要功能為：

核心觀念

本題考查神經系統的基本構造與功能，包括：

• 神經元（neuron）與神經膠細胞（glial cell）的區別
• 中樞神經系統（central nervous system, CNS）與周邊神經系統（peripheral nervous system, PNS）的功能
• 感覺神經元、運動神經元的訊息傳遞方向
• 神經節（ganglion）的構造

神經系統主要由兩大類細胞構成：

1. 神經元（neuron）：負責接收、整合與傳遞神經訊息。
2. 神經膠細胞（glial cells）：負責支持、保護、營養、絕緣及維持神經元的正常功能。

其中，Schwann cell（許旺細胞）屬於神經膠細胞，而非神經元。

解題方法

本題問的是「FALSE」，因此逐一判斷各選項是否符合神經系統的基本定義：

1. 先確認 Schwann cell 的細胞分類。
2. 再依據神經訊息的傳遞方向，判斷感覺神經元與運動神經元的功能。
3. 最後確認 ganglia 在 PNS 中的分布與組成。

只要找出將神經膠細胞誤列為神經元的敘述，即可確定錯誤選項。

選項分析

(A) Schwann cell is also a kind of nerve cell and is found in the peripheral nervous system (PNS).

錯誤。

Schwann cell（許旺細胞）確實位於 PNS，主要功能是包覆周邊神經軸突，形成髓鞘（myelin sheath），並協助軸突的支持與修復。

但 Schwann cell 並不是神經元，也不負責產生及傳導動作電位。它屬於神經膠細胞中的髓鞘形成細胞。相對地：

• PNS 的髓鞘由 Schwann cell 形成。
• CNS 的髓鞘由 oligodendrocyte（寡樹突細胞） 形成。

因此，選項將 Schwann cell 稱為一種 nerve cell，若此處的 nerve cell 指神經元，便是分類錯誤。依官方答案，本選項為錯誤敘述。

(B) The functional unit of the nervous system is the neuron.

正確。

神經元是神經系統的基本功能單位，主要負責：

• 接收刺激
• 整合訊息
• 產生動作電位
• 將訊息傳遞至其他神經元或效應器

神經元通常包含：

• 細胞體（cell body）：含細胞核，負責代謝與維持細胞功能。
• 樹突（dendrites）：主要接收訊號。
• 軸突（axon）：將神經訊號傳往其他細胞。

神經膠細胞雖然對神經系統不可或缺，但主要扮演支持與維護角色，因此一般生物學教材將 neuron 定義為神經系統的功能單位。

(C) Sensory neurons convey signals from sensory receptors into the central nervous system (CNS).

正確。

核心觀念

本題考查動物循環系統的基本分類，以及單循環、雙循環與心臟構造的對應關係。

1. 開放式循環系統（open circulatory system）
   循環液由心臟泵出後，流入體腔或血腔（hemocoel），直接浸潤組織，最後再回到心臟。節肢動物具有此類循環系統。

2. 封閉式循環系統（closed circulatory system）
   血液始終在血管內流動，經由動脈、微血管與靜脈完成循環。蚯蚓屬於環節動物，具有封閉式循環系統。

3. 單循環（single circulation）
   血液每完成一趟全身循環，只通過心臟一次。例如魚類：心臟 → 鰓 → 全身組織 → 心臟。

4. 雙循環（double circulation）
   血液在一次完整循環中通過心臟兩次，包括：

• 肺循環（pulmonary circuit）：心臟與肺之間
• 體循環（systemic circuit）：心臟與全身組織之間

解題方法

先判斷各選項描述的生物是否符合其循環系統與心臟構造，再特別注意題幹要求找出 FALSE 的敘述。

關鍵判斷如下：

• 節肢動物：開放式循環系統。
• 蚯蚓：封閉式循環系統。
• 鮭魚：魚類，採單循環，心臟有一個心房與一個心室，共兩個心腔。
• 哺乳類：雙循環，心臟有兩個心房與兩個心室，共四個心腔。

因此，將蚯蚓列入開放式循環系統的 (A) 是錯誤敘述。

選項分析

(A) Arthropods and earthworms have open circulatory systems.

錯誤。

節肢動物，例如昆蟲、蜘蛛與甲殼類，具有開放式循環系統；但蚯蚓屬於環節動物，具有封閉式循環系統。蚯蚓的血液在背血管、腹血管、環血管及微血管中流動，不會直接流入體腔浸潤組織。

因此，將節肢動物與蚯蚓並列為具有開放式循環系統，整句敘述為 FALSE。

(B) The pulmonary circuit carries blood between the heart and gas-exchange tissues in the lungs.

正確。

肺循環是心臟與肺部氣體交換組織之間的循環。以哺乳類為例：

$$\text{右心室} \rightarrow \text{肺動脈} \rightarrow \text{肺微血管} \rightarrow \text{肺靜脈} \rightarrow \text{左心房}$$

核心觀念

本題考查真核細胞中不同 RNA polymerase（RNA 聚合酶）對 RNA 類型的分工。

真核細胞主要 RNA 聚合酶及其產物如下：

RNA polymerase	主要轉錄產物
RNA polymerase I	28S、18S、5.8S rRNA
RNA polymerase II	mRNA、部分 snRNA、miRNA
RNA polymerase III	5S rRNA、tRNA、部分小型 RNA
RNA polymerase IV	植物特有，參與 siRNA 前驅物轉錄
RNA polymerase V	植物特有，參與 RNA-directed DNA methylation

5S rRNA 是核糖體大次單元的重要結構成分，與 28S、5.8S rRNA 一同構成真核生物的 60S 大次單元。其基因由 RNA polymerase III 轉錄。

因此正確答案為 (C)。

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解題方法

判斷這類題目的最快方法，是先辨認題目所問的 RNA 種類，再對照 RNA polymerase 的分工：

1. 題目指定的是 5S rRNA。
2. 真核細胞中，5S rRNA 與 tRNA 同屬 RNA polymerase III 的典型轉錄產物。
3. 因此選擇 RNA polymerase III。

需要特別區分的是：真核核糖體的其他主要 rRNA，包括 18S、5.8S、28S rRNA，主要由 RNA polymerase I 轉錄；但 5S rRNA 不由 RNA polymerase I 轉錄，而是由 RNA polymerase III 在核仁外的核質區域轉錄，之後再與核糖體蛋白組裝。

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選項分析

(A) RNA polymerase I：錯誤

RNA polymerase I 主要負責轉錄大型核糖體 RNA 前驅物，產生 18S、5.8S 與 28S rRNA。

在真核細胞中，18S rRNA 屬於 40S 小次單元；5.8S 與 28S rRNA 則屬於 60S 大次單元。這些 rRNA 多在核仁中由同一個大型前驅物經加工形成。

5S rRNA 雖然也是核糖體 rRNA，卻不屬於 RNA polymerase I 的主要產物，因此本選項錯誤。

(B) RNA polymerase II：錯誤

RNA polymerase II 主要轉錄：

• mRNA
• 部分 snRNA
• miRNA 前驅物
• 部分其他調控性非編碼 RNA

核心觀念

本題考的是植物五大類植物激素的主要來源與生理作用。

題幹關鍵線索有三個：

1. Produced in the roots：主要在植物根部合成。
2. Promotes cell division and growth：促進細胞分裂與生長。
3. Retards the aging of flowers and leaves：延緩花與葉片老化。

符合這三項特徵的是 cytokinins（細胞分裂素）。

細胞分裂素是一類具有腺嘌呤結構的植物激素，常見種類包括：

• Zeatin（玉米素）
• Kinetin（激動素）
• Isopentenyl adenine，iP

細胞分裂素主要在根部合成，之後可隨木質部汁液運送至莖、葉與花。其主要作用包括：

• 促進細胞分裂
• 與 auxin（生長素）共同調節器官形成
• 促進側芽生長
• 延緩葉片與花朵的衰老
• 維持葉綠素、蛋白質與細胞膜的功能
• 促進養分向幼嫩組織與生殖器官運移

在分子機制上，細胞分裂素可與細胞膜上的 histidine kinase receptor（組氨酸激酶受體）結合，例如 AHK 受體，啟動兩步驟磷酸傳遞系統：

$$\text{Cytokinin} \rightarrow \text{AHK receptor} \rightarrow \text{AHP} \rightarrow \text{ARR transcription factor}$$

活化後會改變細胞分裂、芽發育與延緩衰老相關基因的表現。

解題方法

本題適合使用「生理作用配對法」：

• 看到 cell division，優先聯想到 cytokinin。
• 看到 延緩葉片、花朵老化，再次確認為 cytokinin。
• 看到 roots，符合細胞分裂素的經典教材敘述：主要由根部合成，再向地上部運輸。

因此題幹三項描述可直接與細胞分裂素配對，選擇：

$$\boxed{\text{Cytokinins}}$$

選項分析

(A) Ethylene（乙烯）

錯誤。乙烯是氣體型植物激素，主要作用包括：

• 促進果實成熟
• 促進葉片與果實離層形成
• 促進花朵與葉片老化
• 引發三重反應，例如莖伸長受抑、莖變粗、水平生長

乙烯通常與衰老及脫落有關，與題幹所說的「延緩花與葉片老化」相反。

乙烯的生合成途徑為：

$$\text{Methionine} \xrightarrow{\text{SAM synthetase}} \text{S-Adenosyl methionine} \xrightarrow{\text{ACC synthase}} \text{ACC} \xrightarrow{\text{ACC oxidase}} \text{Ethylene}$$

因此乙烯不是本題答案。

(B) Abscisic acid，ABA（離層酸／脫落酸）

錯誤。ABA 的主要功能是抑制生長及促進逆境反應，包括：

• 促進種子休眠
• 抑制種子過早萌發
• 乾旱時促使保衛細胞關閉氣孔
• 參與植物對乾旱、鹽害與低溫的反應
• 促進部分組織的衰老與脫落反應

核心觀念

本題考查細胞骨架（cytoskeleton）三大類型的組成蛋白：

細胞骨架	主要蛋白質次單元	主要功能
微絲（microfilaments）	肌動蛋白（actin）	細胞形狀、細胞移動、肌肉收縮、胞質分裂
中間絲（intermediate filaments）	Keratin、vimentin、desmin、lamin 等	機械性支撐、抵抗拉力、維持細胞與細胞核形狀
微管（microtubules）	α-tubulin 與 β-tubulin	細胞內運輸、紡錘體、纖毛與鞭毛、細胞器定位

其中，dynein（動力蛋白）與 kinesin（驅動蛋白）是沿著微管運動的分子馬達，並非細胞骨架的主要結構次單元。

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解題方法

判斷本題的關鍵，是將每個名詞分成兩類：

1. 構成細胞骨架的結構蛋白

• Actin：構成微絲
• Tubulin：構成微管
• Keratin 等：構成中間絲

2. 利用細胞骨架運動的分子馬達

• Dynein
• Kinesin

因此，只要確認「中間絲的次單元」是否包含 keratin，即可選出正確答案。

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選項分析

(A) The subunit of microfilaments is tubulin.

錯誤。

微絲的主要結構次單元是肌動蛋白（actin），由 globular actin（G-actin）聚合成 filamentous actin（F-actin）：

$$\text{G-actin} \longrightarrow \text{F-actin}$$

Tubulin 並非微絲的次單元，而是微管的次單元。微管由 α-tubulin 與 β-tubulin 組成的異二聚體聚合形成：

$$\alpha\text{-tubulin}+\beta\text{-tubulin} \longrightarrow \text{microtubule}$$

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(B) The subunit of intermediate filaments can be dyneins.

錯誤。

Dynein（動力蛋白）是分子馬達，能沿著微管向微管的負端運動，參與囊泡運輸、染色體移動以及纖毛與鞭毛的運動。其能量來自 ATP 水解：

核心觀念

本題考查生物體所需元素的分類，以及「所有生命形式皆需要」的普遍性。

• 大量元素（macroelements）：需求量較大，例如 $\ce{Ca}$、$\ce{Na}$、$\ce{K}$。
• 微量元素（trace elements）：需求量很少，但仍具有不可替代的生理功能，例如 $\ce{Fe}$、$\ce{I}$、$\ce{Zn}$、$\ce{Cu}$。
• 判斷本題的關鍵有兩點：

1. 該元素是否只需少量。
2. 該元素是否參與所有生命形式皆共有的基本生化作用。

解題方法

逐一判斷各元素的需求量與功能：

$\ce{Ca}$、$\ce{Na}$、$\ce{K}$主要屬於生物體所需的礦物質大量元素；$\ce{I}$雖然是微量元素，但並非所有生物都需要。$\ce{Fe}$則以少量形式廣泛存在於電子傳遞與氧化還原反應相關蛋白質中，參與生命最基本的能量代謝，因此符合題意。

鐵的核心作用包括：

1. 細胞呼吸與電子傳遞
   鐵存在於 cytochrome（細胞色素）的 heme（血基質）中，能在 $\ce{Fe^{2+}}$與 $\ce{Fe^{3+}}$之間轉換，協助電子傳遞鏈運作。

2. 鐵硫蛋白功能
   Ferredoxin（鐵氧還蛋白）及多種 $\ce{Fe-S}$ protein（鐵硫蛋白）含有鐵硫簇，參與電子傳遞、代謝反應與酵素催化。

3. 核苷酸合成
   Ribonucleotide reductase（核糖核苷酸還原酶）需要鐵相關的氧化還原系統，將 ribonucleotide 轉換為 deoxyribonucleotide，供 DNA 合成使用。

因此，鐵雖然需求量很少，卻參與能量獲取、電子傳遞及遺傳物質合成等基本生命活動。

選項分析

(A) calcium（鈣，$\ce{Ca}$）—錯誤

鈣是典型的大量元素，需求量通常高於微量元素。其功能包括：

• 構成骨骼與牙齒中的 calcium phosphate（磷酸鈣）
• 維持細胞膜穩定
• 參與 muscle contraction（肌肉收縮）
• 作為 intracellular messenger（細胞內訊息傳遞者）
• 參與 blood coagulation（血液凝固）

鈣對許多生物十分重要，但不符合「微量元素」的分類，且其重要性並不表示所有生命形式都以相同方式需要鈣。

(B) iron（鐵，$\ce{Fe}$）—正確

鐵屬於微量元素，生物體所需量少，但具有不可替代的氧化還原功能。鐵可在 $\ce{Fe^{2+}}$與 $\ce{Fe^{3+}}$間轉換，適合參與電子傳遞。

鐵廣泛存在於：

核心觀念

本題考查胺基酸官能基與蛋白質結構穩定性的關係。能在蛋白質分子內或不同蛋白質分子之間形成共價交聯，進而穩定蛋白質結構的官能基，是 sulfhydryl group（巰基、硫氫基，$\ce{-SH}$）。

巰基主要存在於胺基酸 cysteine（半胱胺酸） 的側鏈。兩個 cysteine 的巰基可經氧化形成 disulfide bond（雙硫鍵、二硫鍵）：

$$\ce{2 R-SH ->[oxidation] R-S-S-R + 2H+ + 2e-}$$

雙硫鍵屬於共價鍵，能形成於：

• 同一條多胜肽鏈的兩個 cysteine 之間，穩定蛋白質的三級結構。
• 不同多胜肽鏈的 cysteine 之間，穩定蛋白質的四級結構。

例如 insulin（胰島素）與許多分泌型蛋白質，均利用雙硫鍵維持其立體結構。

解題方法

先抓題幹中的兩個關鍵詞：

1. covalent cross-links（共價交聯）
2. within or between protein molecules（蛋白質分子內或分子間）

蛋白質中最典型、最具代表性的共價交聯是 cysteine 側鏈之間形成的 disulfide bond。cysteine 的反應性官能基就是 sulfhydryl group，因此選擇 (C)。

此反應不屬於一般的氫鍵、疏水作用或離子作用，而是兩個 $\ce{-SH}$ 經氧化後形成 $\ce{-S-S-}$ 共價鍵。

選項分析

(A) amino group（胺基）

胺基通常寫作 $\ce{-NH2}$ 或在生理條件下以 $\ce{-NH3+}$ 形式存在。胺基可參與胺基酸之間的縮合反應，與 carboxyl group 形成 peptide bond（胜肽鍵）：

$$\ce{R-COOH + H2N-R' -> R-CO-NH-R' + H2O}$$

胜肽鍵構成蛋白質的主鏈，但不是本題所指、由側鏈形成的典型蛋白質內外共價交聯。因此不是最佳答案。

(B) carboxyl group（羧基）

核心觀念

本題考查「表觀遺傳變異」（epigenetic variation）的定義與主要機制。

表觀遺傳變異是指在 DNA 鹼基序列不改變 的情況下，透過化學修飾或染色質結構改變，造成基因表現型態可被調控，部分狀態也可在細胞分裂後維持。主要機制包括：

1. 組蛋白修飾（histone modification）
2. DNA 甲基化（DNA methylation）
3. 染色質重塑（chromatin remodeling）
4. 非編碼 RNA（non-coding RNA）調控

本題列出的三個作用中，組蛋白乙醯化與 DNA 甲基化屬於典型表觀遺傳機制；單一核苷酸替換則直接改變 DNA 序列，屬於基因突變。

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解題方法

判斷某一機制是否屬於表觀遺傳調控，可抓住一個核心問題：

DNA 的鹼基排列順序是否被改變？

• 若 DNA 序列不變，只改變染色質狀態或基因可讀取程度，屬於表觀遺傳機制。
• 若 DNA 序列本身發生改變，則屬於基因突變，不是表觀遺傳變異。

因此：

• Histone acetylation：不改變 DNA 序列，屬於表觀遺傳機制。
• DNA methylation：不改變 DNA 序列，屬於表觀遺傳機制。
• Single nucleotide substitution：改變一個核苷酸的 DNA 序列，屬於基因突變。

所以正確組合為 A 與 C，即選項 D。

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組蛋白乙醯化：Histone acetylation

組蛋白（histone）富含帶正電的離胺酸（lysine）殘基，能與帶負電的 DNA 磷酸骨架緊密結合。組蛋白乙醯轉移酶（histone acetyltransferase, HAT）會將乙醯基加入組蛋白離胺酸殘基：

$$\text{Histone-Lys-NH}_3^+ + \text{Acetyl-CoA} \rightarrow \text{Histone-Lys-NHCOCH}_3 + \text{CoA}$$

乙醯化會中和離胺酸的正電荷，使組蛋白與 DNA 的靜電吸引力減弱，染色質由緊密狀態轉為較鬆散的 常染色質（euchromatin），促進轉錄因子與 RNA polymerase II 接近啟動子，通常使基因轉錄增加。

相反地，組蛋白去乙醯酶（histone deacetylase, HDAC）移除乙醯基，使染色質重新緊密化，通常抑制基因表現。

因此，histone acetylation 是典型的表觀遺傳調控機制。

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DNA 甲基化：DNA methylation

DNA 甲基化主要發生在胞嘧啶（cytosine）上，尤其常見於 CpG dinucleotide。DNA methyltransferase（DNMT）利用 $S$-adenosylmethionine（SAM）作為甲基供應者，將甲基加到胞嘧啶的第 5 號碳，形成 5-methylcytosine（5-mC）：

核心觀念

本題考「演化型態」的基本定義。不同類群、彼此親緣關係較遠的生物，因面臨相似的環境壓力與生存需求，分別演化出外觀或功能相似的構造，稱為 趨同演化（convergent evolution）。

這些構造通常具有相似功能，但不一定源自共同祖先的同一構造，因此稱為類似構造（analogous structures）。例如：

• 鯊魚的流線型體形與海豚的流線型體形
• 鳥類翅膀與昆蟲翅膀
• 仙人掌的肉質莖與大戟科植物的肉質莖

它們分屬不同演化支系，卻因適應相似環境而呈現相似特徵。

解題方法

題幹的關鍵語句是：

unrelated organisms with similar environmental demands evolve superficially similar structures

可拆解為：

1. unrelated organisms：彼此沒有密切親緣關係的生物。
2. similar environmental demands：面對相似的環境壓力或生存需求。
3. superficially similar structures：演化出外觀或功能相似的構造。

符合「不同起源、相似環境、相似外形或功能」的定義，因此選 convergent evolution（趨同演化）。

選項分析

(A) natural selection（自然選擇）

錯誤。自然選擇是演化發生的主要機制，指具有有利遺傳變異的個體，在特定環境中較容易存活並繁殖，使相關性狀在族群中的比例增加。

本題描述的是演化結果與型態模式，而非造成演化的機制。自然選擇可促成趨同演化，但兩者不是同義詞。

(B) homologous（同源的）

錯誤。Homologous structures（同源構造）是指不同生物具有共同祖先來源的構造，即使目前功能可能不同，基本結構仍可追溯至共同祖先。

核心觀念

本題考查腎臟對腎小球濾液（glomerular filtrate）的處理比例。

血液經由腎小球（glomerulus）過濾形成濾液後，絕大部分水分與有用溶質會在腎小管（renal tubule）被再吸收（reabsorption），只有少部分液體最後成為尿液（urine）。

主要過程包括：

• 腎小球：形成濾液。
• 近曲小管（proximal convoluted tubule）：再吸收大量水分、$\ce{Na+}$、葡萄糖、胺基酸等。
• 亨利氏環（loop of Henle）：建立滲透濃度梯度，協助尿液濃縮。
• 遠曲小管（distal convoluted tubule）與集合管（collecting duct）：受抗利尿激素（ADH）等調節，進一步調整水分與離子再吸收。
• 腎小管分泌（secretion）：將部分物質，例如 $\ce{H+}$、$\ce{K+}$、藥物與代謝產物，分泌至管腔中。

因此，尿液量只占原始濾液量的極小部分。

解題方法

正常成人腎小球過濾率（glomerular filtration rate, GFR）約為：

$$125\ \text{mL/min}$$

換算每日濾液量：

$$125\ \text{mL/min} \times 60\ \text{min/hr} \times 24\ \text{hr/day} = 180{,}000\ \text{mL/day}$$ $$= 180\ \text{L/day}$$

正常每日尿量約為 $1$～$2$ L，因此尿液占濾液的比例約為：

$$\frac{1\text{～}2\ \text{L}}{180\ \text{L}} \times 100\% \approx 0.6\text{～}1.1\%$$

核心觀念

本題考查族群大小的調節因素，重點在區分：

• 密度制約（density-dependent regulation）：作用強度會隨族群密度增加而增強。族群越擁擠，個體彼此接觸、競爭或資源消耗越頻繁，死亡率上升或出生率下降。
• 非密度制約（density-independent regulation）：作用強度與族群密度無直接關係，例如洪水、乾旱、寒害、火災等自然災害。

在族群生態學中，密度制約因素可使族群成長率受到抑制，常以 logistic growth（邏輯斯成長）表示：

$$\frac{dN}{dt}=rN\left(1-\frac{N}{K}\right)$$

其中 $N$ 為族群大小，$r$ 為內在增長率，$K$ 為環境容納量（carrying capacity）。當族群密度升高、$N$ 接近 $K$ 時，密度制約作用增強。

解題方法

逐一判斷各選項是否具有「族群密度越高，作用越明顯」的特徵：

• 若高密度會使該因素更嚴重，屬於 density-dependent regulation。
• 若該因素描述的是物種本身的繁殖潛力，而不是族群密度造成的調節作用，則不屬於密度制約。

「Biotic potential」是生物在理想環境下的最大繁殖能力，屬於物種本身的生殖特性，不是由族群密度引起的限制因素，因此符合題目所問的 NOT。

選項分析

(A) competition（競爭）

競爭屬於密度制約因素。

當族群密度升高，個體對食物、空間、配偶、陽光及其他有限資源的需求互相重疊，競爭加劇。結果可能造成個體營養不足、生長遲緩、繁殖率下降及死亡率上升。

因此，competition 是 density-dependent regulation。

(B) disease（疾病）

疾病屬於密度制約因素。

族群密度越高，個體間接觸越頻繁，病原體也越容易在個體間傳播。疾病的感染率與傳播速度通常會隨族群擁擠程度增加而上升，進而降低族群數量。

因此，disease 是 density-dependent regulation。

核心觀念

本題考查呼吸調節的主要刺激因素。呼吸速率由延腦（medulla oblongata）與橋腦（pons）的呼吸中樞調控，主要依據血液中：

1. 二氧化碳濃度上升
2. 氧分壓下降
3. 氫離子濃度上升、血液 pH 下降

其中，正常情況下二氧化碳是調節呼吸最重要的因素；低氧則主要由周邊化學受器偵測。

解題方法

判斷本題的關鍵，是辨認「直接且具代表性的呼吸刺激」：

• 血液中 $\ce{CO2}$ 增加，會使呼吸速率與呼吸深度上升。
• 血液中 $\ce{O2}$ 不足時，頸動脈體（carotid bodies）與主動脈體（aortic bodies）的周邊化學受器受到刺激，促使呼吸增加。
• 「代謝物累積」不是一般生理學中與氧、二氧化碳並列的主要直接判定項目，敘述過於籠統，因此不列入正確組合。

二氧化碳調節呼吸的主要機轉如下：

$$\ce{CO2 + H2O <=>[carbonic\ anhydrase] H2CO3 <=> H+ + HCO3^-}$$

血液中 $\ce{CO2}$ 增加後，會造成腦脊髓液中 $\ce{H+}$ 濃度上升，刺激延腦附近的中央化學受器（central chemoreceptors），使呼吸中樞提高對膈神經（phrenic nerve）與呼吸肌的驅動，因而增加呼吸速率與通氣量。

低氧則由頸動脈體與主動脈體的周邊化學受器偵測，訊號經由舌咽神經（glossopharyngeal nerve）與迷走神經（vagus nerve）傳至延腦，促使呼吸增加。

選項分析

(A) insufficient oxygen in the blood

正確。血液中氧分壓降低時，頸動脈體與主動脈體的化學受器會被刺激，將訊號傳至延腦呼吸中樞，使呼吸速率及通氣量上升。

核心觀念

本題考查維生素與其主要生理功能、輔酶形式及參與反應的配對。判斷重點是：

• 維生素 B2（riboflavin，核黃素）形成 $\ce{FAD}$、$\ce{FMN}$。
• 維生素 B3（niacin，菸鹼酸）形成 $\ce{NAD+}$、$\ce{NADP+}$。
• 葉酸形成 tetrahydrofolate（四氫葉酸，THF）衍生物，負責攜帶一碳單位。
• 維生素 C 參與膠原蛋白中特定胺基酸的羥化。
• 維生素 A 的 retinal（視黃醛）參與視覺色素。
• 維生素 K 參與凝血因子的 $\gamma$-carboxylation（$\gamma$-羧化）。

因此，本題要找的是「維生素與功能配對錯誤」的選項。

解題方法

先將各維生素與最具代表性的輔酶或生理功能配對：

維生素	主要活性形式或功能
B2	$\ce{FAD}$、$\ce{FMN}$，參與氧化還原反應
B3	$\ce{NAD+}$、$\ce{NADP+}$，攜帶氫或電子
葉酸	THF，攜帶一碳單位
C	膠原蛋白羥化反應
A	視覺色素中的 retinal
K	凝血因子活化所需的 $\gamma$-羧化

逐一比對後，只有選項 (A) 將維生素 B2 與 $\ce{NAD+}$、$\ce{NADP+}$ 配在一起，與正確生化關係不符。

選項分析

(A) vitamin B2: component of coenzymes $\ce{NAD+}$ and $\ce{NADP+}$

錯誤。

維生素 B2 的活性形式是 flavin mononucleotide（FMN，黃素單核苷酸）與 flavin adenine dinucleotide（FAD，黃素腺嘌呤二核苷酸）。兩者都可在氧化態與還原態之間轉換，參與電子傳遞及氧化還原反應，例如：

• Succinate dehydrogenase（琥珀酸去氫酶）含有 FAD。
• Acyl-CoA dehydrogenase（醯基輔酶 A 去氫酶）使用 FAD。
• 電子傳遞鏈中的 NADH dehydrogenase 複合體含有 FMN。

相對地，$\ce{NAD+}$ 與 $\ce{NADP+}$ 是由維生素 B3（niacin，菸鹼酸）衍生而來。其核心結構為 nicotinamide（菸醯胺），可接受氫化物離子：

$$\ce{NAD+ + 2e^- + H+ -> NADH}$$

因此，選項 (A) 的錯誤在於把 B2 的 $\ce{FAD}$、$\ce{FMN}$ 誤寫成 B3 所形成的 $\ce{NAD+}$、$\ce{NADP+}$。

(B) folic acid: coenzyme in nucleic acid and amino acid metabolism

正確。

葉酸的活性形式不是原始的 folic acid，而是經由二氫葉酸還原酶（dihydrofolate reductase，DHFR）還原形成 tetrahydrofolate（THF）。THF 及其衍生物攜帶不同型態的一碳單位，包括：

• methyl（甲基）
• methylene（亞甲基）
• methenyl（次甲基）
• formyl（甲醯基）

在核酸代謝中，THF 參與：

1. 嘌呤環部分碳原子的供應。
2. dUMP 轉換為 dTMP。

其中，thymidylate synthase（胸腺嘧啶核苷酸合成酶）使用 $5,10$-methylene-THF，將 dUMP 轉為 dTMP；此反應會使 THF 被氧化成 DHF，之後再由 DHFR 還原回 THF。

在胺基酸代謝中，葉酸衍生物參與 serine（絲胺酸）與 glycine（甘胺酸）的相互轉換，以及 homocysteine（同半胱胺酸）甲基化形成 methionine（甲硫胺酸）。因此，選項 (B) 的敘述符合葉酸的主要功能。

(C) vitamin C: used in collagen synthesis

正確。

核心觀念

本題考查生態學依研究層級所劃分的領域。關鍵線索是：

• 能量流動（energy flow）
• 化學物質循環（chemical cycling）
• 生物與非生物環境之間的交互作用

這正是**生態系生態學（ecosystem ecology）**的研究範圍。

生態系由生物成分與非生物成分組成。能量主要由生產者透過光合作用輸入生態系，再經由食物鏈傳遞，最後以熱能散失；能量流動具有單向性。化學元素則在生物與環境間循環，例如碳循環、氮循環與磷循環。

光合作用可概略表示為：

$$\ce{6CO2 + 6H2O ->[light][chlorophyll] C6H12O6 + 6O2}$$

其中，二氧化碳、水與無機鹽等物質可被生物吸收，經由攝食、排遺、死亡分解等過程重新回到環境中。

解題方法

判斷本題的切入點是先找出研究對象的層級：

1. 若只研究同一物種的個體與族群，屬於 population ecology。
2. 若研究多個物種彼此之間的交互作用，屬於 community ecology。
3. 若同時研究生物群集與非生物環境，並分析能量與物質的移動，屬於 ecosystem ecology。
4. 若重點在不同生態系組成的空間配置，屬於 landscape ecology。
5. 若研究整個地球尺度的生態現象，屬於 global ecology。

題幹明確指出「生物與環境之間」的能量流動與化學循環，因此研究尺度已超過單一族群或生物群集，應選擇 ecosystem ecology。

選項分析

(A) population ecology：族群生態學

研究同一物種族群的數量、密度、出生率、死亡率、年齡結構、族群成長與族群調節等。

例如研究鹿群的族群密度如何受到食物供應或天敵影響，屬於族群生態學。但本題焦點是能量與化學物質在整個生態系中的流動與循環，研究範圍大於單一族群，因此錯誤。

(B) community ecology：群集生態學

研究同一地區中不同物種之間的交互作用，例如競爭、捕食、寄生、互利共生，以及群集的物種多樣性與食物網結構。

核心觀念

本題考查下視丘—腦下垂體前葉—甲狀腺軸（hypothalamus–anterior pituitary–thyroid axis）的激素作用順序。

甲狀腺釋放激素（thyrotropin-releasing hormone, TRH）由下視丘分泌，經下視丘—腦下垂體門脈系統運送至腦下垂體前葉，作用於前葉中的促甲狀腺激素細胞（thyrotroph），刺激其分泌促甲狀腺激素（thyroid-stimulating hormone, TSH；又稱 thyrotropin）。

整條調控路徑如下：

$$\text{Hypothalamus} \xrightarrow{\text{TRH}} \text{Anterior pituitary} \xrightarrow{\text{TSH}} \text{Thyroid}$$

其中，TRH 的直接標的為腦下垂體前葉；TSH 的直接標的才是甲狀腺。

解題方法

判斷激素標的器官時，先區分「分泌者」與「作用者」：

1. TRH 的分泌來源是下視丘。
2. TRH 進入腦下垂體門脈，抵達腦下垂體前葉。
3. TRH 作用於前葉的促甲狀腺激素細胞，促進 TSH 分泌。
4. TSH 再經血液作用於甲狀腺，促進甲狀腺素生成與釋放。

TRH 與前葉促甲狀腺激素細胞上的 TRH receptor 結合後，主要經由 $G_q$ 蛋白活化 phospholipase C（PLC）訊息傳遞途徑：

$$\text{TRH} \rightarrow G_q \rightarrow \text{PLC} \rightarrow \ce{PIP2} \rightarrow \ce{IP3}+\ce{DAG}$$

其中，$\ce{IP3}$ 促進內質網釋放 $\ce{Ca^{2+}}$，$\ce{DAG}$ 活化 protein kinase C（PKC），共同促進 TSH 的合成與分泌。

因此，TRH 的作用位置是腦下垂體前葉，選擇 (B)。

選項分析

(A) hypothalamus（下視丘）

錯誤。下視丘是 TRH 的分泌來源，並非本題所問的主要標的器官。TRH 由下視丘的神經分泌細胞製造後，經門脈血管送往腦下垂體前葉。

核心觀念

本題考查血液凝固（blood coagulation）的主要反應順序：

$$\text{prothrombin（凝血酶原）} \longrightarrow \text{thrombin（凝血酶）} \longrightarrow \text{fibrinogen（纖維蛋白原）} \longrightarrow \text{fibrin（纖維蛋白）}$$

血管受損後，受損細胞與血小板釋放組織因子（tissue factor）及相關凝血物質，啟動凝血級聯反應。凝血因子、鈣離子（$\ce{Ca^{2+}}$）與血小板磷脂膜共同形成凝血酶原活化系統，使 prothrombin 轉變成 thrombin。

接著，thrombin 作為蛋白酶，切割 fibrinogen，使其形成 fibrin 單體；fibrin 單體再聚合成纖維蛋白網，捕捉血球與血小板，形成血塊。

解題方法

題幹問的是：

damaged cells and platelets release substances that catalyze the conversion of ______

關鍵在於判斷「受損細胞與血小板釋放的物質」所促進的第一個凝血步驟。

傳統普通生物教材常將此步驟簡化表示為：

$$\text{受損細胞與血小板釋放凝血物質} \quad\Rightarrow\quad \text{prothrombin} \longrightarrow \text{thrombin}$$

生成 thrombin 後，才進行下一步：

$$\text{thrombin} \quad\Rightarrow\quad \text{fibrinogen} \longrightarrow \text{fibrin}$$

因此本題所問的轉換是 prothrombin to thrombin，選擇 (C)。

選項分析

(A) fibrinogen to fibrin

此反應本身確實是血液凝固的重要步驟，但催化者是 thrombin，不是受損細胞與血小板直接釋放的凝血物質。

$$\text{fibrinogen} \xrightarrow{\text{thrombin}} \text{fibrin}$$

因此不是本題答案。

(B) fibrin to fibrinogen

方向相反。凝血時是可溶性的 fibrinogen 轉變為不溶性的 fibrin，形成網狀結構。