私立醫學校院聯招 113 年 《普通生物學》
第 1 題2 分
對於組成動物細胞蛋白質的胺基酸描述,下列何者錯誤?
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核心觀念:本題考胺基酸的分子量、側鏈性質與含硫胺基酸。20 種標準胺基酸中,甘胺酸(glycine)側鏈只有一個氫原子,分子量最小;色胺酸(tryptophan)含吲哚環,分子量最大。含硫胺基酸有兩種,半胱胺酸(cysteine,含硫醇基 )與甲硫胺酸(methionine,含硫醚鍵)。
解題方法:題目要求「錯誤」的選項,因此逐一核對四個敘述,找出與事實不符者。對於含有「唯一」「最」等絕對字眼的敘述,優先尋找反例。
選項分析:
- (A) 正確。甘胺酸側鏈為氫原子,分子量約 75,為 20 種標準胺基酸中最小。
- (B) 正確。色胺酸分子量約 204,為 20 種標準胺基酸中最大。
- (C) 正確。
第 2 題2 分
下列何者特徵顯示血紅素(hemoglobin)的作用與酵素相似?
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核心觀念:血紅素(hemoglobin)為四聚體(),每個亞單位含一個 heme。氧分子結合時會引發四聚體由緊張態(T state)轉為放鬆態(R state)的構型改變。此種「配體結合誘發構型改變」的機制與酵素「誘導契合(induced fit)」相似,是本題的關鍵。
解題方法:題目問的是「哪一項特徵顯示血紅素的作用與酵素相似」,因此要找出與酵素共通的特性,即配體結合後會發生構型改變。
選項分析:
- (A) 錯誤。血紅素與氧的結合是可逆的,氧在組織處釋放,因此不是不可逆結合。
- (B) 錯誤。血紅素的氧親和力受 pH 與 濃度影響,此即波耳效應(Bohr effect)。
- (C) 正確。
第 3 題2 分
原生質絲(plasmodesmata)是連接植物細胞間的通道,它的功能與下列動物細胞中的何種結構類似?
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核心觀念:原生質絲(plasmodesmata)是穿越植物細胞壁的細胞質通道,讓相鄰細胞的細胞質直接相通,可運送小分子與部分蛋白質。動物細胞中功能與之相似的是間隙連接(gap junction),它由連接子(connexon)構成通道,讓離子與小分子直接在相鄰細胞間流通。
解題方法:以「直接的細胞質通道」為判準。能讓相鄰細胞細胞質相通的結構才符合,只做黏著或封閉功能的結構排除。
選項分析:
- (A) 正確。間隙連接的通道允許離子與小分子通過,與原生質絲功能相似。
- (B) 錯誤。緊密連接(tight junction)的功能是封閉上皮細胞間隙,阻擋物質通過,與通道功能相反。
- (C) 錯誤。
第 4 題2 分
脂肪主要以下列何種形式儲存於人體內?
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核心觀念:人體脂肪的主要儲存形式是三酸甘油酯(triglyceride,TG),由一分子甘油與三分子脂肪酸以酯鍵結合,儲存於脂肪細胞(adipocyte)的脂滴中。三酸甘油酯疏水、能量密度高(每克約 9 kcal),最適合長期儲能。
解題方法:區分「儲存形式」與「組成成分」。脂肪酸是三酸甘油酯的組成單位,而非儲存形式本身;膽固醇與磷脂質主要負責膜結構與調節功能。
選項分析:
- (A) 錯誤。膽固醇是固醇類,主要作為細胞膜成分與類固醇激素前驅物,不是主要儲能形式。
- (B) 錯誤。
第 5 題2 分
肝臟細胞(liver cells)執行毒物分解的主要場所是下列何者?
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核心觀念:毒物與藥物的解毒(detoxification)主要在肝細胞的光滑內質網(smooth endoplasmic reticulum, SER)中進行。SER 含有大量的細胞色素 P450(cytochrome P450)等氧化酶,可將脂溶性毒物氧化或結合,使其較易排出。
解題方法:依據各胞器的功能判斷。核醣體負責蛋白質合成,粗糙內質網負責分泌性與膜蛋白的合成與加工,溶小體負責分解大分子,只有光滑內質網負責解毒。
選項分析:
- (A) 錯誤。核醣體是蛋白質合成的場所,無膜結構,不負責解毒。
- (B) 錯誤。粗糙內質網表面有核醣體,主要合成分泌性蛋白與膜蛋白。
第 6 題2 分
對於吞噬(phagocytosis)和自噬(autophagy)之間的差異描述,下列何者正確?
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核心觀念:吞噬作用(phagocytosis)與自噬作用(autophagy)都會形成膜包覆的囊泡,最後與溶小體融合(形成吞噬溶小體與自噬溶小體)並分解內容物,兩者的降解終點相同。兩者的差別在於來源:吞噬作用攝取細胞外的顆粒,自噬作用則包裹細胞內受損或老化的成分。
解題方法:先確定兩者的「來源」(細胞外或細胞內)與「共同步驟」(溶小體融合)。選項若把來源顛倒或把功能限定在特定細胞,即為錯誤。
選項分析:
- (A) 錯誤。來源顛倒:吞噬作用攝取細胞外顆粒,自噬作用處理細胞內成分。
- (B) 錯誤。
第 7 題2 分
與傳統微生物學方法相比,宏基因體學(metagenomics)的主要優點是下列何者?
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核心觀念:宏基因體學(metagenomics)直接定序環境樣本中所有微生物的遺傳物質(DNA),再以生物資訊方法組裝與比對,分析整個微生物群落的組成與功能。它不需要將微生物逐一分離並在實驗室培養,因此克服了傳統培養法只能研究少數可培養微生物的限制。
解題方法:比較傳統培養法與宏基因體學的差異。傳統方法依賴分離與培養,宏基因體學則以群落為單位直接取樣分析。
選項分析:
- (A) 錯誤。宏基因體學正好不需要分離完整的單一微生物。
- (B) 正確。它研究整個群落的遺傳物質,且無須在實驗室培養微生物,這正是其主要優點。
- (C) 錯誤。
第 8 題2 分
小慈想針對輪狀病毒(rotavirus)設計新藥,她應該選擇研究下列何種受體相關的化合物?
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核心觀念:輪狀病毒(rotavirus)的基因組為雙股 RNA(dsRNA,分為 11 節段)。先天性免疫系統中,Toll 樣受體 3(TLR3)位於內體(endosome)膜上,專門辨識病毒產生的雙股 RNA,並啟動干擾素等抗病毒反應。因此若要針對輪狀病毒的感染訊號設計調節藥物,TLR3 相關化合物是合理的研究標的。
解題方法:先確認病毒核酸的種類(雙股 RNA),再對應各 TLR 的專一配體。
選項分析:
- (A) 正確。TLR3 辨識雙股 RNA,與輪狀病毒的遺傳物質相符。
- (B) 錯誤。TLR4 辨識革蘭氏陰性菌的脂多醣(LPS)。
- (C) 錯誤。
第 9 題2 分
透納氏症(Turner syndrome)患者染色體只有 45 條,會出現此異常情形通常是因為在減數分裂的過程中,染色體有不分離現象(nondisjunction)。下列何者是最可能造成此現象的原因?
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核心觀念:透納氏症(Turner syndrome)患者的核型為 45,X,即只有一條性染色體。這通常是某一配子缺少一條性染色體所致,而配子缺少染色體的主要原因是減數分裂時染色體或染色分體不分離(nondisjunction)。若染色分體在減數分裂第二次分裂(meiosis II)的後期(anaphase II)無法分開,就會產生染色體數目異常的配子。
解題方法:由結果回推原因。45 條染色體代表少了一條染色體,因此需找出會造成「某一配子少一條染色體」的分裂階段與錯誤。
選項分析:
- (A) 錯誤。雄性減數分裂中細胞質分裂不完全,會形成合胞體(syncytium),不會直接造成染色體數目減少。
- (B) 錯誤。受精時細胞核未能融合,通常導致受精失敗或胚胎異常,並非產生 45 條染色體的原因。
- (C) 錯誤。
第 10 題2 分
小書進行實驗時,發現細胞內 AMP 濃度增加,此時活化下列何者可以最快速的獲得 ATP?
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核心觀念:細胞內 AMP 增加代表能量狀態偏低(ATP 相對不足)。糖解作用的關鍵調控酶是磷酸果糖激酶-1(phosphofructokinase-1, PFK-1),它被 AMP 與 ADP 活化,被 ATP 與檸檬酸抑制。AMP 上升時 PFK-1 活性增加,糖解作用加速,可較快速地產生 ATP。
解題方法:先判斷題目問的是「快速獲得 ATP」,因此應選擇位於產能途徑中、且受 AMP 直接活化的限速酶。
選項分析:
- (A) 錯誤。超氧化物歧化酶(superoxide dismutase)是抗氧化酶,將超氧陰離子轉為過氧化氫,與 ATP 生成無關。
- (B) 正確。PFK-1 是糖解作用的主要限速步驟,AMP 為其正向變構活化劑,可迅速提高糖解通量。
- (C) 錯誤。
第 11 題2 分
轉錄-轉譯偶聯(coupled transcription and translation)是生物調控基因表現的方式之一。下列何種生物最有可能利用此方式調控基因表現?
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核心觀念:轉錄-轉譯偶聯(coupled transcription and translation)是指 mRNA 在轉錄尚未完成時,核醣體即已結合於 mRNA 的 5′ 端開始轉譯。此現象只有在沒有核膜分隔細胞核與細胞質的原核生物中才可能發生,大腸桿菌是典型例子。
解題方法:先判斷選項中的生物屬於原核或真核。真核生物的 mRNA 須先在細胞核內完成轉錄與加工,再運出核膜外進行轉譯,因此無法偶聯。
選項分析:
- (A) 錯誤。酵母菌是真核生物,具有核膜,轉錄與轉譯在時空上分隔。
- (B) 錯誤。阿米巴原蟲是真核生物(原生動物),同樣具有核膜。
第 12 題2 分
限制酶酵素(restriction enzymes)常用在剪切 DNA,下列何者是它們在細菌中原始的功能?
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核心觀念:限制酶(restriction enzymes)是細菌的防禦系統之一,與修飾酶(methylase)構成限制-修飾系統(restriction-modification system)。細菌自身的 DNA 會被甲基化而受保護,外來 DNA(例如噬菌體 DNA)通常未被甲基化,因此會被限制酶在特定序列上切斷,以阻止病毒感染。
解題方法:限制酶的實驗室用途是剪切 DNA,但要回到細菌中的原始功能來思考,即防禦外來 DNA。
選項分析:
- (A) 錯誤。降解並回收 mRNA 的是核酸酶(如核糖核酸酶)的功能,與限制酶不符。
- (B) 正確。限制酶在特定的識別序列上切割外來 DNA,保護細菌免於噬菌體感染。
第 13 題2 分
細胞骨架蛋白(cytoskeleton)包含微管、微絲和中間絲,下列敘述何者正確?
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核心觀念:細胞骨架包含三類纖維。微管(microtubule)直徑約 25 nm,由微管蛋白構成,動態不穩定;微絲(microfilament)直徑約 7 nm,由肌動蛋白構成,與細胞移動與收縮相關;中間絲(intermediate filament)直徑約 10 nm,成分依細胞種類而異,例如角蛋白(keratin)、波形蛋白(vimentin)、神經絲蛋白(neurofilament)與核纖層蛋白(lamin)。
解題方法:逐一比較各選項涉及的纖維種類、直徑與結構功能,找出正確描述。
選項分析:
- (A) 正確。中間絲是一大類蛋白家族,不同細胞型態表現不同的中間絲蛋白,因此組成並不相同。
- (B) 錯誤。
第 14 題2 分
基因體中有許多短縱列重複序列(short tandem repeats, STRs),關於 STRs 的描述下列何者正確?
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核心觀念:短縱列重複序列(short tandem repeats, STRs)是基因體中由 2 至 6 個鹼基組成的重複單位,重複次數在個體間差異很大,且多位於非編碼區(如內含子與基因間區)。檢測時以聚合酶連鎖反應(PCR)放大多個 STR 位點,再以毛細管電泳分離片段大小,形成個人的 DNA 指紋圖譜,廣泛用於親子鑑定與刑事鑑識。
解題方法:先確定 STR 的位置(非編碼區)與檢測技術(PCR 加片段分析),再逐一判斷選項。
選項分析:
- (A) 錯誤。西方墨點法偵測的是蛋白質,親子鑑定需要分析 DNA,應搭配 PCR 而非西方墨點法。
- (B) 正確。STR 搭配 PCR 放大,可用於犯罪現場的 DNA 鑑定與比對。
第 15 題2 分
高齡孕婦常因受精卵染色體異常而產生有遺傳疾病的下一代,因此產前檢查染色體數目是否正常是重要的,下列何者是最常使用的檢測方式?
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核心觀念:染色體數目異常(如 21 三體、Turner 症候群)的產前篩檢,傳統且最常用的方法是核型分析(karyotyping)。檢體取自羊水或絨毛,培養細胞後以顯微鏡觀察中期染色體,將染色體依大小與著絲粒位置排列,直接確認染色體數目與結構。
解題方法:依題目中「染色體數目是否正常」的需求,選擇能直接觀察整體染色體數目的方法。
選項分析:
- (A) 錯誤。DNA 定序可分析序列,但不是常規檢查染色體數目的首選。
- (B) 錯誤。西方墨點法偵測蛋白質,與染色體數目無關。
- (C) 正確。
第 16 題2 分
以酵母菌為例,關於細胞週期(cell cycle)調控機轉的敘述,下列何者錯誤?
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核心觀念:細胞週期由 cyclin-Cdk 複合體驅動。Cdk(cyclin-dependent kinase)本身的活性需要與 cyclin 結合,並經過磷酸化修飾(活化激酶 CAK 磷酸化 T 環,而 Wee1 磷酸化抑制位點)。Cyclin 的合成與降解則由轉錄調控與泛素化降解(APC/C 與 SCF)調控,而非由 Cdk 調控。APC/C 促使 securin 與 cyclin B 降解,使姊妹染色分體分離。G2/M 檢查點監測 DNA 複製是否完成與損傷狀況,決定細胞是否進入有絲分裂。
解題方法:先判斷各選項涉及的調控方向。由 Cdk 調控 cyclin 的敘述顛倒了因果關係。
選項分析:
- (A) 錯誤。cyclin 的出現與消失由轉錄與泛素化降解決定,Cdk 是與 cyclin 結合的酶,不是調控 cyclin 含量的因子。
第 17 題2 分
有關真核生物專一性降解蛋白質之泛素-蛋白酶體路徑(ubiquitin-proteasome pathway)的敘述,下列何者錯誤?
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核心觀念:泛素-蛋白酶體路徑(ubiquitin-proteasome pathway)專一性地降解細胞內的蛋白質。泛素連接酶(E3 ubiquitin ligase)將多個泛素分子連接到目標蛋白上,形成多聚泛素鏈(polyubiquitin chain),再由 26S 蛋白酶體識別並降解,需要消耗 ATP。溶小體則是以酸性水解酶降解內吞物與廢棄胞器,兩者的標的、機制與專一性都不同。
解題方法:找出與溶小體功能「等同」的敘述,因為兩條路徑都是降解蛋白質,但機制不同。
選項分析:
- (A) 正確。泛素連接酶將錯誤摺疊的蛋白質標記上多聚泛素鏈。
- (B) 正確。蛋白酶體具有蛋白酶活性,負責降解被多聚泛素標記的蛋白質。
- (C) 錯誤。
第 18 題2 分
下列敘述何者不屬於細胞內膜系統(endomembrane system)的運輸路徑?
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核心觀念:細胞內膜系統(endomembrane system)包括核膜、內質網、高基氏體、溶小體、各種囊泡與液泡,以及細胞膜;各成員之間以直接相連或囊泡運輸的方式交換膜與內容物。主流教科書(如 Campbell Biology)在介紹溶小體時,明確以「變形蟲等原生生物以吞噬作用形成食泡,食泡與溶小體融合後由水解酶消化食物」作為內膜系統運作的例子,並把食泡列為內膜系統的一員。另一方面,受胰島素刺激、使含 GLUT 囊泡移至細胞膜的機制,屬於肌肉細胞與脂肪細胞的 GLUT4;肝細胞的主要葡萄糖運輸蛋白是 GLUT2,常態存在於細胞膜上,不受胰島素調控其膜上表現。
解題方法:逐一檢查各選項所描述的路徑是否由內膜系統成員構成,以及敘述本身是否符合事實。
- (A)、(D) 為「粗糙內質網 → 高基氏體 → 囊泡 → 溶小體或細胞膜」的典型路徑。
- (B) 由細胞膜內陷形成食泡,再與溶小體融合,參與者皆為內膜系統成員。
- (C) 的路徑形式雖屬內膜系統,但「肝細胞受胰島素刺激使 GLUT 囊泡與細胞膜融合」的敘述與事實不符。
選項分析:
- (A) 屬於內膜系統路徑。水解酶在粗糙內質網合成,經高基氏體修飾(加上甘露糖-6-磷酸標記)後,以囊泡包覆形成溶小體。
- (B) 屬於內膜系統路徑。細胞膜內陷形成食泡,食泡再與溶小體融合,溶小體則來自內質網與高基氏體,是教科書所舉的內膜系統功能實例。
- (C) 敘述有誤。胰島素促使含 GLUT 囊泡移至細胞膜的機制發生於肌肉與脂肪細胞(GLUT4),肝細胞的 GLUT2 並不以此方式受胰島素調控,故肝細胞中並不存在題述的運輸路徑。
- (D) 屬於內膜系統路徑。
第 19 題2 分
關於真核生物細胞核組蛋白(histone)的敘述,下列何者錯誤?
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核心觀念:核小體(nucleosome)是染色質的基本單位,由 DNA 纏繞於組蛋白八聚體(octamer)上形成。八聚體包含 H2A、H2B、H3、H4 各兩個分子,DNA 纏繞約 147 個鹼基對。H1 是連接子組蛋白(linker histone),位於核小體外側,幫助形成更高層次的染色質濃縮,不屬於核心粒(core particle)的組成。組蛋白在各種真核生物中高度保守。
解題方法:判斷各敘述是否符合核小體的組成與動態。特別注意 H1 與核心組蛋白的區別。
選項分析:
- (A) 錯誤。H2A 與 H2B 是核心組蛋白,屬於核粒(核心粒)的組成成分,不符合「不屬於」的敘述。
- (B) 正確。
第 20 題2 分
桃莉羊複製過程中,從黑面蘇格蘭羊取得的細胞,利用下列何種技術製備後,才可與來自白臉芬多斯母羊的細胞進行後續實驗?
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核心觀念:桃莉羊(Dolly)的誕生是體細胞核轉移(somatic cell nuclear transfer)的成果。研究人員從黑面蘇格蘭羊取得乳腺細胞,並使其進入休眠狀態(G0),然後取出其細胞核,植入已去核的白臉芬多斯母羊的未受精卵中,經電刺激融合與活化後,發育為胚胎並植入代理母羊體內。
解題方法:題目問的是在將細胞交給後續實驗前,必須經由哪一種技術「製備」,即去核與細胞核移植。
選項分析:
- (A) 正確。核轉移是將供體細胞核植入去核卵細胞的技術,是桃莉羊複製的關鍵步驟。
- (B) 錯誤。
第 21 題2 分
真核細胞進行轉錄(transcription)時,啟動子(promoter)發生下列事件的順序為何?
① 轉錄因子(transcription factor)結合到 TATA box
② RNA polymerase II 開始進行 RNA 轉錄
③ 形成轉錄起始複合物(transcription initiation complex)
④ 打開 DNA 雙股螺旋
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核心觀念:真核生物的第二型 RNA 聚合酶(RNA polymerase II)啟動轉錄,需要一系列基礎轉錄因子依序組裝於啟動子上。正確順序為:轉錄因子(如 TFIID,其中 TBP 辨識 TATA box)先結合 TATA box;接著其他轉錄因子與 RNA 聚合酶 II 組裝形成轉錄起始複合體;之後由 TFIIH 的解旋酶活性打開 DNA 雙股;最後 RNA 聚合酶 II 開始延長並合成 RNA。
解題方法:依照「先結合、再組裝、後解旋、最後延長」的邏輯排序。DNA 解旋必須在起始複合體組裝之後才會發生,否則聚合酶無法定位。
選項分析:
- (A) 錯誤。④在最前面會使 DNA 先被打開,但此時尚無轉錄因子與聚合酶定位,順序不合理。
- (B) 錯誤。
第 22 題2 分
費城染色體易位(Philadelphia translocation)是哪兩條染色體進行易位?
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核心觀念:費城染色體(Philadelphia chromosome)是慢性骨髓性白血病(CML)的標誌,其形成是第 9 號與第 22 號染色體之間的相互易位,即 t(9;22)。易位使原位於第 9 號染色體的 ABL 基因與第 22 號染色體的 BCR 基因融合,產生持續活化的 BCR-ABL 酪胺酸激酶,促進細胞不正常增殖。
解題方法:此為記憶性題目,核心是記住易位的兩條染色體與其融合基因。
第 23 題2 分
從基因庫中選取一段長的 DNA 序列,確認出此序列所有的蛋白質編碼基因(protein-coding genes)及了解這些基因的功能,此過程稱為下列何者?
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核心觀念:基因體學的分析流程通常包含組裝(assembly)、注釋(annotation)與功能分析。組裝是將定序讀段拼接成連續的 DNA 序列;注釋則是在序列上找出基因的位置、結構與功能,包括蛋白質編碼基因的確認與功能推定。
解題方法:題目的關鍵是「確認序列上所有蛋白質編碼基因並了解其功能」,對應的是注釋步驟。
選項分析:
- (A) 錯誤。組裝是拼接序列,尚未確認基因與功能。
- (B) 正確。基因注釋是在 DNA 序列中找出所有蛋白質編碼基因並推定其功能的過程。
- (C) 錯誤。
第 24 題2 分
關於 CRISPR-Cas 的敘述,下列何者錯誤?
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核心觀念:CRISPR-Cas 是細菌與古菌的適應性免疫系統。細菌在感染病毒後,會把病毒的 DNA 片段整合到 CRISPR 陣列中作為間隔序列(spacer);之後以這些間隔序列轉錄的 crRNA 引導 Cas 蛋白(如 Cas9)辨識並切割相同序列的外來核酸,達到防禦病毒的目的。在生物技術中,CRISPR-Cas9 則被改造為可程式化的基因編輯工具。
解題方法:找出與 CRISPR-Cas 功能不符的敘述。核心判斷是 CRISPR 系統是防禦機制,而非協助病毒。
選項分析:
- (A) 正確。CRISPR-Cas 的生理功能是細菌對抗病毒(噬菌體)的防禦系統。
- (B) 正確。
第 25 題2 分
DNA 定序科技從桑格定序(Sanger sequencing)經歷巨大的突破演變到次世代測序(next generation sequencing, NGS)。下列的 NGS 方法中,何者不使用所謂的依合成定序(sequencing by synthesis)方法,並且可以直接定序單股 DNA?
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核心觀念:次世代定序的主流技術,如焦磷酸定序(pyrosequencing)、Illumina 與 PacBio,都採用依合成定序(sequencing by synthesis)原理,即以 DNA 聚合酶在模板上逐一添加核苷酸,並偵測每次添加的訊號。奈米孔定序(Nanopore sequencing)則不同,單股 DNA 直接穿過奈米孔,依不同鹼基引起的電流變化讀取序列,不需要合成反應。
解題方法:題目要求「不使用依合成定序」且「可直接定序單股 DNA」,符合這兩項條件的只有奈米孔定序。
第 26 題2 分
在人類精子發育形成過程中,下列哪一時期是屬於由雙套染色體發育成單套染色體後的第一個時期?
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核心觀念:精子發生(spermatogenesis)的過程中,精原細胞(spermatogonium,2n)經有絲分裂增殖,再分化為初級精母細胞(primary spermatocyte,2n,4C)。初級精母細胞經減數分裂第一次分裂後,同源染色體分離,形成次級精母細胞(secondary spermatocyte),此時每個細胞為單套染色體(n),但每條染色體仍有兩條染色分體。次級精母細胞經減數分裂第二次分裂後形成精子細胞(spermatid)。
解題方法:題目問的是「由雙套(2n)發育成單套(n)後的第一個時期」,即減數分裂 I 完成後的細胞。
第 27 題2 分
對於哺乳動物血液的組成、功能及比較,下列何者錯誤?
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核心觀念:血液由血漿與血球組成。血球(紅血球、白血球與血小板)約占血液體積 45%,血漿約占 55%。離心後,紅血球密度最大,沉於最底層;白血球與血小板密度略低,形成中間薄層(稱為 buffy coat);血漿在最上層。血液數量方面,紅血球最多,血小板次之,白血球最少。凝血過程中,血小板與纖維蛋白原(fibrinogen)共同參與,纖維蛋白原轉變為纖維蛋白形成血塊。
解題方法:逐一核對血液組成比例、離心分層、細胞數量與凝血過程,找出描述錯誤的選項。
選項分析:
- (A) 正確。血球約占血液體積 45%,血漿約 55%,即血比容(hematocrit)約為 45%。
- (B) 正確。
第 28 題2 分
反芻動物有四個胃,依消化順序排列,下列何者正確?
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核心觀念:反芻動物(如牛、羊)具有四個胃,依照食物的消化順序,依次為瘤胃(rumen)、網胃(reticulum)、瓣胃(omasum)、皺胃(abomasum),之後才進入小腸。瘤胃與網胃內有大量微生物,可發酵分解纖維素;皺胃相當於單胃動物的真胃,分泌胃酸與胃蛋白酶。
解題方法:依照食物經過的路徑,由口腔依序排列。先確定最先接收食物的是瘤胃,再依序判斷其餘三個胃的位置。
第 29 題2 分
下列何者是造成神經動作電位絕對不反應期(absolute refractory period)的主要原因?
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核心觀念:神經細胞的動作電位包含去極化與復極化。在動作電位期間,電壓門控鈉通道被活化後會快速進入不活化狀態(inactivation gate 關閉),此時無論刺激強度多大都無法再次開啟,形成絕對不反應期(absolute refractory period)。之後鉀通道仍開放,細胞處於超極化狀態,此時需要更強的刺激才能再次產生動作電位,屬於相對不反應期。
解題方法:判斷哪一個通道的狀態能直接解釋「無論刺激多強都不反應」的現象。鈉通道的不活化狀態最符合。
選項分析:
- (A) 錯誤。鉀通道活化與延遲關閉造成的是相對不反應期,而非絕對不反應期的主要原因。
- (B) 錯誤。
第 30 題2 分
對體液(body fluid)的描述,下列何者正確?
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核心觀念:體液分為細胞內液與細胞外液,細胞外液又包括血漿與間質液(interstitial fluid)。間質液占細胞外液的大部分,約為細胞外液的四分之三,血漿約占四分之一。細胞內液占全身體液的大部分,主要陽離子為鉀離子(),細胞外液的主要陽離子為鈉離子()。
解題方法:先分清細胞內液、細胞外液、血漿與間質液之間的包含關係,再逐一檢查敘述。
選項分析:
- (A) 錯誤。細胞外液包含血漿、間質液與淋巴液,不只有血漿。
- (B) 錯誤。細胞內液位於細胞內部,血管內的液體屬於血漿,是細胞外液的一部分。
第 31 題2 分
當加壓素(vasopressin)濃度升高時,會增加下列何種分子在腎臟集尿管細胞的表現?
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核心觀念:加壓素(vasopressin,即抗利尿激素 ADH)作用於腎臟集尿管主細胞(principal cell)的 V2 受體,經由 cAMP 與蛋白激酶 A 活化,促使細胞內含水通道蛋白 2(aquaporin-2)的囊泡移至頂端膜並插入,同時也提高水通道蛋白 2 基因的表現。水通道蛋白使集尿管對水的通透性增加,促進水的重吸收。
解題方法:題目問的是加壓素「增加表現」的分子,對應其經典作用的標的,即水通道蛋白。
選項分析:
- (A) 錯誤。Rhcg 主要表現於集尿管的間插細胞,與氨的分泌有關,並非加壓素的直接標的。
- (B) 正確。
第 32 題2 分
家住澎湖的小陳酷愛生食,因腹部不適、腹瀉、嘔吐、體重減輕等身體不適就醫,醫師詢問飲食習慣等生活史後,進行血液檢查,請問最主要檢查的項目為下列何者?
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核心觀念:生食(如生魚片)可能感染寄生蟲,例如異尖線蟲(Anisakis)或吸蟲類。寄生蟲入侵人體時,宿主的免疫反應會增加嗜酸性球(eosinophil)的數目,嗜酸性球增多(eosinophilia)是寄生蟲感染的重要指標。題目描述的腹痛、腹瀉、嘔吐與體重減輕,符合寄生蟲感染的症狀。
解題方法:由病史(生食、澎湖海產)與症狀推斷為寄生蟲感染,再依寄生蟲感染的血液指標選擇檢查項目。
第 33 題2 分
某些前列腺素(prostaglandin)可誘導發炎及疼痛反應,為____,屬於____的衍生物,下列何者是最合適的對應詞?
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核心觀念:前列腺素(prostaglandin)屬於類花生酸(eicosanoid),由花生四烯酸(arachidonic acid,一種 20 碳的多元不飽和脂肪酸)經環氧合酶(COX)路徑合成。前列腺素不經由血液長距離運送,而是在合成部位附近作用,屬於局部調節因子(local regulators),可誘導發炎、疼痛與發燒反應。
解題方法:依序判斷兩個空格。第一空判斷前列腺素的作用範圍(局部或全身),第二空判斷其化學來源(脂肪酸、類固醇、多肽或胺類)。
第 34 題2 分
功能性磁振造影(fMRI)可以測量神經元的活動,小雅因曾經歷大地震失去家人的痛苦,患有創傷後壓力症候群(PTSD),當小雅想起失去家人傷心難過時,若以 fMRI 偵測腦部活動,下列何者的活動最明顯?
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核心觀念:杏仁核(amygdala)是邊緣系統的重要結構,負責處理情緒反應,特別是恐懼、焦慮與負面情緒相關的記憶。創傷後壓力症候群(PTSD)患者在回想創傷事件時,杏仁核的活動往往過度增強。fMRI 以血氧濃度相依訊號反映神經活動,因此在回想失去家人的悲傷情境時,杏仁核的訊號最為明顯。
解題方法:依據腦區的功能判斷。題目情境是情緒與創傷記憶,與情緒處理最相關的腦區為杏仁核。
選項分析:
- (A) 錯誤。視丘下核主要參與運動調節與部分自主神經功能,與本情境的情緒記憶無直接關係。
- (B) 正確。
第 35 題2 分
有些生物生活在有水的環境,並且利用收縮液泡(contractile vacuoles)將多餘的水分送出細胞外,由此特性推論這些生物生活的環境,相對於生物自身來說屬於下列何者?
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核心觀念:收縮液泡(contractile vacuole)存在於淡水原生生物(如草履蟲)中,其功能是將滲透進入細胞內的多餘水分排出體外。細胞會因滲透作用持續吸水,若沒有機制排出,將因膨脹而破裂。因此,能演化出收縮液泡的環境,必然是水分濃度高、溶質濃度低的環境,即低張溶液(hypotonic solution)。
解題方法:從生物的適應機制回推環境性質。收縮液泡的功能是排水,代表細胞內的溶質濃度高於環境,水持續流入細胞。
第 36 題2 分
脊椎動物的胚胎發育在下列哪一個階段形成內胚層、中胚層及外胚層?
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核心觀念:脊椎動物的早期發育依序為受精卵、卵裂形成桑葚胚(morula)、囊胚(blastula)與原腸胚(gastrula)。原腸形成(gastrulation)過程中,細胞大規模移動與重排,形成三個胚層:外胚層(ectoderm)、中胚層(mesoderm)與內胚層(endoderm)。之後的器官發生(organogenesis)才由各胚層分化為特定器官。
解題方法:找出形成三個胚層的發育階段。三胚層的形成是原腸形成的特徵。
第 37 題2 分
下列有關人體血壓變化的敘述何者錯誤?
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核心觀念:血壓由心輸出量與周邊血管阻力決定,並受神經、荷爾蒙與腎臟的調節。交感神經興奮會使周邊血管收縮,血壓上升。鹽分攝取過量會使血液滲透壓上升,刺激渴覺並促進抗利尿激素(ADH)分泌,增加腎臟集尿管對水的回收,血液體積增加,血壓升高。全身性嚴重過敏(過敏性休克)時,大量組織胺與其他介質使全身血管大幅擴張,血漿滲漏,血壓反而大幅下降。
解題方法:逐一分析各選項的生理機制,找出與血壓變化方向不符的敘述。特別注意「局部」與「全身」的差異。
選項分析:
- (A) 正確。寒冷會活化交感神經,使周邊血管收縮,血流阻力增加,血壓上升。
- (B) 正確。高鹽飲食使滲透壓升高,ADH 增加水的回收,使血液體積增加,血壓上升。
- (C) 正確。
第 38 題2 分
下列動物的生理現象,何者不符合逆流交換(countercurrent exchange)、逆流熱交換(countercurrent heat exchange)或逆流倍增系統(countercurrent multiplier/multiplication system)的運作機轉?
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核心觀念:逆流交換(countercurrent exchange)是指兩條流體逆向流動、彼此靠近,使物質或熱量沿梯度交換,以提高效率。典型例子包括魚鰓的氣體交換、水禽腿部的逆流熱交換,以及腎臟亨利氏環(Henle's loop)的逆流倍增系統,用以形成髓質的高滲透壓梯度。哺乳動物的體循環與肺循環是串聯的兩個獨立迴路,血液在兩者之間依序流動,兩個迴路之間不存在逆向流動交換。
解題方法:找出不存在逆流機制的選項。須確認每個選項中是否有兩條逆向流動的流體彼此相鄰交換。
選項分析:
- (A) 符合。魚鰓內水流與血流方向相反,形成逆流交換,使氧氣擴散效率最大化。
- (B) 符合。水禽腿部動脈與靜脈緊鄰逆向流動,形成逆流熱交換,減少熱量流失。
第 39 題2 分
沙漠中在一陣大雨過後,常可見許多植物一起發芽生長,這是因為雨水將種子外的何種物質清洗掉?
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核心觀念:離層酸(abscisic acid, ABA)是抑制種子發芽與休眠的植物荷爾蒙,存在於種皮與果實中,有助於種子在不利環境下休眠。沙漠中一場大雨會沖刷掉種子外層的 ABA,解除其抑制作用,使種子在適當的水分條件下開始發芽。
解題方法:依照「雨水沖掉種子外的某物質,使種子得以發芽」的情境推斷。抑制發芽的主要荷爾蒙是離層酸。
選項分析:
- (A) 正確。離層酸抑制發芽,雨水沖除它,可解除休眠。
- (B) 錯誤。水楊酸參與植物的系統性抗病反應,與種子發芽的抑制無直接關係。
- (C) 錯誤。
第 40 題2 分
在植物的生活史中包括配子體(gametophytes)和孢子體(sporophyte),關於配子體階段在不同植物中的演化及生物特徵的敘述,下列何者錯誤?
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核心觀念:植物的生活史具有世代交替(alternation of generations),包括單套染色體的配子體(gametophyte)與雙套染色體的孢子體(sporophyte)。在演化過程中,苔蘚植物以配子體為主要的獨立生活世代,孢子體依附於配子體生長;蕨類則以孢子體為主,配子體體型小;種子植物的孢子體最為顯著,配子體極度縮小,寄生於孢子體上,由孢子體提供營養。
解題方法:逐一比較各類群中配子體與孢子體的相對大小與依賴關係,找出與演化趨勢不符的敘述。
第 41 題2 分
下列何者可促進果實成熟?
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核心觀念:乙烯(ethylene)是一種氣態植物荷爾蒙,可促進果實成熟、葉片與花瓣脫落,以及果實中澱粉轉化為糖。成熟的果實會自行釋放乙烯,並以正向回饋的方式加速周圍果實的成熟,因此香蕉、芒果等果實常一起放置以催熟。
解題方法:依照植物荷爾蒙的功能判斷。促進果實成熟的荷爾蒙是乙烯。
選項分析:
- (A) 正確。乙烯促進果實成熟與軟化。
- (B) 錯誤。離層酸主要抑制生長、促進休眠與氣孔關閉,與促進成熟相反。
- (C) 錯誤。
第 42 題2 分
植物的光系統(photosystems)分布在葉綠體的哪個部位?
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核心觀念:光系統(photosystem I 與 II)是光合作用光反應的核心,位於葉綠體的類囊膜(thylakoid membrane)上。光系統內含色素(葉綠素與類胡蘿蔔素)與蛋白質複合體,負責捕獲光能並驅動電子傳遞。類囊膜相互堆疊形成基粒(grana),光反應即在此進行,而卡爾文循環則在基質(stroma)中進行。
解題方法:依光反應與暗反應的發生位置判斷。光系統屬於光反應,必須位於類囊膜上。
第 43 題2 分
經由分析粒線體和葉綠體的特性,科學家提出內共生學說(endosymbiosis),下列關於葉綠體和粒線體的敘述何者錯誤?
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核心觀念:內共生學說(endosymbiotic theory)認為,葉綠體與粒線體是由原始真核細胞攝入原核細胞後,經長期共生演化而來。葉綠體起源於能進行光合作用的自營藍綠菌(cyanobacteria),粒線體起源於能進行有氧呼吸的好氧細菌(α-proteobacteria)。兩者因此保有自己的環狀 DNA 與核醣體,且核醣體與原核生物相似。
解題方法:比較兩者的起源與特性,找出與內共生學說不符的敘述。特別注意粒線體的來源是有氧呼吸細菌,而非自營細菌。
選項分析:
- (A) 正確。葉綠體起源於攝入的自營(光合)細菌,即藍綠菌。
- (B) 錯誤。粒線體的來源是能進行有氧呼吸的好氧細菌,並非自營細菌;自營細菌(光合)是葉綠體的來源。
第 44 題2 分
植物為防止草食動物攝食,有時會模仿昆蟲的卵以阻止昆蟲產卵,是屬於下列何種防禦?
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核心觀念:植物對抗草食者的防禦可依其作用層次區分:分子層次(以次級代謝物、毒素、蛋白酶抑制劑等化學物質防禦)、器官層次(以器官的形態構造防禦,如刺、毛狀體、增厚的角質層,或特殊外形)、族群層次(如同步大量結實使種子捕食者無法吃完)、群落層次(藉由與其他物種的關係防禦,如釋放揮發物吸引寄生蜂、與螞蟻互利共生)。西番蓮(Passiflora)在葉片或托葉上長出形似袖蝶(Heliconius)卵的黃色突起,雌蝶以為該處已有卵而不在此產卵,是典型的形態擬態防禦。
解題方法:判斷防禦的載體。擬卵構造是葉片(器官)本身長出的形態特徵,直接由器官構造發揮作用,因此屬器官層次防禦。
選項分析:
- (A) 錯誤。族群層次防禦依靠族群整體的特性(如同步大量結實),與單一植株葉片上的擬態構造無關。
- (B) 錯誤。
第 45 題2 分
鑑於現今人類的活動對地球造成嚴重的負面影響,生態學界提出生態足跡(ecological footprint)的論述,用以教育全球的世界公民,重視環境保育、珍惜自然資源。下列對於生態足跡的論述何者錯誤?
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核心觀念:生態足跡(ecological footprint)是以土地面積衡量人類生活所需的資源消耗與廢棄物吸收需求的指標,單位通常為全球公頃(global hectare)。生態足跡越大,代表個人或地區消耗的自然資源越多,對環境的負擔越重。低碳排放、簡約生活的人,其生態足跡應較小,而非較大。
解題方法:逐一檢視各選項的邏輯。注意生態足跡的數值與資源消耗呈正相關,若題目敘述將低資源消耗與高生態足跡連在一起,即為錯誤。
選項分析:
- (A) 正確。生態足跡可用以比較地區或國家的環境負載,評估是否超過其生物承載力。
- (B) 錯誤。
第 46 題2 分
若演化最終的結果是植物細胞壁由蛋白質構成,而非纖維素,下列何者不會發生?
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核心觀念:草食動物的消化道特化與纖維素有關。脊椎動物本身不能產生纖維素酶,必須依賴消化道內的共生微生物發酵分解纖維素,因此草食動物通常具有較長的消化道與發酵腔室(如反芻動物的瘤胃、兔與馬的盲腸),並有適合研磨的臼齒;肉食動物以容易消化的蛋白質與脂肪為食,消化道較短,牙齒以撕裂為主。
解題方法:假設植物細胞壁改由蛋白質構成,草食動物的食物在化學組成上就接近肉食動物的食物,可直接以自身的蛋白酶消化,不再需要長時間微生物發酵。由此推論各選項是否會發生。
選項分析:
- (A) 不會發生,為本題答案。不需發酵纖維素後,草食動物的消化道應趨於變短,而不是變得更長。
- (B) 會發生。食物性質相近,牙齒不必特化成研磨纖維素細胞壁的寬大臼齒,與肉食動物的牙齒結構會趨於相似。
- (C) 會發生。
第 47 題2 分
如果環境中的生物種類主要決定在垂直層次(vertical layers)的多寡,則以下何種陸地生物群系(terrestrial biomes)可能有最多不同的物種?
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核心觀念:生物多樣性與環境的垂直分層有關。熱帶雨林具有明顯的多層結構,包括林下層、灌木層、林冠層與突出木層,每一層都提供不同的棲地與資源,因而容納大量不同的物種。溫帶草原、溫帶闊葉林與北方針葉林的垂直分層較簡單,物種多樣性也相對較低。
解題方法:題目設定「物種數量主要取決於垂直層次的多寡」,因此應選擇垂直結構最複雜的生物群系。
第 48 題2 分
能量及其他的生態限制因子控制了一個生態系的生產力(production),下列何者可以用以估計一個生態系是否收納或損失碳量?
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核心觀念:生態系的碳收支以生態系生產力的不同層次計算。粗估初級生產力(GPP)是植物光合作用固定的總碳量;淨初級生產力(NPP)是 GPP 扣除植物自身呼吸後的量;淨生態系生產力(NEP)則是 NPP 再扣除異營生物(分解者與動物)的呼吸消耗,也就是 NEP 等於 GPP 減去生態系的總呼吸。NEP 為正值時,生態系吸收碳(碳匯);為負值時,生態系釋放碳(碳源)。
解題方法:判斷哪一個指標同時考量植物與分解者的呼吸消耗,才能反映生態系的整體碳收支狀態。
選項分析:
- (A) 錯誤。初級生產力是統稱,未明確扣除呼吸,無法直接判斷碳收支。
- (B) 錯誤。粗估初級生產力只計算光合作用的總固碳量,未扣除任何呼吸。
- (C) 錯誤。
第 49 題2 分
下列何者無法維持族群內的遺傳變異?
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核心觀念:族群內的遺傳變異來源包括突變、有性重組與基因流,並可透過平衡選擇(例如頻率依賴性選擇)維持。中性突變在族群中累積,保留了變異的來源。遺傳漂變(genetic drift)是小族群中因隨機抽樣造成的等位基因頻率隨機波動,會使某些等位基因消失或固定,因此會減少而非維持遺傳變異。
解題方法:判斷哪一個機制會消耗遺傳變異而非維持它。遺傳漂變是隨機減少變異的機制。
選項分析:
- (A) 能維持。中性突變不受選擇淘汰,會在族群中持續累積,維持遺傳變異。
- (B) 能維持。有性重組不斷產生新的等位基因組合,增加族群的變異。
第 50 題2 分
微演化(microevolution)假說論述的主要重點是造成小族群等位基因頻率改變的機轉(mechanisms that alter allele frequencies)。下列何者不是微演化的機轉?
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核心觀念:微演化(microevolution)是指族群內等位基因頻率隨時間的改變。改變等位基因頻率的主要機制包括突變、基因流(gene flow)、遺傳漂變(genetic drift,含拓荒者效應與瓶頸效應)與自然選擇。隨機交配(random mating)是指配偶選擇不受表現型或基因型影響,在哈溫平衡(Hardy-Weinberg equilibrium)的假設中,隨機交配本身不會改變等位基因頻率。
解題方法:找出不會改變等位基因頻率的選項。隨機交配屬於哈溫平衡的假設條件,而非改變頻率的機制。
選項分析:
- (A) 是微演化機制。基因流將外來的等位基因引入族群,改變其頻率。
- (B) 是微演化機制。
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只統計有公布答案的選擇題(共 50 題)。倒扣扣到 0 分為止。未登入時作答不會保存,重新整理就會清空。按題目底下的「再作答一次/重做」,該題就改回未作答。