中國醫藥大學 101 年 《生物學》

核心觀念

本題考查台灣本土生態學中紅樹林植物（Mangroves）的種類多樣性與滅絕現況。
台灣原生紅樹林植物歷史上共有 6 種（分屬 4 科），但受到早期高雄港開發及土地利用影響，已有 2 種在野外區域宣告滅絕，目前僅存 4 種：

1. 已滅絕（2 種）：

• 紅樹科（Rhizophoraceae）：
• 細蕊紅樹（Ceriops tagal）
• 紅茄苳（Bruguiera gymnorrhiza）

2. 現存（4 種）：

• 紅樹科（Rhizophoraceae）：
• 水筆仔（Kandelia obovata，過去曾歸類為 Kandelia candel）
• 五梨跤（又名紅海欖，Rhizophora stylosa）
• 馬鞭草科 / 爵床科（Acanthaceae）：
• 海茄苳（Avicennia marina）
• 使君子科（Combretaceae）：
• 欖李（Lumnitzera racemosa）

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解題方法

解答本題的切入點在於精準記憶「台灣已滅絕的 2 種紅樹林植物」與「現存 4 種紅樹林植物」的名單。題目詢問「在台灣已不復存在（滅絕）」的種類，只要在選項中找出「細蕊紅樹」或「紅茄苳」，其餘四種皆為現今台灣沿海河口仍可觀察到的物種。

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選項分析

• (A) 細蕊紅樹：正確。
  細蕊紅樹（Ceriops tagal）屬於紅樹科細蕊紅樹屬，原本分布於高雄港（旗津、前鎮一帶）潟湖沿岸。

核心觀念

本題比較陰性植物（shade plant）與陽性植物（sun plant）的光合生理及葉片構造，核心在於兩者對光強度的適應差異。

光合作用的淨速率可表示為：

$$\text{淨光合作用速率}=\text{總光合作用速率}-\text{呼吸作用速率}$$

光補償點（light compensation point）是指光合作用吸收的二氧化碳量，恰好等於呼吸作用釋放的二氧化碳量時的光強度。此時淨光合作用為零：

$$\text{總光合作用}=\text{呼吸作用}$$

陰性植物適應弱光環境，陽性植物適應強光環境，因此兩者在光補償點、光飽和點、葉片構造及生長特性上有所不同。

解題方法

判斷本題可採用「生態適應方向」：

• 陰性植物：低光下即可維持正的淨光合作用。
• 陽性植物：需要較強光照才能達到較高的光合速率。
• 葉片構造：陰性植物通常增加受光面積，但避免過度投資於厚度；陽性植物葉片通常較厚，以容納較多光合組織並承受強光。

因此，看到「陰性植物葉片較大」通常合理；若再搭配「較厚」，便須特別注意，因為陰性植物葉片一般是較大且較薄。

選項分析

(A) 陰性植物一般有較低的光合作用速率。—正確

陰性植物的光合系統適應低光環境，通常具有較低的最大光合作用速率與較低的光飽和點。當光強度很高時，其光合速率較容易達到飽和，最大值通常低於陽性植物。

陰性植物常具有較高的葉綠素 $b$ 比例及較大的集光天線系統，有助於吸收弱光；但這種適應不代表其在強光下具有較高的最大光合能力。因此，本選項所述一般情況正確。

(B) 陰性植物一般有較低的生長速率。—正確

在適宜環境與資源條件相近時，陰性植物的最大光合作用速率通常較低，能夠累積的有機物與可供生長的能量也較少，因此一般生長速率較慢。

這是「一般」的比較，不表示所有陰性植物在任何條件下都一定比陽性植物生長慢；在弱光環境中，陰性植物因適應性較佳，反而可能比陽性植物維持更好的生長。

(C) 陰性植物一般其葉片較大且厚，以利光能接收。—錯誤

這是本題錯誤選項。

核心觀念

細胞呼吸的本質是「氧化還原反應」：食物中的有機物被氧化，釋出的高能電子先由電子載體接收，再經由電子傳遞鏈逐步轉移，最後交給氧形成水。

在糖解作用、丙酮酸氧化及檸檬酸循環中，最重要的電子受體是氧化型的菸鹼醯胺腺嘌呤二核苷酸（NAD⁺）。NAD⁺ 接受電子與氫後，被還原成 NADH：

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

因此，題目問「來自食物的大部分電子最初移轉給何者」，答案是作為電子受體的 NAD⁺。

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解題方法

判斷本題可沿著細胞呼吸的電子流向：

$$\text{食物分子} \rightarrow \text{NAD}^+ \rightarrow \text{NADH} \rightarrow \text{電子傳遞鏈} \rightarrow \ce{O2} \rightarrow \ce{H2O}$$

以葡萄糖為例：

1. 糖解作用（glycolysis）
   甘油醛-3-磷酸（glyceraldehyde-3-phosphate）被氧化時，電子由 NAD⁺ 接受，形成 NADH。

2. 丙酮酸氧化（pyruvate oxidation）
   丙酮酸經丙酮酸去氫酶複合體（pyruvate dehydrogenase complex）轉化為乙醯輔酶 A（acetyl-CoA），過程中 NAD⁺ 被還原為 NADH。

3. 檸檬酸循環（citric acid cycle）
   異檸檬酸、α-酮戊二酸、琥珀醯輔酶 A 及蘋果酸等中間物被氧化時，持續產生 NADH。

4. 電子傳遞鏈（electron transport chain）
   NADH 將電子交給複合體 I（Complex I），NADH 被氧化回 NAD⁺；電子經由泛醌（ubiquinone, CoQ）、複合體 III、細胞色素 c（cytochrome c）及複合體 IV 傳遞，最後由氧接受電子。

所以，NAD⁺ 是「最初接收食物電子」的分子；NADH 是 NAD⁺ 接受電子後形成的還原型產物。

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選項分析

(A) ATP

錯誤。ATP 是細胞主要的能量貨幣，功能是暫時儲存並提供可用能量，不是細胞呼吸中接收食物電子的主要電子載體。

細胞呼吸產生 ATP 的主要方式包括：

• 基質層級磷酸化（substrate-level phosphorylation）
• 氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）

核心觀念

本題考查細胞呼吸作用的總能量轉換效率，重點是將：

1. 一莫耳葡萄糖完全氧化所釋放的總能量；
2. ATP 儲存的化學能；

進行比例比較。

葡萄糖分解涉及三個主要階段：

• 糖酵解作用（glycolysis）：葡萄糖經由一系列反應形成 2 個丙酮酸（pyruvate），淨產生 2 個 ATP 與 2 個 NADH。重要酵素包括 hexokinase、phosphofructokinase-1（PFK-1）及 pyruvate kinase。
• 丙酮酸氧化與克氏循環（citric acid cycle／Krebs cycle）：丙酮酸先轉為 acetyl-CoA，再進入循環，產生 ATP、NADH 與 FADH₂。關鍵酵素包括 pyruvate dehydrogenase complex、citrate synthase、isocitrate dehydrogenase 及 $\alpha$-ketoglutarate dehydrogenase。
• 電子傳遞鏈與氧化磷酸化（electron transport chain and oxidative phosphorylation）：NADH 與 FADH₂ 將電子交給電子傳遞鏈，經由 complexes I、III、IV 傳遞，將質子送至膜間隙，建立質子電化學梯度；ATP synthase 利用此梯度催化：

$$\ce{ADP + Pi -> ATP}$$

題目已直接給定總共形成 38 個 ATP，因此不必重新計算各階段的 ATP 產量。

解題方法

在標準生化條件下，形成 1 莫耳 ATP 所儲存的能量約為 7.3 千卡。因此，38 個 ATP 儲存的總能量為：

$$38 \times 7.3 = 277.4\ \text{千卡}$$

葡萄糖完全氧化所釋放的能量為 686 千卡，所以 ATP 儲存能量占總能量的百分比為：

$$\frac{277.4}{686}\times 100\% =40.44\%$$

約為：

$$40\%$$

核心觀念

本題考查「依構造與起源分類的河口類型」。常見河口類型包括：

• 峽灣河口（fjord estuary）
• 沙洲河口（bar-built estuary）
• 溺河谷河口（drowned river valley estuary）
• 構造河口（tectonic estuary）
• 河岸平原河口（coastal plain estuary）

台南七股潟湖位於台灣西南部沿海，外側有沿岸漂沙堆積形成的沙洲、沙嘴或障壁，使內側形成潟湖水域。因此其主要特徵是「沙洲阻隔河口或海灣」，屬於沙洲河口。

解題方法

判斷河口類型時，先看其形成的主要地質作用：

1. 冰河侵蝕形成深而狹長的谷地：峽灣河口。
2. 海岸漂沙堆積形成沙洲或障壁，封閉部分河口：沙洲河口。
3. 海平面上升淹沒原有河谷：溺河谷河口。
4. 地殼下陷、斷層或其他構造運動造成：構造河口。
5. 寬廣平坦的河口平原被海水淹入：河岸平原河口。

七股地區沿海泥沙豐富，受沿岸流與波浪作用，泥沙沿海岸搬運並堆積成沙洲，將內側水域與外海部分隔開，形成七股潟湖。故應選擇沙洲河口。

選項分析

(A) 峽灣

錯誤。

峽灣是冰河侵蝕形成的深切、狹長且兩側陡峭的 U 形谷地，冰河退去後海水進入谷地而形成。其典型特徵是水深大、谷壁陡峭，常見於挪威、紐西蘭及加拿大等冰河地形發達地區。

台南七股地勢低平，沒有冰河侵蝕所形成的深狹谷地，故不是峽灣河口。

(B) 沙洲河口

正確。

沙洲河口是由河流輸出的泥沙，加上波浪與沿岸流搬運、堆積，在河口外側形成沙洲、沙嘴或障壁島。這些沉積地形會阻隔河口與外海，使內側形成較封閉、淺水的潟湖。

核心觀念

本題考查「種間競爭」（interspecific competition）的定義、影響因素，以及 Lotka–Volterra 競爭模式的預測。

種間競爭是指不同物種利用相同且有限的資源，因而彼此降低生存、成長或繁殖成功率的交互作用。共同資源可包括食物、光、水、礦物質、棲息空間與配偶等。

競爭結果不一定是其中一方滅絕，主要取決於：

• 各物種的環境容納量 $K_1$、$K_2$
• 兩物種間的競爭係數 $\alpha$、$\beta$
• 資源重疊程度
• 環境條件與族群初始數量

Lotka–Volterra 兩物種競爭模式可表示為：

$$\frac{dN_1}{dt} = r_1N_1 \left( 1-\frac{N_1+\alpha N_2}{K_1} \right)$$ $$\frac{dN_2}{dt} = r_2N_2 \left( 1-\frac{N_2+\beta N_1}{K_2} \right)$$

其中：

• $N_1$、$N_2$：兩物種的族群數量
• $r_1$、$r_2$：內在增殖率
• $K_1$、$K_2$：各物種單獨存在時的環境容納量
• $\alpha$：物種 2 對物種 1 的競爭效應
• $\beta$：物種 1 對物種 2 的競爭效應

本題的關鍵在於：Lotka–Volterra 模式並不必然預測競爭物種無法共存；在適當條件下，兩物種可以穩定共存。

解題方法

逐項判斷各敘述是否符合種間競爭的基本定義與族群模式。

判斷第 6 題時，應特別注意「將導致」這類絕對化語句。種間競爭可能造成競爭排除，但也可能造成資源分割與穩定共存，因此不能直接推論所有種間競爭都會導致其中一方消失。

選項分析

(A) 種間競爭通常發生於不同物種利用共同資源時。

正確。

當不同物種利用相同且有限的資源時，彼此會產生資源重疊。例如兩種草食動物取食相同植物，或兩種植物競爭土壤中的水分與氮鹽。資源有限時，一物種的利用會降低另一物種可取得的資源量，形成種間競爭。

若資源完全充足，則即使利用相同資源，競爭壓力也會降低；因此本選項抓住了「共同利用有限資源」這個核心條件。

(B) 種間競爭會影響物種棲位（niche）的改變。

正確。

棲位包括物種利用的資源、棲息環境、活動時間及其在生態系中的功能。競爭會影響物種的實際棲位，特別是「實現棲位」（realized niche）。

核心觀念

本題考查光合作用中「光反應」與「卡氏循環（Calvin cycle）」的分工。

光反應位於葉綠體類囊體膜，利用光能產生：

• ATP：提供卡氏循環所需的能量。
• NADPH：提供還原力，攜帶高能電子與氫。

卡氏循環位於葉綠體基質，雖然不直接利用光子，但必須使用光反應產生的 ATP 與 NADPH，因此又稱為光反應的「暗反應」或「非依光反應」。

解題方法

卡氏循環可分為三個階段：

1. 碳固定（carbon fixation）
2. 還原（reduction）
3. RuBP 再生（regeneration）

在碳固定階段，酵素 RuBisCO（核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶／加氧酶） 使 $\ce{CO2}$ 與 RuBP（核酮糖-1,5-二磷酸） 結合，形成不穩定的六碳中間物，隨即分解成兩個 3-PGA（3-磷酸甘油酸）。

在還原階段：

• 磷酸甘油酸激酶（phosphoglycerate kinase） 使用 ATP，使 3-PGA 磷酸化成 1,3-BPG（1,3-二磷酸甘油酸）。
• 甘油醛-3-磷酸去氫酶（glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase） 使用 NADPH，將 1,3-BPG 還原成 G3P（甘油醛-3-磷酸），同時產生 NADP+。

在 RuBP 再生階段，磷酸核酮糖激酶（phosphoribulokinase） 也需要 ATP，使核酮糖-5-磷酸再生成 RuBP。

因此，卡氏循環所需的兩項光反應產物是：

$$\boxed{\text{ATP 和 NADPH}}$$

以固定 3 個 $\ce{CO2}$ 並產生 1 個 G3P 為例，總耗用量為：

$$3\ce{CO2} + 9\ce{ATP} + 6\ce{NADPH} \rightarrow \ce{G3P} + 9\ce{ADP} + 8\ce{Pi} + 6\ce{NADP+}$$

選項分析

(A) ATP 和 NAD+：錯誤

核心觀念

本題考查 G 蛋白連結型受體（G-protein-linked receptor, GPCR） 的基本訊息傳遞機轉。

細胞外訊息分子（ligand）與 GPCR 結合後，受體促進鄰近異三聚體 G 蛋白的 $\alpha$ 次單元進行「GDP—GTP 交換」：

$$\text{G}_{\alpha}\text{-GDP} \;\longrightarrow\; \text{G}_{\alpha}\text{-GTP}$$

G 蛋白與 GTP 結合時為活化狀態，可進一步調控下游效應器，例如：

• $\text{G}_{\alpha}\text{-GTP}$ 活化或抑制 adenylyl cyclase（腺苷酸環化酶）
• 活化 phospholipase C-}\beta\text{（磷脂酶 C-}\beta\text{）
• 改變離子通道的開關狀態

GTP 最終會被 G 蛋白本身的 GTPase 活性水解為 GDP，使訊息傳遞終止：

$$\text{GTP} + \ce{H2O} \longrightarrow \text{GDP} + \ce{Pi}$$

因此，G 蛋白被激活時，必須由 GDP 交換成 GTP。

解題方法

判斷此題的關鍵是辨認 G 蛋白的「分子開關」機制：

1. 未受刺激時，G 蛋白 $\alpha$ 次單元與 GDP 結合，處於不活化狀態。
2. 配體與 GPCR 結合後，GPCR 促進 GDP 脫離。
3. 細胞質中的 GTP 與 $\alpha$ 次單元結合。
4. $\alpha$ 次單元轉為活化狀態，並調節下游效應器。
5. GTP 水解成 GDP 後，G 蛋白回到不活化狀態。

題目問的是「G 蛋白被激活時，需要哪種分子與其結合」，所以應選擇活化型態所結合的核苷三磷酸，即 GTP。

選項分析

(A) GTP：正確

核心觀念

本題考查動物的捕食策略（predatory tactics）。依獵食者是否主動移動、是否等待獵物接近，可分為：

• 埋伏（ambush）：獵食者先隱藏或潛伏，等待獵物進入攻擊距離，再突然發動攻擊。
• 追捕（pursuit）：主動追逐已發現的獵物，依靠速度、耐力或敏捷性捕捉。
• 潛步追蹤（stalking）：逐步、隱密地接近獵物，降低被發現的機會，接近後再攻擊。
• 搜尋（searching）覓食：主動在環境中移動，搜尋、辨識並取得食物。
• 擬態（mimicry）：外形、顏色、氣味或行為模仿另一種生物，主要屬於防禦、欺敵或接近獵物的適應方式，不是依「等待獵物接近」所定義的捕食策略。

比目魚潛伏於沙地，通常利用體色與沙地背景融為一體，降低被獵物察覺的機會，並等待獵物游近後突然捕食，符合埋伏式捕食。

解題方法

判斷本題的關鍵在於「獵食者是否主動追逐或搜尋獵物」。

題幹描述的行為順序是：

1. 比目魚先潛伏在沙地中。
2. 不主動長距離追逐獵物。
3. 等待獵物經過。
4. 在適當距離突然發動捕食。

此策略的核心是「隱藏並等待機會」，因此判定為：

$$\text{埋伏（ambush）}$$

沙地背景所提供的隱蔽效果屬於偽裝或隱蔽（camouflage、crypsis），有助於埋伏成功，但題目所問的是整體狩獵策略，答案應選「埋伏」，而非把偽裝本身當成答案。

選項分析

(A) 埋伏（ambush）——正確

埋伏是指獵食者事先隱藏或靜止等待，待獵物接近有效攻擊範圍後迅速攻擊。比目魚潛伏於沙地等待獵物經過，完全符合此定義。

比目魚常利用扁平體形及體色與底質融合，降低被獵物發現的機率；獵物接近後，則以突然、快速的動作完成捕食。因此本選項正確。

核心觀念

本題考查大型掠食性動物與大型草食性動物在「食物品質、覓食頻率、覓食風險與行為策略」上的一般差異。

• 掠食性動物以其他動物組織為食，獵物通常含有較高比例的蛋白質、脂質與可利用能量，但捕獵成功率不一定高，因此常呈現「覓食時間較集中、進食間隔較長」的型態。
• 草食性動物以植物為食。植物食物通常單位重量的能量與蛋白質較低，且含有纖維素、木質素等不易消化成分，因此必須花較多時間、較頻繁地取食。
• 草食性動物多半是其他動物的獵物，覓食時容易暴露於掠食風險，因此會重視視野、遮蔽物、逃生路線與群體警戒等安全條件。

本題的關鍵不是比較「誰一定比較安全」，而是判斷兩類動物在一般生態情境下，哪一項描述最符合其覓食策略。

解題方法

可依序比較四個面向：

1. 食物的營養密度：動物組織通常高於植物。
2. 取食頻率：食物營養密度越低，通常需要更長時間或更頻繁取食。
3. 日夜活動：受物種、棲地、溫度與獵物活動時間影響，沒有統一規則。
4. 覓食時的天敵風險：草食性動物通常承受較直接的被捕食壓力，因此更需要選擇隱蔽且安全的覓食地點。

依此判斷，最符合一般性生態學原則的是選項 E。

選項分析

(A) 掠食性動物的覓食頻率較草食性動物頻繁。錯誤。

掠食性動物所攝取的獵物通常含有較高營養密度，尤其是蛋白質與脂質含量較高。一次成功捕食所得的能量與營養，通常足以支持較長時間的活動，因此不必像草食性動物一樣持續取食。

草食性動物所攝取的植物材料常含大量纖維，且可利用能量與蛋白質相對較低，必須透過長時間啃食、反芻或分段取食來滿足能量需求。因此一般而言，草食性動物的覓食與取食頻率較高。

掠食性動物雖然可能每天巡視或搜尋獵物，但「搜尋行為」不等於「成功取食頻率」，不能據此判定其覓食頻率較高。

(B) 掠食性動物單位時間的蛋白質攝取量較草食性動物低。錯誤。

動物組織通常具有較高的蛋白質密度，且胺基酸組成較接近掠食者的身體需求。植物雖含有蛋白質，但單位重量蛋白質含量常較低，並伴隨大量纖維與其他難以消化的成分。

因此在一般比較下，掠食性動物一旦取得獵物，其單位時間內的蛋白質攝取量通常較高，而不是較低。

本選項容易混淆「進食不連續」與「單位時間攝取量」。掠食者可能較少進食，但每次進食的營養密度及蛋白質攝取量較高。

(C) 草食性動物在夜間覓食，掠食性動物在日間覓食。錯誤。

動物的日夜活動型態並非由「草食或掠食」單獨決定。活動時間會受到下列因素影響：

核心觀念

細胞週期依序分為：

$$G_1 \rightarrow S \rightarrow G_2 \rightarrow M$$

• $G_1$ 期：細胞生長、製造蛋白質與胞器。
• $S$ 期：進行 DNA 複製。
• $G_2$ 期：檢查 DNA 複製是否完成，並準備進入有絲分裂。
• $M$ 期：進行有絲分裂與細胞質分裂。

傳統細胞生物學常將細胞週期的重要關卡歸納為三個：

1. $G_1$ 關卡：確認細胞大小、養分、生長因子及 DNA 是否受損。
2. $G_2$ 關卡：確認 DNA 複製是否完成且無重大損傷。
3. $M$ 期紡錘體關卡：確認染色體是否正確連接紡錘絲，才能進入後期。

因此，本題依照中國醫藥大學考試採用的傳統分類，沒有列為典型主要關卡的時期是 $S$ 期。

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解題方法

判斷各選項是否具有關卡，可直接套用「細胞週期三大關卡」：

$$G_1 \text{ 關卡} \quad+\quad G_2 \text{ 關卡} \quad+\quad M \text{ 期紡錘體關卡}$$

其中：

• $G_1$ 期具有 $G_1$ checkpoint。
• $G_2$ 期具有 $G_2$ checkpoint。
• $M$ 期具有 spindle checkpoint（紡錘體關卡）。
• 傳統考試分類中，$S$ 期不列為獨立的主要 checkpoint 時期。

所以正確答案為：

$$\boxed{\text{(C) S 期}}$$

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選項分析

(A) M 期：錯誤

$M$ 期具有紡錘體組裝關卡（spindle assembly checkpoint, SAC），主要位於中期至後期的轉換處。

此關卡會確認：

• 每條染色體的著絲點是否與紡錘絲連接。
• 姊妹染色單體是否分別連接到相反兩極。
• 染色體是否已正確排列於赤道板。

若染色體尚未正確連接，細胞會抑制後期開始，避免染色體分離錯誤。其重要分子包括 Mad 與 Bub 蛋白；關卡解除後，APC/C（anaphase-promoting complex/cyclosome，後期促進複合體）被活化，使 securin 降解，進而活化 separase（分離酶），切割 cohesin，讓姊妹染色單體分離。

因此，$M$ 期明確具有關卡。

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(B) G1 期：錯誤

$G_1$ 關卡又稱 restriction point（限制點），是細胞決定是否進入 $S$ 期的重要控制點。

細胞必須確認：

• 細胞大小是否足夠。
• 是否具有足夠營養與能量。
• 是否受到適當的生長因子刺激。
• DNA 是否有嚴重損傷。

生長因子可透過 cyclin D–CDK4/6 及 cyclin E–CDK2 促進 Rb（retinoblastoma protein）磷酸化，使 E2F 轉錄因子釋放，啟動 DNA 複製相關基因的表現。

核心觀念

本題考查希拉細胞（HeLa cells）的來源、建立年代、命名由來，以及「正常體細胞分裂次數有限」與「癌細胞可持續增殖」的差異。

正常人類體細胞通常受到端粒縮短與細胞週期檢查點的限制，經過約 $20$–$50$ 次分裂後會進入複製性衰老，此現象稱為 Hayflick limit（海弗利克極限）。癌細胞則常因端粒酶（telomerase）重新活化、腫瘤抑制基因失常等原因，突破此分裂限制，形成可長期培養的「永生化細胞」（immortalized cells）。

HeLa 細胞即為著名的人類癌細胞株，具有持續增殖能力。

解題方法

逐項核對四個歷史與生物學事實：

1. HeLa 細胞株的建立年代。
2. 細胞來源是否為子宮頸癌患者。
3. 其是否具有癌細胞的轉型、永生化特徵。
4. 名稱是否來自病患姓名。
5. 是否仍受正常體細胞的 $20$–$50$ 次分裂限制。

前四項均符合 HeLa 細胞的基本資料；第五項把正常細胞的 Hayflick limit 套用到 HeLa 細胞，因此錯誤。

選項分析

(A) 其細胞株（cell line）首度在 1951 年被分離出來。

正確。

HeLa 細胞源自 1951 年美國婦女 Henrietta Lacks 的子宮頸癌組織。研究人員 George Otto Gey 的實驗室成功將這些癌細胞在體外培養並建立可持續增殖的細胞株。

因此，1951 年是 HeLa 細胞株建立與被分離培養的重要年份。

(B) 此細胞來自一名得子宮頸癌的病人。

正確。

HeLa 細胞取自 Henrietta Lacks 的子宮頸癌腫瘤組織。其癌症與人類乳突病毒（human papillomavirus, HPV）感染有關，特別是高致癌型 HPV 的病毒蛋白會干擾細胞週期調控：

• E6 蛋白促進腫瘤抑制蛋白 p53 的失活。
• E7 蛋白抑制視網膜母細胞瘤蛋白 Rb。
• 細胞週期檢查點受破壞，細胞得以持續分裂。

這些特徵使腫瘤細胞具有高度增殖能力。

(C) 此細胞已經過轉型作用（transformation）。

正確。

核心觀念

本題比較 C3、C4 與 CAM 植物的「第一次固定 $\ce{CO2}$」方式，以及後續是否進入卡爾文循環（Calvin cycle，又稱 Calvin–Benson cycle）。

三者皆能進行卡爾文循環，利用酵素 RuBisCO（ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase）將 $\ce{CO2}$ 同化成有機物；差異主要在於：

類型	第一次固定 $\ce{CO2}$ 的酵素	初步產物	卡爾文循環進行位置或時間
C3	RuBisCO	3-磷酸甘油酸（3-phosphoglycerate, 3-PGA）	葉肉細胞，白天進行
C4	PEP carboxylase	草醯乙酸（oxaloacetate, OAA，4 碳）	葉肉細胞先固定；維管束鞘細胞進行卡爾文循環
CAM	PEP carboxylase	草醯乙酸，接著形成蘋果酸鹽（malate，4 碳）	夜間固定；白天進行卡爾文循環

因此，不能只看到名稱中的「C4」就認為只有 C4 植物具有四碳固定產物。

解題方法

判斷本題的關鍵，是區分：

1. 「第一次固定 $\ce{CO2}$」的產物。
2. 「卡爾文循環」中的第一個穩定產物。
3. C4 與 CAM 植物共同使用的四碳有機酸。

C4 與 CAM 植物均先利用 PEP carboxylase 固定 $\ce{CO2}$：

$$\ce{PEP + CO2 ->[PEP\ carboxylase] OAA}$$

其中 PEP 為磷酸烯醇丙酮酸（phosphoenolpyruvate），OAA 為四碳分子的草醯乙酸。OAA 可再轉變為 malate 或 aspartate，之後釋放 $\ce{CO2}$，供 RuBisCO 進行卡爾文循環。

C3 植物則直接由 RuBisCO 固定 $\ce{CO2}$：

$$\ce{RuBP + CO2 ->[RuBisCO] 2(3-PGA)}$$

RuBP 是核酮糖-1,5-二磷酸（ribulose-1,5-bisphosphate），3-PGA 是三碳分子的 3-磷酸甘油酸。

選項分析

(A) 這三類植物皆會利用卡爾文循環，進行碳同化作用。

正確。

C3、C4、CAM 植物最後都必須利用卡爾文循環合成醣類。

卡爾文循環的主要階段包括：

1. 碳固定（carbon fixation）：RuBisCO 將 $\ce{CO2}$ 加到 RuBP 上，形成 3-PGA。
2. 還原反應（reduction）：3-PGA 利用 ATP 與 NADPH 還原為甘油醛-3-磷酸（glyceraldehyde-3-phosphate, G3P）。
3. RuBP 再生（regeneration）：部分 G3P 經由 ATP 供能重新形成 RuBP。

C4 與 CAM 的特殊處，是先由 PEP carboxylase 完成前置的四碳固定，再將 $\ce{CO2}$ 提供給 RuBisCO；它們並未省略卡爾文循環。

(B) 光合固碳反應的產物，只有 C4 植物會產生 4 個碳分子的產物，故稱 C4 植物。

錯誤，為本題答案。

核心觀念

本題考查常見海洋無脊椎動物與脊索動物的分類階層，尤其要依據其形態特徵與演化分類，判斷所屬的「門」（phylum）。

本題各生物的正確分類如下：

生物	正確分類
海百合（crinoids）	棘皮動物門 Echinodermata
海鞘（sea squirts）	脊索動物門 Chordata
海筆（sea pens）	刺胞動物門 Cnidaria
海蛞蝓（nudibranchs）	軟體動物門 Mollusca，腹足綱 Gastropoda
石鱉（chitons）	軟體動物門 Mollusca，多板綱 Polyplacophora

因此，將海蛞蝓歸入扁蟲動物門是錯誤敘述。

解題方法

逐一比對各動物的代表性構造與分類：

1. 棘皮動物通常具有成蟲五輻射對稱、水管系與管足。
2. 脊索動物在胚胎發育期間具有脊索（notochord）、背側中空神經管、咽裂等特徵。
3. 刺胞動物具有刺細胞（cnidocytes）與刺絲胞（nematocysts）。
4. 軟體動物通常具有軟體、外套膜與肌肉性足；不同類群的外殼形態可高度變化。
5. 扁蟲動物通常為背腹扁平、無體腔的動物，例如渦蟲、吸蟲與絛蟲。

海蛞蝓雖然外形柔軟、沒有明顯外殼，仍具有軟體動物的基本身體構造，並非扁蟲。

選項分析

(A) 海百合屬於棘皮動物門——正確

海百合（crinoids）屬於棘皮動物門，分類上為海百合綱（Crinoidea）。

其主要特徵包括：

• 成蟲具有五輻射對稱。
• 具有棘皮動物特有的水管系與管足。
• 多數種類以腕捕捉水中的浮游生物與有機碎屑。
• 海百合常以柄附著於基質，部分種類則可自由活動。

因此，海百合確實是棘皮動物。

(B) 海鞘屬於脊索動物門——正確

海鞘（sea squirts）屬於脊索動物門，分類上為被囊動物亞門（Tunicata，亦稱 Urochordata）。

海鞘的幼體具有脊索動物的典型特徵，包括：

• 脊索（notochord）
• 背側中空神經管（dorsal hollow nerve cord）
• 咽部裂孔（pharyngeal slits）
• 肛門後尾（post-anal tail）

核心觀念

本題考查密度依變（density dependence）下，族群出生率與死亡率的比較。

• $b$：出生率，圖中為實線。
• $d$：死亡率，圖中為虛線。
• 族群淨成長率可表示為：

$$\frac{dN}{dt}=b-d$$

因此：

• $b>d$：族群淨增加。
• $b<d$：族群淨減少。
• $b=d$：族群量暫時維持穩定，為平衡點。

圖中的 $C$、$D$ 是出生率曲線與死亡率曲線的交會點。由圖可判斷：

• $N<C$ 時，$d>b$。
• $C<N<D$ 時，$b>d$。
• $N>D$ 時，$d>b$。

解題方法

依照族群量 $N$ 所處的區間，比較實線 $b$ 與虛線 $d$：

$$\begin{array}{c|c|c} \text{族群量} & b-d & \text{族群變化}\\ \hline N<C & b-d<0 & \text{族群減少}\\ C<N<D & b-d>0 & \text{族群增加}\\ N>D & b-d<0 & \text{族群減少} \end{array}$$

低密度時出生率降低或死亡率升高，屬於低密度抑制現象，與艾里效應（Allee effect）有關。

選項分析

(A) 若族群量處在 $C$ 點以下，族群淨成長率是負值。
正確。此時死亡率 $d$ 高於出生率 $b$，因此：

$$b-d<0$$

族群量會減少。

核心觀念

本題考查有性生殖造成遺傳變異的主要來源，以及「染色體交換」發生的正確時機與位置。

有性生殖的遺傳變異主要來自：

1. 基因突變（gene mutation）
2. 減數分裂第一前期的互換（crossing over）
3. 減數分裂時同源染色體的獨立分配（independent assortment）
4. 受精時配子的隨機結合（random fertilization）

其中，染色體互換發生於同一個生殖母細胞進行減數分裂時的同源染色體之間，不是發生在成熟配子彼此之間。

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解題方法

判斷每個選項是否符合「有性生殖產生遺傳變異」的機制即可。

關鍵判斷是：

• 若該機制會改變 DNA 序列、重新組合染色體片段，或重新組合父母雙方的遺傳物質，便能產生遺傳變異。
• 若描述的過程在正常有性生殖中不存在，便不是產生遺傳變異的途徑。

精子與卵細胞結合時，主要是兩者的染色體組合成一個二倍體合子（zygote），並非兩個成熟配子彼此進行染色體交換。因此，符合官方答案的是 (C)。

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選項分析

(A) 基因突變（gene mutation）——錯誤選項

基因突變是 DNA 核苷酸序列發生改變，例如鹼基替換、插入或缺失等。

若突變發生於生殖細胞系（germ line），便可能經由配子傳給下一代，形成新的等位基因，增加族群中的遺傳變異。因此，基因突變是有性生殖生物產生遺傳變異的重要來源。

須注意，發生在一般體細胞的突變通常不能遺傳給下一代；但題目所問的是能產生遺傳變異的途徑，基因突變本身符合此條件。

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(B) 減數分裂第一前期，同源染色體之間的互換（crossing over）——錯誤選項

互換發生於減數分裂第一前期（prophase I）。此時，來自父母的同源染色體彼此聯會，形成四分體（tetrad），其非姊妹染色分體（non-sister chromatids）在交叉點（chiasma）交換相同位置的 DNA 片段。

互換會產生具有新基因組合的重組染色體（recombinant chromosomes），因此能增加配子之間的遺傳差異。

此過程由減數分裂中的 DNA 重組機制完成，與同源染色體配對、DNA 斷裂、修復及重接有關。重點是：互換發生在配子形成之前的減數分裂過程中。

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核心觀念

細胞外間質（extracellular matrix, ECM）是位於細胞外、由細胞合成並分泌的網狀結構，主要成分包括：

• 結構性纖維蛋白：膠原蛋白、彈力蛋白
• 黏附性醣蛋白：纖維醣蛋白、基膜黏連蛋白
• 蛋白聚醣與醣胺聚醣（glycosaminoglycans, GAGs）

ECM 的功能包括支撐組織、維持細胞外形、協助細胞黏附與移動，以及參與細胞訊息傳遞。

本題要求找出「不屬於 ECM 組成蛋白」者，因此可依各蛋白的主要細胞位置與功能判斷。

解題方法

逐一辨認各選項：

1. 是否為細胞分泌至細胞外的結構蛋白或黏附蛋白。
2. 是否主要存在於細胞內，作為細胞骨架的一部分。

膠原蛋白、laminin、elastin、fibronectin 都是典型 ECM 蛋白；actin 則主要是細胞內的細胞骨架蛋白，因此選 B。

選項分析

(A) 膠原蛋白（collagen）

正確屬於 ECM 成分。

膠原蛋白是動物體內最豐富的蛋白質，具有高抗張力，廣泛存在於皮膚、肌腱、軟骨、骨骼與基膜等組織。其基本結構是三條多胜肽鏈形成的三股螺旋（triple helix），富含 glycine、proline 與 hydroxyproline。

膠原蛋白由纖維母細胞（fibroblast）等細胞合成並分泌到細胞外，經細胞外修飾後形成膠原纖維，因此是 ECM 的主要結構性蛋白。

(B) 肌動蛋白（actin）

本題正確答案。

肌動蛋白主要是細胞內的細胞骨架蛋白，與微管（microtubule）及中間絲（intermediate filament）共同維持細胞形狀。肌動蛋白單體為 G-actin，聚合後形成 F-actin，構成肌動蛋白絲（actin filament）。

肌動蛋白參與：

• 細胞爬行與移動
• 肌肉收縮
• 胞質分裂時的收縮環形成
• 細胞形狀維持
• 囊泡運輸與細胞內物質移動

其主要位置在細胞質內，並非典型的細胞外間質組成蛋白。因此不包含於本題所指的 ECM 主要蛋白中。

(C) 基膜黏連蛋白（laminin）

正確屬於 ECM 成分。

核心觀念

本題考查「藻礁」的形成條件、主要造礁生物、堆積速度，以及藻礁在海岸地質研究上的用途。

藻礁是由具鈣化能力的藻類長期生長，分泌或沉積碳酸鈣，逐代累積而形成的生物礁體。主要造礁者為石灰藻，尤其是紅藻類的珊瑚藻（coralline algae）。其鈣化物主要為碳酸鈣，可概念化表示為：

$$\ce{Ca^{2+} + CO3^{2-} -> CaCO3(s)}$$

藻礁形成通常需要：

1. 穩定而固定的基底，使藻體能附著。
2. 適合的光照、溫度、水質與鹽度。
3. 長時間持續的鈣化與沉積作用。
4. 造礁生物死亡後，其鈣化骨架仍能保存並堆積。

藻礁與珊瑚礁均屬生物礁，但主要造礁生物不同：

• 藻礁：以石灰藻等鈣化藻類為主。
• 珊瑚礁：以造礁珊瑚及其碳酸鈣骨骼為主。

解題方法

本題適合採「逐項核對基本地質與生態事實」的方法：

• 先確認藻礁的地理分布。
• 再判斷主要造礁生物。
• 接著檢查形成條件。
• 最後比較藻礁與珊瑚礁的累積速度及研究用途。

其中最關鍵的判斷點是：藻礁的形成需要長時間累積，不能因藻類繁殖速度快，就推論藻礁的地質堆積速度一定比珊瑚礁快。

選項分析

(A) 台灣目前最大之藻礁位於桃園觀音海域。

正確。

台灣重要且規模最大的藻礁分布於桃園沿海，包含觀音、大潭一帶。該區藻礁由石灰藻長期鈣化、死亡與堆積形成，具有相當長的地質歷史，也是台灣藻礁研究的重要區域。

因此，依本題命題背景，桃園觀音海域為台灣最大藻礁所在地，敘述正確。

(B) 藻礁的累積速度較珊瑚礁快。

錯誤，為本題答案。

「生物生長速度」與「礁體累積速度」是不同概念。即使藻類個體可快速生長，藻礁仍須經過鈣化、死亡、保存、壓實與長期堆積，才能形成厚大的礁體。整體而言，藻礁的地質累積速度通常不如適生環境下的珊瑚礁。

核心觀念

本題考查二氧化碳排放量的兩種統計方式：

1. 年總排放量（total annual emissions）
   指一個國家全年排放的 $\ce{CO2}$ 總量，主要受人口數、工業規模、能源消耗量影響。

2. 每人平均排放量（per capita emissions）
   指全國年排放量除以人口數：

$$\text{每人平均排放量} = \frac{\text{全國年總排放量}}{\text{人口數}}$$

因此，人口多的國家即使每人排放量不高，年總排放量仍可能很大；人口較少但工業化程度高、能源消耗大的國家，則可能有較高的每人平均排放量。

本題比較的是美國、中國、印度三國，且題目指定以焚燒化石燃料產生的 $\ce{CO2}$ 為統計對象。

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解題方法

比較三國時，可分別考慮：

• 中國：人口最多，工業與製造業規模龐大，燃煤及其他化石燃料使用量高，因此年總排放量最大。
• 美國：人口少於中國，但人均能源消耗量高，汽車、住宅、工業及商業活動的化石燃料使用量大，因此每人平均排放量高於中國與印度。
• 印度：人口雖多，但當時人均能源使用量及工業化程度低於中國與美國，因此每人平均排放量最低。

所以：

$$\text{年總排放量：中國最高}$$ $$\text{每人平均排放量：美國最高}$$

故正確組合為「中國、美國」。

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選項分析

(A) 美國、美國：錯誤

美國的每人平均排放量在三國中最高，但美國的年總排放量並非最高。中國人口多、工業活動及化石燃料消耗量大，年總排放量已超過美國。

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(B) 印度、美國：錯誤

核心觀念

本題考查「真核細胞的典型大小範圍」及長度單位換算。

大部分動物細胞與植物細胞都是真核細胞，直徑通常約為 $10$–$100\ \mu\mathrm{m}$。細胞大小受到細胞核、胞器及物質運輸效率限制；細胞不能無限制增大，因為體積增加的速度快於表面積，會降低物質進出與細胞內運輸的效率。

常用單位換算如下：

$$1\ \mu\mathrm{m}=1000\ \mathrm{nm}$$

因此，$10$–$100\ \mu\mathrm{m}$ 等於 $10{,}000$–$100{,}000\ \mathrm{nm}$。

解題方法

先辨認題目問的是「大部分動、植物細胞」的直徑，而不是病毒、細菌、胞器或巨型特化細胞。

一般真核細胞的典型直徑可記為：

$$\text{真核細胞：約 }10\text{–}100\ \mu\mathrm{m}$$

直接與選項比對，即可選出 (E)。

選項分析

• (A) $10$–$100\ \mathrm{nm}$：錯誤

此範圍比一般真核細胞小 $100$ 至 $10{,}000$ 倍，主要接近蛋白質、大型分子或病毒的尺寸。動、植物細胞本身不會只有數十奈米。

• (B) $100\ \mathrm{nm}$–$1\ \mu\mathrm{m}$：錯誤

這是細胞器、病毒及部分細菌常見的大小範圍。細菌細胞通常約 $1$–$10\ \mu\mathrm{m}$，而大部分動、植物細胞明顯大於此範圍。

• (C) 約 $1\ \mu\mathrm{m}$：錯誤

核心觀念

本題考查「生物巨分子（biological macromolecules）」的基本元素組成。人體細胞的主要巨分子包括：

• 醣類（carbohydrates）：主要由 C、H、O 組成
• 脂質（lipids）：主要由 C、H、O 組成
• 蛋白質（proteins）：主要由 C、H、O、N 組成，部分含 S
• 核酸（nucleic acids）：主要由 C、H、O、N、P 組成

其中，碳是有機分子的骨架元素，能形成長鏈、分枝、環狀結構；氫則大量連接在碳骨架及其他官能基上。因此，細胞巨分子的基本組成以碳和氫最具普遍性。

解題方法

先判斷題目限定的是「巨分子的組成元素」，不是整個人體或細胞的所有物質。

生物巨分子皆屬於以碳為骨架的有機化合物。四大類巨分子均含有碳與氫：

$$\text{醣類、脂質、蛋白質、核酸} \longrightarrow \text{均含 C、H}$$

相較之下：

• N 主要出現在胺基酸與核苷酸中
• P 主要出現在核酸的磷酸骨架及部分磷脂中
• S 只出現在部分胺基酸與蛋白質中
• Ca、K、Na、Mn 多屬無機離子或微量元素，並非巨分子的主要骨架

因此，依據題目及官方答案所採用的生物學分類，選擇 C 和 H。

選項分析

(A) C 和 H：正確

碳（C）能形成穩定的碳—碳鍵，建立有機分子的主要骨架；氫（H）廣泛連接於碳骨架及各種官能基。醣類、脂質、蛋白質與核酸均含有 C、H，故 C 和 H 是人體細胞巨分子中最普遍、最基本的組成元素。

(B) O 和 N：錯誤

核心觀念

本題考查陸域生態系各生物群系（biomes）的氣候條件、植被特徵與適應方式，重點包括：

• 熱帶雨林的全球分布
• 沙漠植物的根系適應
• 針葉林的優勢植物
• 草原初級生產力與降雨、溫度的關係
• 地中海型植被對週期性火災的適應

判斷此題時，應將各選項中的「地理分布」、「主要植被」與「環境適應」逐一對照。

解題方法

各陸域生態系具有相對固定的氣候與植被特徵：

1. 熱帶雨林：全年高溫多雨，主要分布於赤道附近。
2. 沙漠：降雨量少且不規則，植物須提高吸水效率並降低蒸散。
3. 針葉林：低溫、冬季長，主要由針葉樹組成。
4. 溫帶草原：水分是限制初級生產力的主要因素，溫度也會影響生長。
5. 地中海型林地：夏季乾燥，火災頻繁，植物具有耐旱與耐火適應。

其中最容易出錯的是沙漠植物的根系深度。沙漠灌木通常須利用深層地下水，因此多具有發達且深入土壤的根系；「大多數為淺根性」與一般生態學特徵不符。

選項分析

(A) 亞洲東南部地區為全球第二大的熱帶雨林地區。

此敘述正確。

全球最大的熱帶雨林區是南美洲的亞馬遜雨林（Amazon rainforest），而東南亞雨林通常被視為全球第二大的熱帶雨林區，主要分布於印尼、馬來西亞、汶萊及新幾內亞等地區。

熱帶雨林具有下列特徵：

• 全年高溫
• 年降雨量高
• 生產力高
• 植物種類與物種多樣性極高
• 植物具有明顯的垂直分層

因此，(A) 符合全球主要熱帶雨林的地理分布。

(B) 沙漠中的灌木大多數為淺根性的，利於雨季來臨時的水分吸收。

此敘述錯誤，為本題答案。

沙漠降雨量少，而且降雨時間與地點通常不規則。沙漠灌木為了取得土壤深處的水分，常具有深入地下的主根或廣泛分布的根系。例如牧豆樹（mesquite）可形成非常深的根系，以吸收地下水。

沙漠植物常見的根系策略包括：

• 深根系：吸收深層且較穩定的地下水。
• 廣泛的側根系：增加吸收範圍。
• 接近地表的細根：在短暫降雨後迅速吸收表層水分。

短命植物（ephemerals）或部分草本植物確實可能以淺根系快速利用雨後表層水分，但不能據此推論「沙漠中的灌木大多數為淺根性」。對沙漠灌木而言，深根性或深、淺根系並存更具代表性。

因此，(B) 將「部分植物在雨後快速吸水的淺根適應」過度概括為「大多數沙漠灌木的特徵」，故為錯誤敘述。

核心觀念

本題考查「珊瑚白化（coral bleaching）」的定義、成因與結果。

珊瑚礁珊瑚與體內的共生甲藻（zooxanthellae，現多歸入 Symbiodiniaceae）形成互利共生關係。共生藻進行光合作用，提供珊瑚醣類、甘油等有機養分；珊瑚則提供共生藻棲所、二氧化碳及無機營養鹽。

珊瑚白化並不是珊瑚立即死亡，而是珊瑚失去體內共生藻，或共生藻的光合色素大量減少，使原本被色素遮蔽的白色碳酸鈣骨骼顯露出來，因此呈現白色。

解題方法

判斷本題的關鍵，是先掌握白化的「定義」：

白化 = 珊瑚與共生藻的共生關係受到破壞，導致共生藻離開珊瑚組織，或光合色素濃度顯著下降。

白化本身是珊瑚受到環境壓力的結果，不等同於珊瑚死亡。若環境壓力解除，珊瑚仍可能重新獲得共生藻並恢復顏色；若白化時間過長，則可能因缺乏光合產物而死亡。

環境壓力會使共生藻的光合作用失常，尤其是光系統 II（Photosystem II）受損，造成活性氧（reactive oxygen species, ROS）增加。過量 ROS 會傷害共生藻與珊瑚細胞，促使珊瑚排出共生藻，形成白化現象。

因此，看到「白化代表珊瑚已經死亡」時，應判定為錯誤敘述。

選項分析

(A) 白化代表珊瑚已經死亡。

錯誤。

珊瑚白化代表珊瑚失去共生藻，或共生藻的色素減少，並不代表珊瑚當下已經死亡。

白化期間珊瑚仍可能存活，因為珊瑚本身的動物細胞、骨骼及其他生理功能尚未完全停止。若水溫、鹽度、光照等環境條件恢復正常，珊瑚可以重新取得共生藻而復原。

但是，白化會使珊瑚失去共生藻提供的大量光合產物，長期白化會造成能量不足、成長停滯、繁殖力下降，並提高感染疾病及死亡的機率。因此應區分：

• 白化： 一種生理壓力反應。
• 死亡： 珊瑚組織失去生命活動，並非白化的同義詞。

(B) 溫度過高會導致白化。

核心觀念

平滑內質網（smooth endoplasmic reticulum, smooth ER）是細胞內膜系統的一部分，主要功能包括：

• 合成脂質與類固醇
• 參與肝細胞的藥物與毒物解毒
• 參與碳水化合物代謝
• 儲存與調節鈣離子
• 形成運輸囊泡，將內質網合成的部分物質送往高基氏體

其中，「將各種分子分類、分選並包裝成不同運輸囊泡」是高基氏體（Golgi apparatus）的典型功能。

解題方法

逐一比對各選項與平滑內質網的經典功能。若選項描述的是「分選、分類、包裝、配送」等細胞內物流功能，主要應歸於高基氏體，而非平滑內質網。

因此，錯誤敘述為：

(B) 分類和包裝各種分子進入輸送囊泡。

選項分析

(A) 合成脂類：正確

平滑內質網是脂質合成的重要場所，參與：

• 磷脂（phospholipids）合成
• 三酸甘油酯（triacylglycerol）合成
• 膽固醇（cholesterol）合成
• 類固醇荷爾蒙（steroid hormones）合成

例如，肝細胞與腎上腺皮質細胞的平滑內質網相當發達，分別與脂質代謝及類固醇生成有關。

(B) 分類和包裝各種分子進入輸送囊泡：錯誤

「分類、分選及包裝」主要是高基氏體的功能。高基氏體會接收來自內質網的運輸囊泡，依照分子目的地進行加工與分選，再包裝成不同囊泡，例如送往：

• 細胞膜
• 溶小體（lysosome）
• 細胞外
• 其他細胞內區域

平滑內質網本身可以參與囊泡的形成與出芽，但並不負責高基氏體式的全面分選與包裝。因此本選項將高基氏體的功能誤植為平滑內質網功能。

(C) 代謝碳水化合物：正確

平滑內質網參與肝細胞的碳水化合物代謝，代表性反應是葡萄糖-6-磷酸酶（glucose-6-phosphatase）位於內質網膜上，催化：

核心觀念

本題考的是紅樹林植物在缺氧泥灘中的根部適應，以及根的氣體交換功能。

海茄苳（Avicennia marina）生長於潮間帶，土壤經海水浸泡後孔隙中氧氣含量低，地下根系容易處於缺氧環境。因此，海茄苳的部分根會向上生長並露出地面，形成特殊的呼吸根（pneumatophores）。

呼吸根表面通常具有許多皮孔（lenticels），可讓大氣中的氧氣進入根內，再透過根部的通氣組織（aerenchyma）輸送至地下根系，供根細胞進行有氧呼吸。

有氧呼吸的核心反應為：

$$\ce{C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O + ATP}$$

本題的關鍵是：露出地面的根不是主要用來吸收水分，而是增加根系與空氣接觸的機會，以改善地下根部的氧氣供應。

解題方法

判斷題幹中的「根會露出地面」所代表的功能即可。

1. 海茄苳生長於潮間帶，地下泥土長期含水量高。
2. 水分充足會使土壤孔隙中的空氣減少，氧氣擴散速度也比在空氣中慢。
3. 地下根若缺氧，粒線體的電子傳遞鏈受抑制，ATP 產生量下降，根細胞的主動運輸與其他代謝活動受到影響。
4. 根向上突出地面後，可透過皮孔直接與大氣進行氣體交換。
5. 因此，這些突出地面的根主要是呼吸根，功能為補充氧氣。

故正確選項為呼吸。

選項分析

(A) 支持

核心觀念

本題考查噬菌體 T4 的 DNA 鹼基修飾，以及「病毒如何避免自身 DNA 被病毒酵素破壞」的自我保護機制。

T4 噬菌體的 DNA 不以一般胞嘧啶（cytosine；C）作為正常胞嘧啶位置的鹼基，而是以經修飾的羥甲基胞嘧啶（hydroxymethylcytosine；HMC）取代。HMC 後續還可被葡萄糖基化，形成 glucosyl-hydroxymethylcytosine。

T4 感染宿主後，會製造能辨認並切割「含有一般胞嘧啶」DNA 的核酸酶，例如 DenB endonuclease。宿主 DNA 含有未修飾的 C，因此會被分解；T4 DNA 的 C 已被修飾成 HMC，且常進一步葡萄糖基化，因而不易被該酵素辨認與切割。

其核心反應可概念化表示為：

$$\text{C-containing DNA} \xrightarrow{\text{T4 cytosine-specific nuclease}} \text{DNA fragments}$$

而 T4 DNA 則為：

$$\text{C} \longrightarrow \text{HMC} \longrightarrow \text{glucosyl-HMC}$$

因此，本題所問的「哪一種鹼基被修飾」，是指胞嘧啶（C）這一類鹼基。

解題方法

解題關鍵是先辨認 T4 噬菌體的經典特徵：

1. T4 是雙股 DNA 噬菌體。
2. T4 DNA 以羥甲基胞嘧啶 HMC 取代一般胞嘧啶 C。
3. HMC 還可進一步被葡萄糖基轉移酶（glucosyltransferase）修飾。
4. T4 所產生的核酸酶可分解宿主 DNA，但能避開自身已修飾的 DNA。

核心觀念

本題考查磷脂雙層中磷脂分子的運動形式：

• 側向移動（lateral movement）：在同一膜層內沿膜平面移動。
• 自轉（rotation）：磷脂分子在原本膜層內繞自身軸旋轉。
• 彎曲與膜曲度改變（curvature changes）：磷脂雙層可產生彎曲、凹陷、出芽或融合。
• 跨層翻轉（flip-flop）：磷脂由一個膜層移至另一個膜層。

磷脂的親水性頭部若要跨越膜中央的疏水性區域，必須克服很高的能量障礙，因此自發性 flip-flop 極慢；細胞通常利用 flippase（翻轉酶）、floppase（反向翻轉酶） 或 scramblase（隨機擾動酶） 加以催化。

解題方法

逐一比對各選項是否屬於標準的膜脂運動：

• 同層水平移動：屬於 lateral movement。
• 跨層移動：屬於 flip-flop。
• 膜形狀改變：屬於 curvature changes。
• 同層繞自身軸旋轉：標準用語是 rotation。
• 「spin-over」不是本題採用的標準磷脂運動名稱，因此判定為錯誤。

選項分析

(A) 磷脂分子可在同層中平向移動（lateral movement）。

正確。磷脂可在同一膜層內沿著膜平面自由移動，這是磷脂最常見且最快速的運動形式，也是細胞膜具有流動性的主要原因。

(B) 磷脂分子可跨層翻轉（flip-flopping across the membrane）。

核心觀念

本題考查營養層級中的能量收支，以及不同動物類型的「同化效率」與「生產效率」。

能量由食物進入動物體內後，可概略分為：

$$I=F+A$$

其中：

• $I$：攝取能量（ingestion）
• $F$：糞便排出等未消化能量（feces）
• $A$：同化能量（assimilation）

同化能量接著分配為生產與呼吸消耗：

$$A=P+R$$

其中：

• $P$：生產能量（production），包括生長、繁殖與生物量增加
• $R$：呼吸代謝消耗（respiration）

因此：

$$\text{同化效率}=\frac{A}{I}$$ $$\text{生產效率}=\frac{P}{A}$$

動物若將較多同化能量消耗於維持代謝與產熱，留給生長及繁殖的能量便較少，生產效率也較低。

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解題方法

本題可分成兩個層次判斷：

1. 比較食物被消化、吸收的程度，判斷同化效率。
2. 比較同化能量中有多少用於呼吸代謝，判斷生產效率。

判斷重點如下：

• 肉食動物攝取的動物組織通常較容易消化，因此同化效率高於草食動物。
• 外溫動物不必以大量代謝產熱維持體溫，因此呼吸代謝消耗較少，生產效率通常高於內溫動物。
• 內溫動物的生產效率較低，主因是呼吸代謝率高，而不是低。

依此判斷，錯誤敘述為 D。

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選項分析

(A) 內溫動物的同化效率較外溫動物為高

正確。

同化效率主要反映食物中能量被消化、吸收並進入體內代謝庫的比例。一般教材的動物能量收支比較中，內溫動物常具有較高的同化效率，與其攝取較高品質、較易消化的食物有關。

但須注意，同化效率並非只由「內溫或外溫」決定，也會受到下列因素影響：

• 食物的化學組成
• 食物中纖維素、木質素等難消化物質的含量
• 消化道構造與微生物共生
• 動物的消化能力

在本題採用的一般性比較下，A 為正確敘述。

(B) 外溫動物的生產效率較內溫動物為高

正確。

外溫動物主要依靠外界熱源調節體溫，不需長期以高代謝率產生大量熱能。因此，同化能量中用於呼吸與維持生命的比例較低，能留下較多能量用於：

• 生長
• 繁殖
• 新組織形成
• 生物量增加

所以外溫動物的生產效率通常高於內溫動物。

核心觀念

本題考查動物的防禦行為與警戒訊號（warning signal）。

響尾蛇尾端具有特殊的角質構造，稱為響尾（rattle）。當響尾蛇快速振動尾部時，這些角質節相互碰撞，產生明顯聲音。此聲音主要用來向接近的掠食者或其他威脅者發出警告，傳達「不要再靠近」的訊息，以降低遭受攻擊或踩踏的風險。

這種行為屬於防禦性的警示行為，並非捕食、定位或求偶行為。

解題方法

判斷動物發出特殊聲音的功能時，可先觀察：

1. 聲音由何種構造產生；
2. 行為發生時，動物面對的是獵物、配偶，還是威脅；
3. 聲音對接受訊號者最可能造成何種效果。

響尾蛇搖動尾巴通常發生在受到驚擾或感受到威脅時，對象是接近的天敵或大型動物。因此，最合理的功能是警示天敵、避免衝突，選擇（C）。

選項分析

(A) 發出的聲音，具有吸引獵物的功能。—錯誤

捕食者吸引獵物時，通常會利用偽裝、擬態、氣味、動作或特定誘餌。響尾蛇搖尾所發出的聲音十分明顯，反而容易暴露自己的位置，且會使獵物提高警戒、逃離現場，不利於捕食。

因此，響尾聲不是用來吸引獵物的捕食訊號。

(B) 發出的聲波，具有偵測獵物位置的功能。—錯誤

偵測獵物位置涉及感覺系統接收外界訊號，例如：

• 蝙蝠利用超音波回聲定位；
• 部分鯨豚利用聲納；
• 蛇類可利用嗅覺、犁鼻器（Jacobson’s organ）及紅外線感受能力尋找獵物。

響尾蛇搖尾所產生的是對外發出的警告聲，並不是藉由接收回聲來判斷獵物位置的回聲定位機制。題目中的「發出聲波」也不等於「利用回聲偵測」。

核心觀念

本題考查「化學反應速率」與「熱力學自由能」的區別。

反應速率主要取決於反應物跨越活化能障礙的難易程度，關鍵量是活化能 $E_a$ 或活化自由能 $\Delta G^\ddagger$。酵素與輔酶可降低活化能，使反應加速。

相對地，反應物與生成物的自由能差異，通常以 $\Delta G$ 表示：

$$\Delta G=G_{\text{生成物}}-G_{\text{反應物}}$$

$\Delta G$ 主要用來判斷反應的熱力學方向與平衡傾向：

• $\Delta G<0$：在該條件下反應具有自發進行傾向。
• $\Delta G=0$：系統達到平衡。
• $\Delta G>0$：反應物轉變為生成物需要額外能量或與其他反應偶聯。

但 $\Delta G$ 並不直接決定反應進行得快或慢；反應速率主要由活化能與反應條件決定。

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解題方法

判斷各選項是否與「反應速率」直接相關：

1. 能改變活化能或跨越能障難易度者，與速率直接相關。
2. 能改變酵素催化效率或提供反應所需輔助因子者，與速率直接相關。
3. 僅描述反應物、生成物的熱力學能量差異者，主要影響反應方向與平衡，不直接決定速率。

因此，反應物和生成物自由能的差異 $\Delta G$，不是反應速率的直接決定因素，答案為 (B)。

必須區分下列兩個概念：

$$\Delta G \quad \text{：反應前後的自由能差異}$$ $$\Delta G^\ddagger \quad \text{：反應物到達過渡態所需跨越的活化自由能}$$

反應速率與 $\Delta G^\ddagger$ 高度相關，而不是直接由 $\Delta G$ 決定。即使某反應的 $\Delta G<0$，若活化能很高，反應仍可能進行得極慢。

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選項分析

(A) 反應活化能之高低：錯誤選項

活化能 $E_a$ 是反應物到達過渡態所需克服的能量障礙。依據 Arrhenius equation：

$$k=Ae^{-E_a/RT}$$

其中 $k$ 為反應速率常數，$A$ 為頻率因子，$R$ 為氣體常數，$T$ 為絕對溫度。

在其他條件相同時，$E_a$ 越高，速率常數 $k$ 越小，反應越慢；$E_a$ 越低，反應越快。因此活化能與反應速率直接相關。

酵素的主要作用也是降低反應的活化能，而不是改變反應物與生成物的總自由能差異。

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(B) 反應物和生成物自由能的差異：正確選項

反應物與生成物的自由能差異是 $\Delta G$，主要決定：

• 反應是否具有自發進行傾向；
• 反應的熱力學方向；
• 平衡狀態與平衡常數。

在標準條件下，$\Delta G^\circ$ 與平衡常數 $K_{\mathrm{eq}}$ 的關係為：

$$\Delta G^\circ=-RT\ln K_{\mathrm{eq}}$$

$\Delta G$ 可顯示反應的「有利程度」，但不能直接顯示反應的「快慢」。

例如，細胞中的許多代謝反應雖然具有負的 $\Delta G$，若缺乏適當酵素，仍可能以極低速率進行。

核心觀念

本題測驗真核生物的基因表現調控（gene regulation）層次，特別聚焦於染色質結構修飾（chromatin modification）與表觀遺傳調控（epigenetic regulation）。

在真核生物中，基因表現的調控可分為多個連續層次：

1. 染色質結構層次（Chromatin modification / remodeling）：決定 DNA 是否能被轉錄機械（如 RNA 聚合酶及轉錄因子）接近與結合，包括組蛋白修飾、DNA 甲基化、核小體重塑等。
2. 轉錄起始層次（Transcription initiation）：由一般轉錄因子、特異性轉錄因子（活化蛋白/抑制蛋白）與促進子（enhancer）、啟動子（promoter）結合來調控。
3. 轉錄後修飾層次（Post-transcriptional control）：包含 5' 端加帽、3' 端聚腺苷酸化、選擇性剪接（alternative splicing）等。
4. 轉譯與轉譯後層次（Translational & Post-translational control）：mRNA 的運輸、mRNA 降解速率（mRNA degradation）、蛋白質修飾與泛素化降解等。

考生需能清楚分辨「染色質結構修飾」與「核酸/蛋白質降解」等不同層次的機制差異。

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解題方法

本題問「何者不屬於真核生物轉錄調控其染色質的機制」，切入點為比對各選項的作用層次：

• 屬於調節染色質疏鬆或緊密程度、改變轉錄可接近性（accessibility）者，皆為染色質調控機制。
• DNA 降解（DNA degradation）代表遺傳物質的分解破壞（常見於細胞凋亡、自噬作用或核酸外切酶/內切酶破壞），並非常態下用以「調控染色質結構以控制轉錄」的正常基因調控機制；正常基因表現調控中所降解的核酸是 mRNA（mRNA degradation，屬於轉錄後調控），絕非體染色體上的基因組 DNA。

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選項分析

• (A) DNA 甲基化（methylation）：屬於染色質/表觀遺傳調控
  在真核生物（特別是脊椎動物）中，DNA 甲基轉移酶（DNA methyltransferase, DNMT）常將甲基（$-\ce{CH3}$）加到 CpG 島（CpG islands）中的胞嘧啶（cytosine）第 5 位碳上，形成 5-甲基胞嘧啶（5-methylcytosine）。DNA 甲基化會吸引帶有甲基化結合域（methyl-CpG-binding domain, MBD）的蛋白質（如 MeCP2），進一步招募組蛋白去乙醯酶（HDAC），使染色質結構緻密（形成異染色質 heterochromatin），進而抑制轉錄。此屬於典型的染色質表觀修飾機制。

• (B) 組蛋白乙醯化（histone acetylation）：屬於染色質調控機制
  組蛋白乙醯轉移酶（Histone Acetyltransferase, HAT）會將乙醯基轉移至組蛋白八聚體（特別是 H3 與 H4 尾端）帶正電的離胺酸（lysine, Lys）殘基上，中和其正電荷，降低組蛋白與帶負電之 DNA 骨架間的靜電吸引力。

核心觀念
本題測驗海洋生態系中「大洋區（open ocean）」與「沿海/湧升流區（coastal / upwelling zones）」初級生產者的生態適應差異。

1. 大洋區的環境特性：遠離陸地的大洋表層水體屬於貧營養鹽區（oligotrophic waters），尤其是氮（N）、磷（P）及微量元素鐵（Fe）嚴重匱乏。
2. 表面積與體積比（Surface area-to-volume ratio, SA/V ratio）：細胞體積愈小，比表面積愈大。依據擴散與主動運輸原理，較高的 SA/V 比率有利於在極低營養鹽濃度下高效率吸收養分，並維持較低的沉降速率。
3. 微細浮游植物（Picophytoplankton）：粒徑介於 $0.2 \sim 2\,\mu\text{m}$ 的單細胞光合生物，包含原核的原綠球藻（Prochlorococcus）、聚球藻（Synechococcus）及微型真核綠藻（picoeukaryotes）。在廣大的貧營養大洋區，微細浮游植物貢獻了高達 $50\%\sim80\%$ 以上的初級生產量與生物量。

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解題方法
解答本題的切入關鍵在於空間尺度與生態區位：

1. 區分固著性巨型植物與漂浮性微藻：海帶、海草必須固著於有光的淺海基質（潮下帶或透光層底部），大洋水深數千公尺，無法提供固著附著點，首先排除大型固著性藻類與維管束植物。
2. 比較大洋區不同粒徑浮游植物的競爭優勢：

• 矽藻（Diatom，粒徑通常為十至數百微米，屬於微型或小型浮游植物 micro-/nano-phytoplankton）具有二氧化矽（$\ce{SiO2}$）細胞壁，沉降速度快且需要充足的矽酸鹽、硝酸鹽與鐵，主要盛產於近岸、湧升流區（upwelling）或高緯度營養豐富水域。
• 微細浮游植物（Picophytoplankton）體積最小（$0.2 \sim 2\,\mu\text{m}$），SA/V 比最高，極耐貧營養（oligotrophic）環境，因此在大洋（open ocean）居於壓倒性的優勢，是該水域最主要的初級生產者。

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核心觀念

本題測驗生態學中**水體優養化（Eutrophication）**的成因、機轉與環境效應（參見 Campbell Biology 生態學單元之水域生態與保育生物學）：

1. 發生條件與分布：優養化主要肇因於人類活動（如農業施肥、生活污水、工業廢水）排放過量的無機營養鹽，尤以磷（$\ce{PO4^3-}$）與氮（$\ce{NO3-}$、$\ce{NH4+}$）為主。因此多好發於水體流動慢、與陸地逕流緊密相連的封閉或半封閉水域（如淡水湖泊、水庫、池塘）以及沿海河口灣（Estuaries）；遠離陸地的大洋或遠洋（Open ocean / Pelagic zone）營養鹽極度稀少（多呈寡營養狀態，Oligotrophic），極少發生優養化。
2. 生化機轉與連鎖反應：

• 營養鹽過剩 $\rightarrow$ 藻類與藍綠菌（Cyanobacteria）大量暴發（藻華，Algal bloom）。
• 藻類迅速死亡沉降 $\rightarrow$ 好氧性分解者（異營細菌）大量繁殖，劇烈消耗水體中的溶氧量（Dissolved Oxygen, DO）。
• 水體形成**缺氧（Hypoxia）甚至無氧（Anoxia）**狀態，造成魚類、甲殼類及底棲生物窒息死亡（形成死亡區，Dead zones）。
• 特定暴發藻類（如雙鞭毛藻 Dinoflagellates 引起的紅潮，Red tide）或藍綠菌常釋放神經毒素或肝毒素，對水生動物與人類產生直接毒性效應。

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解題方法

以「優養化的發生機制」切入，比對地理環境與生態學特徵：

• 優養化的前提是「過量營養鹽的輸入與累積」，陸源逕流是最主要的來源。
• 遠洋（大洋區）水體廣袤、流動擴散快，且遠離陸地營養鹽輸入源，是標準的寡營養（貧養）環境；因此敘述「常發生於大洋或遠洋」明顯與生態事實相悖。

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核心觀念

哈溫平衡（Hardy–Weinberg equilibrium, HWE）描述在理想族群中，等位基因頻率與基因型頻率可世代維持不變。其成立條件包括：

• 族群數量非常大，避免遺傳漂變（genetic drift）。
• 個體間隨機交配（random mating）。
• 沒有突變（mutation）。
• 沒有個體遷入或遷出，即沒有基因流動（gene flow）。
• 不同基因型具有相同的存活率與繁殖成功率，即沒有自然選擇（natural selection）。

若某基因座只有兩種等位基因 $A$ 與 $a$，且其頻率分別為 $p$ 與 $q$，則：

$$p+q=1$$

基因型頻率為：

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

其中 $p^2$ 為 $AA$、$2pq$ 為 $Aa$、$q^2$ 為 $aa$ 的預期頻率。

解題方法

本題直接比較各選項與哈溫平衡五項成立條件是否相符。關鍵是辨認「會改變等位基因頻率」的因素：

• 遷入與遷出：造成基因流動，可能帶入或帶走不同等位基因。
• 非隨機交配：主要改變基因型頻率。
• 突變：產生新的等位基因。
• 族群過小：容易發生遺傳漂變。
• 不同存活或繁殖機率：造成自然選擇。

因此，必須自由遷入與遷出的族群會發生基因流動，無法維持固定的等位基因頻率，故選 A。

選項分析

(A) 個體必須可自由的遷入與移出。

錯誤。哈溫平衡要求族群之間沒有遷入與遷出，也就是沒有基因流動。個體自由遷移會將外來等位基因帶入族群，或使原有等位基因離開族群，造成等位基因頻率改變。

例如原族群中 $A$ 的頻率為 $p$，遷入者攜帶較高比例的 $A$，混合後族群的 $A$ 頻率便會改變，因而不能維持哈溫平衡。

(B) 個體間必須可隨機交配。

核心觀念

本題考查連鎖基因的基因定位與重組率判讀。

在試交中，子代的重組率可用來估計兩基因座之間的遺傳距離：

$$1\% \text{ 重組率} \approx 1 \text{ map unit} = 1 \text{ cM}$$

當基因座距離不大時，可將相鄰區段的重組率相加，判斷基因排列順序。若某兩個基因位於另外兩個基因之間，則外側基因與內側基因的距離，應符合區段距離的加總關係。

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解題方法

題目給定：

$$r_{ad}=17\%$$ $$r_{bc}=17\%$$ $$r_{ab}=8.5\%$$ $$r_{bd}=8.5\%$$

由於 $a$ 與 $b$ 的距離為 $8.5$ cM，$b$ 與 $d$ 的距離也為 $8.5$ cM，因此若排列為：

$$c \;-\; a \;-\; b \;-\; d$$

則：

$$r_{ad}=r_{ab}+r_{bd}$$ $$8.5\%+8.5\%=17\%$$

符合題目給出的 $a$ 與 $d$ 間重組率。

同樣地，在此排列中：

$$r_{bc}=r_{ba}+r_{ac}$$

題目給出 $r_{bc}=17\%$，而 $r_{ba}=8.5\%$，因此：

$$r_{ac}=17\%-8.5\%=8.5\%$$

整體排列可表示為：

$$c \;-\; 8.5 \;-\; a \;-\; 8.5 \;-\; b \;-\; 8.5 \;-\; d$$

反向書寫亦完全等價：

核心觀念

本題考查基因突變對蛋白質翻譯的影響，核心是「閱讀框架（reading frame）」是否改變。

蛋白質合成時，核糖體以每三個鹼基為一組讀取一個密碼子（codon）。若插入或刪除的鹼基數目不是 $3$ 的倍數，會造成移碼突變（frameshift mutation），使突變位置之後的密碼子全部改變，並可能提早形成終止密碼子（stop codon），產生嚴重失能或截短的蛋白質。

相反地，若鹼基置換或刪除的數目為 $3$ 的倍數，閱讀框架通常仍可維持，影響可能局限於單一或少數胺基酸。

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解題方法

判斷各選項時，依序檢查兩件事：

1. 突變是否改變閱讀框架。
2. 突變位置是否會影響大量後續密碼子或蛋白質的重要區域。

其中，刪除二對鹼基對等於刪除 $2$ 個鹼基，不是 $3$ 的倍數，因此會造成移碼：

$$\text{原本：}\quad \text{ABC}\ |\ \text{DEF}\ |\ \text{GHI}\ |\ \text{JKL}\ |\cdots$$

刪除兩個鹼基後：

$$\text{ABC}\ |\ \text{DEG}\ |\ \text{HIJ}\ |\ \text{KL}\cdots$$

從突變點開始，後續三聯體的分組全部改變，翻譯出的胺基酸序列也大幅改變。若新的閱讀框架很快遇到終止密碼子，還會形成截短蛋白質。因此，E 對生物體造成傷害的可能性最高。

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選項分析

(A) 在基因序列中刪除連續六個鹼基。

六個鹼基是 $3$ 的倍數：

$$6 \div 3 = 2$$

因此，若此刪除發生在蛋白質編碼區，通常會刪除兩個密碼子，造成兩個胺基酸缺失，但不會改變後續的閱讀框架。

這種突變仍可能造成傷害，例如刪除的胺基酸位於活性中心、受體結合區或蛋白質結構的重要位置；但其影響通常比移碼突變局限。因此不是本題最佳答案。

(B) 將某一鹼基對置換為其他鹼基對（base-pair substitution）。

鹼基對置換不會改變 DNA 的總長度，也不會使後續密碼子的分組方式改變。其影響可能包括：

核心觀念

本題考查「棲地環境條件」與「生物多樣性」的關係。

所謂生物相，是指一個區域內所具有的生物種類及其組成。通常棲地的環境條件越多樣、植物結構越複雜、食物來源越豐富，能夠支持的生物種類越多，生物相也越複雜。

影響生物相複雜程度的主要因素包括：

• 水分與鹽度
• 潮汐淹水頻率
• 土壤或基質的穩定性
• 植被種類與覆蓋程度
• 食物與有機物來源
• 可供躲藏、附著、覓食與繁殖的空間

高美溼地不同區域具有不同的水分、潮汐、底質與植被條件，因此生物相的複雜程度不同。

解題方法

判斷各區生物相是否單純，可比較其：

1. 是否有發達的植物群落；
2. 是否具有水域、泥灘或潮間帶環境；
3. 是否能提供多樣的食物與微棲地；
4. 底質是否穩定、能否讓生物定著或掘穴。

其中，碎石區的基質主要由大小不一的石礫構成，土壤與細粒沉積物少，保水性及養分累積能力較低，植物不易大量生長。植被稀疏會使食物來源、遮蔽空間與繁殖場所減少，因此能支持的生物種類最少，生物相最單純。

選項分析

(A) 草澤區

草澤區具有較多草本植物，植物可提供：

• 光合作用產生的有機物；
• 草食性昆蟲與其他無脊椎動物的食物；
• 覆蔽、附著與產卵場所；
• 枯枝落葉分解後形成的有機碎屑。

因此草澤區通常具有植物、昆蟲、蜘蛛、軟體動物、鳥類及微生物等多層次生物組成，生物相並不單純，故錯誤。

(B) 潮溪區

潮溪區受潮汐影響，具有水域、泥灘與陸域交界的環境，環境梯度較大。潮水可帶入有機物與營養鹽，也能支持魚類、蝦蟹、貝類、底棲無脊椎動物及水鳥等生物。

潮溪同時具有覓食、躲藏與繁殖功能，食物網通常較複雜，故不是生物相最單純的區域，錯誤。

(C) 碎石區

核心觀念

本題考查植物必需礦物元素的功能，重點是辨認各元素在植物體內的主要分布與生理作用：

• 磷（P）：核酸、磷脂、ATP，以及部分酵素與代謝中間物的重要成分。
• 鐵（Fe）：參與葉綠素合成及電子傳遞。
• 鎂（Mg）：葉綠素分子的中心元素。
• 硫（S）：半胱胺酸（cysteine）、甲硫胺酸（methionine）等含硫胺基酸的成分。
• 氮（N）：胺基酸、蛋白質、核酸、葉綠素等含氮化合物的成分。

解題方法

逐項將元素與其典型功能配對。若敘述符合植物營養學及生物化學中的主要功能，即為正確；若把某元素的作用過度擴大，將其說成所有有機物的共同基本成分，則屬錯誤。

本題依中國醫藥大學官方公布答案，錯誤選項為 E。

選項分析

(A) 磷（P）是核酸、磷脂、ATP 和許多酵素的組成物。——正確

磷以磷酸基團的形式存在於多種重要生物分子中：

1. 核酸中的核苷酸以磷酸二酯鍵連接，形成 DNA 與 RNA 的糖－磷酸骨架。
2. 磷脂是細胞膜的主要成分，其親水端通常含有磷酸基團。
3. ATP 的高能磷酸鍵涉及能量轉移與儲存。
4. 許多酵素可經由磷酸化或去磷酸化調節活性，且部分代謝中間物本身含有磷酸基團，例如糖解作用中的 glucose-6-phosphate。

因此，磷是植物細胞能量代謝、膜結構、遺傳物質與代謝調節不可缺少的元素。

(B) 鐵（Fe）包含在葉綠素的產物中。——正確

此選項文字較不精確，但依植物生理學的命題意旨，應理解為「鐵參與葉綠素的形成或合成」。

鐵並不是葉綠素分子的中心原子；葉綠素的中心原子是鎂。然而，鐵參與葉綠素生合成相關酵素的作用，也參與葉綠體中的電子傳遞系統，例如 ferredoxin（鐵氧還蛋白）與 cytochrome（細胞色素）所涉及的氧化還原反應。

缺鐵時，葉綠素合成受阻，幼葉常出現葉脈間黃化。因此，鐵雖不直接構成葉綠素分子，卻是葉綠素正常形成的重要元素。

(C) 鎂（Mg）是葉綠素不可或缺元素。——正確

鎂是葉綠素分子的中心金屬離子，位於 porphyrin ring（卟啉環）中央。葉綠素的基本結構可概念性表示為：

核心觀念

本題考查 DNA 的鹼基互補配對與 Chargaff 定律。

在典型的雙股 DNA 中：

• 腺嘌呤 adenine（A）與胸腺嘧啶 thymine（T）互補配對，因此 $A=T$。
• 鳥嘌呤 guanine（G）與胞嘧啶 cytosine（C）互補配對，因此 $G=C$。
• 四種含氮鹼基比例總和為 $100\%$。

解題方法

已知腺嘌呤占：

$$A=22\%$$

依互補配對原則：

$$T=A=22\%$$

因此 A 與 T 合計為：

$$A+T=22\%+22\%=44\%$$

剩餘的 $56\%$ 由 G 與 C 組成：

$$G+C=100\%-44\%=56\%$$

因為 $G=C$，所以：

$$G=\frac{56\%}{2}=28\%$$

因此鳥嘌呤的百分比為 $28\%$。

選項分析

• (A) 12：錯誤。$12\%$ 是將 $A=22\%$ 直接以某種比例扣除所得，未依據 $G=C$ 的互補配對關係計算。
• (B) 24：錯誤。此數值不符合剩餘鹼基總量的計算；

核心觀念

本題考查陸生植物的演化順序，以及植物由水域生活逐步適應陸地環境的主要特徵。判斷重點如下：

1. 輪藻植物（Charophyceans）
   輪藻植物被視為現生植物中最接近陸生植物祖先的藻類類群。其細胞分裂構造、葉綠體色素、細胞壁及部分生殖特徵，與陸生植物相近。

2. 苔蘚植物（Bryophytes）
   包括蘚類、苔類與角苔類等非維管束植物。它們已適應陸地生活，但缺乏真正的木質部與韌皮部，體型通常較小，且精子受精仍需水。

3. 蕨類植物（Pteridophytes）
   屬於維管束植物，具有木質部與韌皮部，能利用根、莖、葉等構造提高輸水與支持能力；但仍以孢子繁殖，沒有種子。

4. 裸子植物（Gymnosperms）
   屬於種子植物，胚珠裸露，種子不包在子房內，通常形成毬果。

5. 被子植物（Angiosperms）
   種子植物中較晚出現的類群，具有花與果實，胚珠包藏於子房內，並具有雙重受精。

因此，標準植物演化順序為：

$$\text{輪藻植物} \rightarrow \text{苔蘚植物} \rightarrow \text{蕨類植物} \rightarrow \text{裸子植物} \rightarrow \text{被子植物}$$

---

解題方法

可依照植物演化過程中三個關鍵革新判斷：

$$\text{藻類祖先} \rightarrow \text{登上陸地} \rightarrow \text{形成維管束} \rightarrow \text{形成種子} \rightarrow \text{形成花與果實}$$

對應題目中的類群：

• 輪藻植物：接近陸生植物祖先的藻類
• 苔蘚植物：最早期的陸生植物類群，沒有維管束
• 蕨類植物：最早出現的維管束植物，但沒有種子
• 裸子植物：最早出現的種子植物之一
• 被子植物：出現花、果實及雙重受精的植物

所以順序為：

$$4\rightarrow2\rightarrow1\rightarrow3\rightarrow5$$

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選項分析

(A) $4\rightarrow2\rightarrow1\rightarrow3\rightarrow5$：正確

此順序符合植物由藻類祖先演化至陸生植物、維管束植物、種子植物，再到被子植物的整體趨勢：

核心觀念

本題考查碳、氮、磷、硫四種元素的全球生地化循環（global biogeochemical cycles），重點包括：

• 氣態循環：主要貯存庫位於大氣或海洋，例如碳循環、氮循環。
• 沉積態循環：主要貯存庫位於岩石、沉積物，例如磷循環。
• 元素由非生物環境進入生物體，再經攝取、代謝、死亡與分解返回環境。
• 判斷氮循環時，必須區分大氣中的 $\ce{N2}$ 與生物可利用的固定氮，例如 $\ce{NH4+}$、$\ce{NO3-}$。

解題方法

先辨認各選項所描述的元素循環特性，再特別檢查「貯存庫」、「主要來源」與「生物可利用形式」是否混淆。

本題最關鍵的判斷點是選項 (C)：大氣確實是最大的氮貯存庫，但海洋生物所需的主要氮來源並非單純透過海氣交換取得大氣氮氣。大氣中的 $\ce{N2}$ 必須經由固氮作用轉換為固定氮，才能有效進入生物利用的氮循環。

生物固氮由固氮酶（nitrogenase）催化，基本反應可表示為：

$$\ce{N2 + 8H+ + 8e- + 16ATP -> 2NH3 + H2 + 16ADP + 16Pi}$$

因此，海氣交換本身主要是物理性的 $\ce{N2}$ 交換，不等於海洋已獲得可直接利用的氮源。

選項分析

(A) 正確

生地化循環大致可分為氣態循環與沉積態循環。

• 氣態循環的主要貯存庫在大氣或水體，例如氮以大氣中的 $\ce{N2}$ 為主要貯存形式。
• 沉積態循環的主要貯存庫在地殼岩石與沉積物，例如磷主要存在於磷酸鹽礦物中。

碳、氮、硫具有較明顯的氣態階段；磷則以沉積態循環為主。

(B) 正確

硫循環同時具有氣態與沉積態特徵。

硫的主要貯存場所包括地殼岩石、沉積物與海洋；硫也能以氣體形式進入大氣，例如：

• 火山活動釋放 $\ce{SO2}$；
• 有機物分解及厭氧代謝產生 $\ce{H2S}$；
• 海洋生物產生含硫揮發性物質，如二甲基硫（dimethyl sulfide, DMS）。

大氣中的硫化合物可經氧化形成硫酸鹽，再以降水沉降至陸地與海洋。因此，硫循環兼具地殼沉積庫與大氣氣態階段。

(C) 錯誤

大氣確實是全球最大的氮貯存庫，約有 $78\%$ 的大氣為 $\ce{N2}$；但「海洋主要氮來源是經由海氣交換由大氣獲得」並不正確。

原因有二：

1. 大氣 $\ce{N2}$ 化學性質穩定，海洋生物不能直接利用，必須先經由固氮作用轉換成 $\ce{NH3}$，再形成 $\ce{NH4+}$、$\ce{NO2-}$ 或 $\ce{NO3-}$。
2. 海洋氮的有效輸入來源包括生物固氮、河川輸入、大氣沉降、深層水上升流，以及海洋內部的再礦化與硝化作用。

核心觀念

本題考查三域系統（three-domain system）中，古細菌（Archaea）、細菌（Bacteria）與真核生物（Eukarya）的親緣關係，以及原核細胞的共同特徵與細胞膜、細胞壁的組成。

判斷重點如下：

• 古細菌與細菌皆屬原核生物，沒有由核膜包圍的細胞核。
• 古細菌的細胞膜脂質組成與細菌不同。
• 分子系統學顯示，古細菌與真核生物的親緣關係較接近；細菌與古細菌、真核生物均在早期分化。
• 古細菌細胞壁不含細菌特有的肽聚醣（peptidoglycan）。

解題方法

本題採「親緣關係＋細胞構造比較」判斷。

先確認三域間的基本親緣關係：

$$\text{Bacteria} \;|\; \text{Archaea} + \text{Eukarya}$$

也就是古細菌與真核生物通常被視為較接近的一支；細菌則較早從共同祖先分歧。因此，若選項宣稱「細菌與古細菌的關係比與真菌更親密」，即與現代三域系統的基本觀念不符。

選項分析

(A) 古細菌（archaea）細胞膜上的脂質成份與細菌不同。

正確。

細菌細胞膜主要由甘油與脂肪酸形成酯鍵脂質（ester-linked lipids）；古細菌則主要具有甘油與異戊二烯衍生烴鏈形成醚鍵脂質（ether-linked lipids）。

古細菌常見的膜脂質特徵包括：

• 醚鍵連接，而非細菌常見的酯鍵。
• 烴鏈由異戊二烯（isoprenoid）單位構成，而非一般脂肪酸。
• 部分古細菌具有單層膜結構，有助於適應高溫、強酸或高鹽環境。

因此，古細菌的細胞膜脂質成分與細菌不同，本選項正確。

(B) 細菌（bacteria）比起古細菌與真菌（fungi）的關係更為親密。

錯誤，為本題答案。

真菌屬於真核生物。根據三域系統與分子親緣分析，古細菌與真核生物的親緣關係較接近，細菌則較早分化。

可用下列關係表示：

$$\text{Archaea} \text{ 與 } \text{Eukarya} \text{ 的親緣關係較接近}$$

因此，不能因為細菌與古細菌同樣沒有核膜、同樣多為單細胞，就判定兩者具有較近的演化關係。這些是「構造上的相似性」，其中部分屬於原核生物共同特徵，不等於整體親緣關係較近。

核心觀念

本題考查「發育生物學研究的典範生物（model organism）」之選擇條件。

典範生物是指具有明確研究價值、容易培養與操控，且能代表某些普遍生物學原理的生物。優良的發育研究典範通常具備下列特徵：

• 世代期短，可在短時間內觀察多代遺傳與發育結果。
• 基因體較小、基因組成較容易分析。
• 胚胎或幼體發育容易觀察。
• 繁殖力高、培養成本低、樣本容易取得。
• 已累積相當的形態學、胚胎學、遺傳學與分子生物學資料。
• 容易進行基因突變、基因剔除或基因表現分析。

常見典範生物包括果蠅（Drosophila melanogaster）、線蟲（Caenorhabditis elegans）、斑馬魚（Danio rerio）、小鼠（Mus musculus）與阿拉伯芥（Arabidopsis thaliana）。

解題方法

判斷各選項是否屬於「研究發育題材之優良典範生物」的必要或重要條件即可。

關鍵在於區分：

1. 是否有助於快速完成發育與遺傳研究。
2. 是否有助於直接觀察胚胎。
3. 是否有助於建立基因與發育現象之間的關聯。
4. 是否只是方便採集，但並非典範生物成立的必要條件。

「地域性族群豐富」最多只是野外採樣上的便利性，並不是典範生物的核心條件。因此不符合題目所要求的條件。

選項分析

(A) 世代期（generation）短：正確條件

世代期短，代表從親代繁殖到子代成熟所需時間較短，研究者可以在較短時間內完成多代繁殖、遺傳分析與選汰實驗。

例如果蠅的世代期短，適合研究：

• 突變遺傳
• 基因互動
• 發育基因的功能
• 遺傳表型在多代中的傳遞

因此，世代期短是優良典範生物的重要條件。

(B) 基因體（genome）小：正確條件

基因體較小，通常有利於基因定位、序列分析與功能研究。基因數量與基因組結構較容易掌握，研究者也較容易建立完整的基因資料庫。

例如線蟲的基因體相對容易分析，且其細胞譜系與發育過程已有完整研究資料，因此成為重要的發育生物學典範。

需注意的是，「基因體小」不是絕對必要條件；小鼠基因體並不特別小，仍然是重要典範生物。但在一般選擇條件中，基因體較小確實有助於研究，故本選項不能選。

(C) 胚胎發育（embryonic development）易於觀察：正確條件

核心觀念

本題考查達爾文演化論的「世代修飾」（descent with modification），核心是：

1. 現代生物由共同祖先繁衍而來。
2. 遺傳過程中會累積變異，使後代與祖先及其他族群有所不同。
3. 生物的地理分布與親緣關係，能反映共同祖先與演化歷史。

在生物地理學（biogeography）中，判斷親緣關係不能只看生活環境是否相似，也要看物種的地理鄰近性與共同演化歷史。相鄰地區的物種通常較容易共享祖先、基因交流與擴散歷史。

解題方法

逐一判斷各選項描述的是：

• 共同祖先與地理分布所呈現的演化證據；
• 局部環境適應；
• 物種多樣性的生態分布；
• 島嶼生物地理現象。

最能直接顯示「不同地區的物種具有共同演化來源，並在世代中逐漸分化」者，即符合世代修飾的觀念。

臺灣的亞熱帶植物與臺灣的熱帶植物，雖然生活環境不同，但因地理位置接近，具有較近的共同祖先與區域演化歷史。因此，它們通常比南美洲的亞熱帶植物更相似，這正是共同祖先經過地理隔離與環境選擇後產生分化的表現。

選項分析

(A) 馬來西亞的花螳螂長得像花，千里達樹螳螂擬態枯葉。

此選項描述的是保護色與擬態（mimicry），屬於自然選擇造成的適應現象。不同螳螂分別適應當地環境，形成類似花朵或枯葉的外形，以躲避天敵或接近獵物。

這個現象廣義上確實與演化有關，但它主要強調的是「環境適應」，並未直接呈現物種之間的共同祖先或地理親緣關係。若不同類群在相似選擇壓力下獨立產生相似外形，還可能涉及趨同演化（convergent evolution），因此不是本題最直接的答案。

(B) 鳥類能在其不停息最大飛行距離之外的島嶼中被發現。

此選項涉及物種的擴散與島嶼生物地理。鳥類可能透過多次飛行、途中停留、風力帶動，或在歷史時期環境不同時抵達島嶼。

它說明的是生物能夠跨越地理障礙而分布到新地區，但「發現於飛行距離之外」本身沒有直接說明後代如何由共同祖先逐代產生變異，因此不是世代修飾觀念的最佳代表。

核心觀念

本題考查內共生學說（endosymbiotic theory）以及粒線體（mitochondria）、質粒體（plastids）的半自主性（semiautonomous nature）。

粒線體與質粒體具有下列共同特徵：

• 擁有自己的環狀 DNA。
• 具有類似細菌的核醣體與蛋白質合成系統。
• 大小與細菌相近。
• 具有雙層膜，內膜的部分酵素與運輸系統呈現原核生物特徵。
• 能自行表現部分基因，但不能獨立製造所有維持自身運作所需的蛋白質。

因此，最重要的判斷點是：「有自己的基因體」不等於「能完全合成自己的蛋白質」。

解題方法

逐一檢查各選項是否符合粒線體與質粒體的共同特徵，特別注意「完全」等絕對性字眼。

粒線體與質粒體雖然具有自己的基因體，但其基因體在演化過程中已大量縮減，許多原本屬於內共生細菌的基因已轉移至真核細胞核。這些核基因所製造的蛋白質，必須先在細胞質中的真核核醣體合成，再經由專一性運輸系統送入胞器。

例如：

• 粒線體蛋白質需經由外膜的 TOM（translocase of the outer membrane）與內膜的 TIM（translocase of the inner membrane）系統輸入。
• 質粒體蛋白質需經由外膜的 TOC（translocon at the outer chloroplast）與內膜的 TIC（translocon at the inner chloroplast）系統輸入。

所以，兩者只能合成部分自身蛋白質，不能完全依靠自身基因體完成全部蛋白質的製造。

選項分析

(A) 它們帶有的基因體能完全合成自己的蛋白質。

錯誤。

粒線體與質粒體的基因體只能編碼少部分蛋白質。例如，粒線體基因體通常編碼部分電子傳遞鏈蛋白質、核醣體 RNA 與轉運 RNA；質粒體基因體則編碼部分光合作用相關蛋白質、核醣體 RNA 與轉運 RNA。

然而，兩者所需的大多數蛋白質仍由細胞核基因編碼，於細胞質核醣體合成後，再運輸進入胞器。因此，它們具有半自主性，並非完全自主。

題幹中的「完全」是關鍵陷阱。正確敘述應為：

粒線體與質粒體的基因體能合成部分自己的蛋白質，但不能完全合成所有自身所需蛋白質。

(B) 它們的大小近似細菌。

正確。

粒線體與質粒體的大小大致與細菌相近，這是支持內共生學說的重要證據之一。兩者的形態與大小均保留部分原核生物特徵，但實際大小會依細胞種類與胞器種類而變化。

(C) 它們膜上具有的酵素與運輸系統和原核生物膜上發現的類似。

正確。

核心觀念

本題考查海洋生態系中的營養級與生態功能分類：

• 生產者（producer）：能自行合成有機物，主要包括行光合作用的藻類與藍綠菌。
• 消費者（consumer）：無法自行製造有機物，須攝食其他生物或有機碎屑取得能量。
• 分解者（decomposer）：利用細胞外酵素分解死亡生物與有機碎屑，將複雜有機物轉為較簡單物質，真菌與多數細菌皆可扮演此角色。

海洋食物網中，矽藻、甲藻與藍綠菌主要位於生產者階層；纖毛蟲屬消費者；真菌則主要負責有機物分解。

解題方法

逐一判斷各類生物的營養方式：

1. 能行光合作用、固定二氧化碳形成有機物者，歸為生產者。
2. 需攝食其他生物者，歸為消費者。
3. 主要分泌酵素分解死亡有機物者，歸為分解者。

藍綠菌具有葉綠素與其他光合色素，可進行產氧型光合作用，因此其典型生態功能是生產者，而不是分解者。故錯誤選項為 (E)。

選項分析

(A) 矽藻（diatom）為生產者：正確

矽藻是海洋中重要的浮游植物，細胞具有葉綠體，可進行光合作用，將二氧化碳與水轉換為有機物，並釋放氧氣：

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

矽藻的細胞壁主要由二氧化矽形成的矽質外殼構成，但這項構造特徵不影響其生產者身分。它們固定大量碳，是海洋初級生產的重要來源。

(B) 甲藻（dinoflagellate）為生產者：正確

許多甲藻具有葉綠體，能進行光合作用，是海洋浮游植物的重要成員。部分甲藻與珊瑚形成共生關係，提供珊瑚由光合作用產生的有機養分。

甲藻中也存在異營或混合營養（mixotrophy）的種類，例如可攝食細菌或其他浮游生物；但就一般海洋生態功能與基礎分類而言，甲藻主要視為生產者。某些甲藻大量繁殖會形成赤潮，部分種類還能產生毒素，但這些現象不改變其主要營養功能。