中國醫藥大學 112 年 《生物學》

核心觀念

本題考查溫室氣體的來源、濃度變化，以及其吸收紅外線輻射的能力。

溫室效應的基本機制如下：

1. 太陽短波輻射穿過大氣，到達地表。
2. 地表吸收能量後，以長波紅外線形式向外放射。
3. 溫室氣體吸收部分紅外線，再向各方向放射，使熱能滯留於大氣中。
4. 溫室氣體濃度增加，會改變地球的輻射平衡，造成全球暖化與氣候變遷。

常用二氧化碳作為基準，將其全球暖化潛勢（Global Warming Potential, GWP）定為 1。某些氣體雖然濃度遠低於二氧化碳，但單一分子吸收紅外線的能力較強，因此每分子的溫室效應較高。

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解題方法

判斷本題可抓住三項線索：

• 工業革命後濃度大幅上升；
• 能造成溫室效應；
• 總貢獻約為二氧化碳的 30%，且單一分子的作用強於二氧化碳。

甲烷 $\ce{CH4}$ 符合上述特徵：

• 工業革命前大氣甲烷濃度約為 $700\ \mathrm{ppb}$；
• 現代濃度已接近 $1900\ \mathrm{ppb}$，增加幅度約為原來的 2.7 倍；
• 甲烷能吸收紅外線，且單一分子的紅外線吸收能力高於二氧化碳；
• 甲烷是二氧化碳以外的重要人為溫室氣體，其整體溫室效應貢獻常約估為二氧化碳的三成。

因此本題答案為 $\ce{CH4}$。

甲烷在大氣中的主要來源包括：

• 反芻動物腸道發酵；
• 水稻田厭氧分解；
• 垃圾掩埋場中的有機物分解；
• 化石燃料開採、運輸與使用時的逸散；
• 沼澤等天然濕地。

甲烷進入大氣後，主要可與氫氧自由基 $\ce{OH.}$ 反應而被氧化，最終形成二氧化碳與水：

$$\ce{CH4 + OH. -> CH3. + H2O}$$

經過一系列氧化反應後，碳大致轉化為 $\ce{CO2}$。因此甲烷不僅直接造成溫室效應，其氧化後產生的二氧化碳也會延續部分暖化作用。

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選項分析

(A) $\ce{SO2}$：錯誤

二氧化硫主要來自含硫化石燃料燃燒與火山活動。它在大氣中容易被氧化成硫酸或硫酸鹽氣膠，例如：

$$\ce{SO2 -> SO3 -> H2SO4}$$

硫酸鹽氣膠能反射太陽短波輻射，並增加雲的反射能力，整體通常具有降溫效果，並非本題所描述的主要長期溫室氣體。

此外，$\ce{SO2}$ 在大氣中的生命期相對短，主要環境影響是酸雨與懸浮微粒污染，而非過去一世紀持續大量累積所造成的溫室效應。

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(B) $\ce{CH4}$：正確

核心觀念

本題考查病毒的宿主細胞辨識與附著，以及各病毒的代表性表面蛋白。病毒感染通常先經由病毒表面蛋白與宿主細胞受體結合，之後才進入細胞並完成膜融合、胞吞或其他入侵步驟。

本題涉及的關鍵蛋白如下：

• Human immunodeficiency virus, HIV（人類免疫缺乏病毒）：gp120 負責與宿主細胞受體結合。
• Influenza A virus（A 型流感病毒）：主要表面蛋白為 hemagglutinin, HA（血球凝集素）與 neuraminidase, NA（神經胺酸酶）。
• Adenovirus（腺病毒）：fiber protein（纖維蛋白）參與宿主細胞附著。
• Measles virus（麻疹病毒）：主要表面糖蛋白為 hemagglutinin, H（血球凝集素）與 fusion protein, F（融合蛋白）。
• gp350 和 gp220：是 Epstein–Barr virus, EBV（愛潑斯坦–巴爾病毒）的代表性外套膜糖蛋白，並非麻疹病毒蛋白。
• VP7：是 rotavirus（輪狀病毒）的主要外殼蛋白之一，並非 Influenza A virus 的表面蛋白。

解題方法

逐一判斷四個病毒—表面蛋白組合是否正確：

1. HIV—gp120：正確。
2. Influenza A virus—VP7：錯誤，VP7 屬於輪狀病毒。
3. Adenovirus—fiber protein：正確。
4. Measles virus—gp350 和 gp220：錯誤，gp350、gp220 屬於 EBV。

因此正確的敘述為 I 和 III，選擇 (D)。

各敘述分析

I：Human immunodeficiency virus — gp120，正確

HIV 的外套膜上具有由 env gene 編碼的包膜醣蛋白複合體，主要包含：

• gp120：外部醣蛋白，負責辨識並結合宿主細胞受體。
• gp41：跨膜醣蛋白，負責後續膜融合。

HIV 感染主要細胞時，gp120 先與宿主細胞表面的 CD4 receptor 結合，接著與共同受體 CCR5 或 CXCR4 結合；此構形改變會啟動 gp41，使病毒包膜與宿主細胞膜融合。

因此，HIV—gp120 為正確組合。

II：Influenza A virus — VP7，錯誤

Influenza A virus 的兩種重要表面蛋白為：

• HA（hemagglutinin，血球凝集素）：與宿主細胞表面的含唾液酸受體結合，負責病毒附著。
• NA（neuraminidase，神經胺酸酶）：切割細胞表面的唾液酸，協助新生成的病毒顆粒釋放。

VP7 是 **rotavirus（輪狀病毒）**的外殼蛋白，屬於輪狀病毒的主要抗原之一，不是 Influenza A virus 的代表性表面蛋白。

因此 II 錯誤。

核心觀念

本題考查生態系碳收支，以及淨生態系交換量（Net Ecosystem Exchange, NEE）、總初級生產力（Gross Primary Productivity, GPP）與生態系呼吸作用（ecosystem respiration）的關係。

• GPP：自營生物（autotrophs）透過光合作用固定的全部碳量。
• 自營生物呼吸作用（$R_a$）：植物等自營生物維持生命與生長所消耗的碳。
• 異營生物呼吸作用（$R_h$）：動物、真菌與細菌等分解者消耗有機物所釋放的碳。
• 生態系總呼吸作用（$R_e$）：

$$R_e=R_a+R_h$$

依本題數據：

$$R_e=40+20=60$$

若依本題官方答案所採用的定義，NEE 表示扣除生態系呼吸損耗後的淨碳交換量，且正值代表生態系淨吸收碳，則：

$$\mathrm{NEE}=\mathrm{GPP}-R_e$$

因此：

$$\mathrm{GPP}=\mathrm{NEE}+R_e$$

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解題方法

先將兩類呼吸作用合併為生態系總呼吸作用：

$$R_e=R_a+R_h=40+20=60$$

再利用碳收支關係：

$$\mathrm{NEE}=\mathrm{GPP}-R_e$$

代入題目資料：

$$90=\mathrm{GPP}-60$$

移項得：

$$\mathrm{GPP}=90+60=150$$

所以總初級生產力為每月 $150$ 個單位，選擇 (C)。

生態學上，GPP 可視為光合作用固定的全部碳；植物本身先消耗其中一部分進行呼吸，剩餘碳再供生長、繁殖及食物網利用。異營生物呼吸則會進一步消耗有機碳。題目所給的 NEE 是扣除這兩類呼吸後的淨結果，因此必須把呼吸損耗加回去，才能得到 GPP。

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選項分析

(A) 每月 60 個單位：錯誤

$60$ 是自營生物與異營生物呼吸作用的總和：

$$40+20=60$$

核心觀念

本題考查「關鍵物種」與「基礎物種」的定義，並要求將兩者對應到圖中的「相對生物量」與「物種總影響」。

• 關鍵物種（Keystone species）：對群落結構或功能具有遠大於其數量、生物量所預期的影響，因此通常具有「高總影響、低相對生物量」的特徵。
• 基礎物種（Foundation species）：常以龐大的生物量或高度豐富度建立、維持棲地，因而對群落產生重大影響，通常具有「高相對生物量、高總影響」的特徵。

圖中橫軸由左至右代表物種相對生物量由低至高，縱軸由下至上代表物種總影響由低至高。

解題方法

依照兩個定義判斷：

1. 關鍵物種的影響力很大，但不需要具有大量生物量，因此應位於「左上方」。
2. 基礎物種通常具有大量生物量，且對群落有重大影響，因此應位於「右上方」。

因此：

• 位置 A：低相對生物量、高總影響，符合關鍵物種。
• 位置 B：高相對生物量、高總影響，符合基礎物種。

所以關鍵物種與基礎物種依序為 A、B。

核心觀念

本題考查疱疹病毒科（Herpesviridae）各病毒的基因組大小比較。

疱疹病毒具有下列共同特徵：

• 多為大型、有包膜病毒。
• 基因組為線性、雙股 DNA（linear double-stranded DNA）。
• 主要在細胞核內進行 DNA 複製。
• 不同病毒的基因組長度不同，可作為辨識各病毒的重要比較資料。

本題四個選項皆屬人類疱疹病毒，基因組大小大致如下：

病毒	英文名稱	代表性分類	基因組大小約值
巨細胞病毒	Cytomegalovirus, CMV	HHV-5	230–240 kb
愛潑斯坦－巴爾病毒	Epstein–Barr virus, EBV	HHV-4	約 172 kb
單純疱疹病毒	Herpes simplex virus, HSV	HHV-1、HHV-2	約 152 kb
水痘帶狀病毒	Varicella-Zoster virus, VZV	HHV-3	約 125 kb

其中 $1\ \text{kb}=1,000$ 個鹼基對，因此 CMV 的基因組約含 $230,000$ 至 $240,000$ 個鹼基對。

解題方法

本題不涉及代謝途徑、酵素反應或數學計算，最有效的切入點是直接比較四種人類疱疹病毒的基因組長度。

由大至小排列為：

$$\text{CMV} > \text{EBV} > \text{HSV} > \text{VZV}$$

因此，四個選項中擁有最大基因組的是巨細胞病毒（CMV）。

CMV 的基因組約為 $230$–$240\ \text{kb}$，明顯大於 EBV、HSV 與 VZV，故選擇（A）。

選項分析

（A）巨細胞病毒（Cytomegalovirus）——正確

巨細胞病毒屬於人類疱疹病毒第 5 型（Human herpesvirus 5, HHV-5），其基因組約為 $230$–$240\ \text{kb}$，是本題四種病毒中最大的基因組。

CMV 能編碼大量病毒蛋白，包含：

• DNA 複製相關蛋白
• DNA polymerase（DNA 聚合酶）
• helicase-primase complex（解旋酶－引子酶複合體）
• 調控病毒轉錄與免疫逃脫的蛋白

較大的基因組使 CMV 能攜帶較多與宿主免疫調控、病毒複製及潛伏感染相關的基因。因此本選項正確。

核心觀念

本題考查光合作用的淨反應式及其化學計量關係。高中與大學基礎生物學常用的光合作用淨反應如下：

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

此反應表示：

• 每合成 $1$ 個葡萄糖分子，淨消耗 $6$ 個水分子。
• 每合成 $1$ 個葡萄糖分子，產生 $6$ 個氧分子。

光合作用包含兩大階段：

1. 光反應（light reactions）：位於葉綠體類囊體膜。光系統 II（Photosystem II）的放氧複合體分解水，產生電子、氫離子與氧氣；電子經電子傳遞鏈形成質子梯度，供 ATP synthase 合成 ATP，並由 NADP$^+$ reductase 形成 NADPH。
2. 卡爾文循環（Calvin cycle）：位於葉綠體基質。CO$_2$ 經 Rubisco（核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶／加氧酶）固定，經 3-phosphoglycerate、glyceraldehyde-3-phosphate 等中間物，最後合成醣類。

本題不需逐步計算 ATP 或 NADPH，只需使用光合作用的淨反應式。

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解題方法

題目給出產生 $12$ 兆個葡萄糖分子：

$$12 \times 10^{12}\ \text{個葡萄糖分子}$$

由反應式可知，葡萄糖、水與氧氣的分子數比例為：

$$\text{葡萄糖}:\text{水}:\text{氧氣}=1:6:6$$

因此，淨分解的水分子數為：

$$12\ \text{兆} \times 6=72\ \text{兆}$$

產生的氧分子數為：

$$12\ \text{兆} \times 6=72\ \text{兆}$$

所以答案為：

$$\boxed{72\ \text{兆水分子與}\ 72\ \text{兆氧分子}}$$

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選項分析

(A) 6 兆水分子與 12 兆氧分子：錯誤

核心觀念

本題考「聖嬰－南方振盪現象」（El Niño–Southern Oscillation, ENSO）中，海氣交互作用對太平洋海水溫度、氣壓、上升流與降雨分布的影響。

ENSO主要包含兩個相位：

• 聖嬰現象（El Niño）：赤道中、東太平洋海表溫度異常升高。
• 反聖嬰現象（La Niña）：赤道中、東太平洋海表溫度異常降低。

正常情況下，赤道附近東風信風將表層海水由東太平洋推向西太平洋，使東太平洋形成強烈的沿岸與赤道上升流。深層海水上升時，會帶來硝酸鹽、磷酸鹽等營養鹽，促進浮游植物生產力。

聖嬰發生時，東風信風減弱，西太平洋堆積的暖水向東回流，導致東太平洋海表升溫。同時，東太平洋的溫躍層下沉，深層冷水較難上升，因此上升流大幅減弱，甚至接近消失。

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解題方法

判斷本題可掌握「聖嬰現象的三個連鎖變化」：

$$\text{信風減弱} \rightarrow \text{暖水向東移動} \rightarrow \text{東太平洋海溫升高} \rightarrow \text{上升流減弱}$$

因此，只要選項描述的是「東太平洋上升流減少或消失」，即符合聖嬰現象的典型特徵。

本題官方答案將 ENSO 的敘述聚焦於其最具代表性的聖嬰階段，故正確答案為 (B)。

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選項分析

(A) 東太平洋地區的上升流大幅增強

錯誤。

東太平洋上升流增強是**反聖嬰現象（La Niña）**的特徵。反聖嬰時，東風信風增強，表層暖水更集中於西太平洋，東太平洋的溫躍層變淺，深層冷水容易上升，使上升流增強。

聖嬰時的情況正好相反，東太平洋溫躍層下沉，上升流減弱。

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(B) 東太平洋地區的上升流大幅減少或消失

正確。

聖嬰時，赤道東太平洋的海表溫度升高，原因包括：

1. 東風信風減弱。
2. 西太平洋暖水向東移動。
3. 東太平洋溫躍層下沉。
4. 深層冷水不易上升。
5. 上升流減弱或消失。

上升流減弱也會使深層營養鹽輸送減少，導致東太平洋海域的浮游植物、魚類及其他海洋生物生產力下降。

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(C) 西太平洋的低海面氣壓

錯誤。

核心觀念

本題考查「熱力學可行性」與「反應速率」的區別，核心包括：

1. 自由能變化 $\Delta G$
2. 自發反應
3. 活化能（activation energy, $E_a$）
4. 酵素對反應的催化作用

在定溫、定壓下：

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

• $\Delta G<0$：反應在熱力學上具有自發性，產物自由能低於反應物。
• $\Delta G>0$：反應在熱力學上非自發，需輸入能量。
• $\Delta G=0$：反應達到平衡。

但「自發」只表示反應方向在熱力學上有利，不代表反應一定能快速進行。

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解題方法

題幹指出：

• 此反應具有負的 $\Delta G$ 值。
• 在缺乏酵素時，需要許多年才進行。

因此要分別判斷兩件事：

1. 由 $\Delta G$ 判斷反應方向

因為：

$$\Delta G<0$$

表示反應物的自由能高於產物：

$$G_{\text{反應物}}>G_{\text{產物}}$$

所以此反應在熱力學上是自發反應。

2. 由「需要許多年」判斷反應速率

反應雖然具有負的 $\Delta G$，仍須先越過反應途徑中的能量障礙，此障礙稱為活化能：

$$E_a$$

反應物必須吸收足夠能量，形成高能量的過渡態（transition state），反應才能進入產物狀態。

酵素的作用是降低活化能：

$$E_{a,\text{有酵素}}<E_{a,\text{無酵素}}$$

酵素不會改變反應物與產物的自由能差，因此不改變 $\Delta G$，也不改變平衡常數 $K_{\mathrm{eq}}$；它主要提高正向與逆向反應的速率，使系統較快達到平衡。

因此，題幹所描述的現象正是：

反應在熱力學上自發，但因缺乏酵素降低活化能，反應速率極慢。

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選項分析

(A) 此反應不會自發進行

錯誤。

$\Delta G<0$ 代表反應在熱力學上具有自發性，表示反應方向有利於產物形成。

題幹說反應需要許多年才進行，描述的是「速率很慢」，不是「完全不會進行」。缺乏酵素時，反應仍可能進行，只是需要很長時間。

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(B) 此反應需要一定量的活化能才能進行

正確。

核心觀念

本題考查細胞間訊息傳遞（cell signaling）的分類，判斷重點是：

1. 訊息傳遞的距離。
2. 是否經由血液循環。
3. 是否需要神經元與突觸結構。
4. 訊息作用的對象與作用範圍。

主要類型如下：

• 旁分泌信號（paracrine signaling）：細胞釋放局部訊息分子，作用於鄰近細胞，影響範圍短。
• 內分泌信號（endocrine signaling）：細胞或腺體分泌荷爾蒙，經由血液運送至遠端標的細胞。
• 突觸信號（synaptic signaling）：神經元沿軸突傳導電訊號，並在突觸釋放神經傳導物質。
• 神經內分泌信號（neuroendocrine signaling）：神經細胞受到刺激後，將物質釋放至血液中，對遠端組織產生荷爾蒙式作用。

解題方法

題幹提供三個關鍵線索：

• 化合物只有在腫瘤很小時才有效。
• 腫瘤不能發生轉移。
• 化合物的作用是阻止腫瘤細胞之間的信號傳遞。

腫瘤很小且未轉移，表示作用主要發生在腫瘤局部、鄰近細胞之間，而非透過血液傳送至全身遠端器官。這符合「短距離、局部作用」的旁分泌信號。

腫瘤細胞可分泌多種局部訊息分子，例如生長因子、細胞激素與血管新生因子，作用於附近的腫瘤細胞、免疫細胞、纖維母細胞或血管內皮細胞。這些分子通常透過受體啟動細胞內訊息傳遞路徑，例如：

$$\text{生長因子} \rightarrow \text{受體酪胺酸激酶（RTK）} \rightarrow \text{Ras} \rightarrow \text{Raf} \rightarrow \text{MEK} \rightarrow \text{ERK} \rightarrow \text{細胞增殖}$$

若化合物阻止腫瘤細胞之間的局部信號傳遞，就可能抑制上述增殖路徑，使腫瘤縮小。因此最符合題意的是旁分泌信號。

選項分析

(A) 腫瘤細胞之間的突觸信號（Synaptic signaling）—錯誤

突觸信號主要發生於神經元之間，或神經元與肌肉、腺體細胞之間。其特色是神經元形成突觸，透過神經傳導物質，例如 acetylcholine、glutamate 或 dopamine，將訊息傳遞給特定細胞。

核心觀念

本題考查「染色體數目」與「染色單體（chromatid）」的區別，以及 DNA 複製後染色體與染色單體的數量關係。

• 染色體數目以著絲點（centromere）數量計算。
• DNA 複製完成後，每條染色體由兩條相同的**姊妹染色單體（sister chromatids）**組成。
• 姊妹染色單體尚未分離時，仍算作一條染色體。
• 哺乳動物正常體細胞為二倍體，染色體數目記為 $2n$；單倍體染色體數目記為 $n$。

因此，在 DNA 複製完成、姊妹染色單體尚未分離的階段：

$$\text{染色單體總數}=2\times \text{染色體總數}$$

解題方法

題目指出正常體細胞中有 $32$ 個姊妹染色單體。依本題官方答案的解讀，這裡的 $32$ 是指複製後的染色單體總數。

每條染色體具有兩條姊妹染色單體，因此：

$$\text{染色體總數} =\frac{32}{2} =16$$

此正常體細胞為二倍體，所以：

$$2n=16$$

因此單倍體染色體數目為：

$$n=\frac{16}{2}=8$$

所以：

• 單倍體染色體數目：$8$
• 此體細胞的染色體數目：$16$

選項分析

(A) 8 和 8：錯誤

單倍體染色體數目為 $8$ 是正確的，但正常體細胞為二倍體，應有：

$$2n=2\times 8=16$$

不能把單倍體數目 $n$ 誤當成體細胞的染色體數目。

(B) 8 和 16：正確

$32$ 條染色單體由兩兩成對的姊妹染色單體組成：

$$32\div 2=16$$

所以體細胞有 $16$ 條染色體；由於是二倍體：

核心觀念

本題考查病毒的遺傳物質種類，須依序判斷：

1. 核酸是 DNA 還是 RNA。
2. 是雙股還是單股。
3. 單股核酸的方向性是正股（$+$）或負股（$-$）。

其中：

• 正股 DNA：與病毒基因組中可作為編碼股的方向相同。
• 負股 DNA：與正股互補，必須先合成互補股形成雙股 DNA，才能有效進行轉錄。
• 單股 DNA 病毒感染後，通常先利用宿主 DNA polymerase（DNA 聚合酶）合成互補股，形成雙股複製中間體，再進行基因表現與基因組複製。

解題方法

先辨認各選項病毒的核酸類型：

• Herpes simplex virus：雙股 DNA 病毒。
• B19 virus：單股 DNA 病毒，病毒顆粒可包裝正股或負股 DNA。
• Adenovirus：雙股 DNA 病毒。
• Poliovirus：單股正股 RNA 病毒。

因此，唯一符合「單股正股 DNA 或單股負股 DNA」的是 B19 virus。

B19 virus 屬於 Parvoviridae（細小病毒科），其基因組為線性單股 DNA，長度約 $5.6$ kb。病毒顆粒中可含正極性或負極性的單股 DNA，兩種方向性皆具有感染性。

感染細胞後，B19 的單股 DNA 先形成雙股複製型 DNA（replicative-form DNA），接著：

1. 宿主 DNA polymerase 合成互補 DNA 股。
2. 雙股 DNA 作為轉錄模板，產生病毒 mRNA。
3. 病毒蛋白包括 NS1（非結構蛋白）與 VP1、VP2（病毒衣殼蛋白）。
4. NS1 具有 endonuclease（核酸內切酶）與 helicase/ATPase（解旋酶／ATPase）活性，參與病毒 DNA 的 rolling-hairpin replication（滾動髮夾式複製）。
5. 新生成的單股 DNA 被包裝進病毒衣殼。

B19 DNA 兩端具有 terminal hairpin structures（末端髮夾結構），有助於 DNA 複製起始與延伸。

選項分析

(A) 單純疱疹病毒（Herpes simplex virus）錯誤

Herpes simplex virus，HSV，屬於 Herpesviridae（疱疹病毒科），遺傳物質為線性雙股 DNA（linear double-stranded DNA）。

其基因組進入細胞核後，先形成環狀 DNA，並利用病毒與宿主的 DNA polymerase 進行複製。HSV 的特色是能在神經細胞中建立潛伏感染，但其核酸並非單股 DNA，也沒有「正股或負股單股 DNA」的分類。

因此 A 不符合題幹。

(B) B19 病毒正確

核心觀念

本題考查「X 染色體連鎖隱性遺傳（X-linked recessive inheritance）」。

血友病 A（Hemophilia A）與血友病 B（Hemophilia B）皆屬常見的 X 染色體連鎖隱性疾病。男性只有一條 X 染色體，因此只要該 X 染色體帶有致病基因，即會表現疾病；女性具有兩條 X 染色體，通常須帶有兩份致病基因才會患病，只有一份致病基因時通常為外表型正常的帶因者。

以：

• $X^H$：正常等位基因
• $X^h$：血友病致病等位基因

表示。

解題方法

患有血友病的父親基因型為：

$$X^hY$$

題目指出他的女兒外表型正常。父親一定會將自己的 $X^h$ 傳給所有女兒，因此該女兒必然得到父親的 $X^h$。由於女兒外表型正常，她必須從母親得到正常的 $X^H$：

$$\text{女兒} = X^H X^h$$

因此，這位女兒是血友病帶因者。

她嫁給外表型正常的男性，其基因型為：

$$X^H Y$$

配子組合如下：

	父親 $X^H$	父親 $Y$
母親 $X^H$	$X^H X^H$，正常女兒	$X^H Y$，正常兒子
母親 $X^h$	$X^H X^h$，正常帶因女兒	$X^hY$，患病兒子

第一個女兒患病的機率

女兒必須從父親得到 $X^H$。即使從母親得到 $X^h$，其基因型仍為：

$$X^H X^h$$

因為父親是正常男性，不會將致病的 $X^h$ 傳給女兒，所以女兒患病的機率為：

$$0\%$$

第一個兒子患病的機率

兒子從父親得到 $Y$，只能從母親取得 X 染色體。母親產生卵細胞時：

$$P(X^h)=\frac{1}{2}$$

因此兒子得到 $X^h$ 而患病的機率為：

核心觀念

本題考查病毒的：

1. 遺傳物質種類：DNA 或 RNA、單股或雙股、正股或負股。
2. 病毒複製機制：正股 RNA 是否能直接作為信使 RNA。
3. 最適生長溫度與感染部位的關聯。

鼻腔與上呼吸道的溫度通常低於身體核心溫度，約為 $33^\circ\mathrm{C}$。鼻病毒（Rhinovirus）適合在此類較低溫環境中複製，因此主要感染鼻腔與上呼吸道，引起普通感冒。

解題方法

先依遺傳物質篩選選項：

• 題幹指定為「單股正股 RNA」，因此應優先尋找屬於 $+ssRNA$ virus 的選項。
• 單股正股 RNA 可直接作為 mRNA，被宿主核糖體翻譯。
• 病毒先合成複製相關蛋白，包括 RNA-dependent RNA polymerase（RNA 依賴性 RNA 聚合酶，RdRp），再以正股 RNA 為模板合成負股 RNA 中間物，最後由負股 RNA 產生大量新的正股 RNA。

鼻病毒屬於小 RNA 病毒科（Picornaviridae），其基因體為單股正股 RNA，且最佳複製溫度約為 $33^\circ\mathrm{C}$，適合鼻腔的較低溫環境。因此答案為鼻病毒。

其基本複製流程可表示為：

$$(+)\text{ssRNA} \longrightarrow \text{翻譯病毒多蛋白} \longrightarrow \text{病毒蛋白酶切割} \longrightarrow \text{合成 RdRp}$$

接著：

$$(+)\text{RNA} \xrightarrow{\text{RdRp}} (-)\text{RNA 中間物} \xrightarrow{\text{RdRp}} \text{多條新的 }(+)\text{RNA}$$

鼻病毒的翻譯通常由內部核糖體進入位點（IRES, internal ribosome entry site）啟動；病毒多蛋白再由 2A protease、3C protease 等蛋白酶切割成結構蛋白與複製相關蛋白。

選項分析

(A) 腺病毒（Adenovirus）錯誤

腺病毒屬於 Adenoviridae，遺傳物質是線性雙股 DNA（double-stranded DNA, dsDNA），不是單股正股 RNA。

腺病毒在宿主細胞核內進行 DNA 複製與基因轉錄，需依賴 DNA polymerase 等相關酵素，不符合題幹所述的 $+ssRNA$ 病毒特徵。因此錯誤。

核心觀念

本題考查同源異質基因（Hox genes）的功能、排列方式與表現模式。

Hox genes 編碼一群具有 homeobox（同源異型盒）DNA 結合結構域的轉錄因子，主要功能是決定胚胎沿著前後軸（anterior–posterior axis）各區域的身體構造與器官身分。例如，不同 Hox gene 在胚胎前後軸的特定區域表現，會使各體節或身體區域產生不同的形態。

Hox 基因具有幾項重要特徵：

1. 多數 Hox genes 位於基因組中的 Hox cluster（Hox 基因群）內。
2. 基因在染色體上的排列順序，常與其沿胚胎前後軸的表現位置相對應，稱為共線性（collinearity）。
3. Hox 蛋白是轉錄因子，會結合順式調節區（cis-regulatory regions）的特異性 DNA 序列，調節下游基因。
4. 其調控對象包括其他轉錄因子、訊息傳遞成分及各種效應基因，因此能在不同發育階段、不同空間位置，上調或下調大量基因。

校方釋疑所提到的「順式調節區序列特異性 DNA 結合活性」與「蛋白質結構域特異性結合活性」，正是說明 Hox 蛋白能以轉錄因子身分，對不同空間與發育階段的下游基因進行廣泛而具有位置特異性的調控。

解題方法

判斷本題的關鍵，是辨認 Hox genes 最具代表性的發育生物學特徵：

Hox genes 依照胚胎前後軸的規範空間模式表現，藉此建立身體各區域的身分。

因此，選項中描述「規範的空間模式（canonical spatial pattern）」者，直接符合 Hox genes 的核心功能。

Hox genes 並不是只負責某一個器官，也不是普遍分散於整個基因組；其主要概念是「沿身體軸向分區表現並調控形態」。

選項分析

(A) 會在其附肢（Appendages）的發育中表現

此敘述不宜作為兩側對稱動物 Hox genes 的普遍特徵，因此錯誤。

Hox genes 確實可能參與某些附肢的發育與身分決定。例如在節肢動物中，Hox genes 可影響不同體節所形成的附肢類型；在脊椎動物中，Hox genes 也參與肢體沿近端—遠端軸及前後軸的形態調控。

但是，Hox genes 的核心功能不是「附肢發育」，而是沿胚胎前後軸決定身體區域的身分。許多附肢發育的關鍵基因，例如 Distal-less（Dll）、螯肢動物中的相關調控基因，以及脊椎動物肢芽中的 Shh、FGF 等訊息傳遞系統，並非 Hox genes 本身。

此外，並非所有兩側對稱動物都有附肢。因此，將附肢發育列為 Hox genes 的共同且主要特徵，範圍過窄。

(B) 此類基因分散在整個基因組中

此敘述錯誤。

Hox genes 通常以基因群形式排列在染色體上的 Hox cluster 中，而不是平均分散於整個基因組。這種群聚排列與其共線性具有重要關聯：

核心觀念

本題考查初始 CD4⁺ T 細胞（naïve CD4⁺ T cell）受到不同細胞激素刺激後，經由訊息傳遞路徑活化特定轉錄因子，進而分化為不同輔助型 T 細胞（helper T cell）或調節型 T 細胞（regulatory T cell, Treg）。

核心配對如下：

T 細胞亞群	主要誘導細胞激素	主要訊息傳遞因子	代表性轉錄因子
Th1	IL-12、IFN-γ	STAT4、STAT1	T-bet
Th2	IL-4	STAT6	GATA-3
Th17	TGF-β、IL-6、IL-1；IL-23 維持	STAT3	RORγt
Treg	TGF-β、IL-2	SMAD、STAT5	FoxP3

CD4⁺ T 細胞分化的大致流程為：

$$\text{細胞激素刺激} \rightarrow \text{細胞激素受體活化} \rightarrow \text{JAK-STAT 或相關訊息傳遞} \rightarrow \text{轉錄因子進入細胞核} \rightarrow \text{特定 T 細胞亞群分化}$$

例如，IL-4 與其受體結合後活化 JAK-STAT6 路徑，STAT6 進入細胞核並誘導 GATA-3，促進 Th2 分化。

解題方法

本題適合直接以「轉錄因子—T 細胞亞群」的經典配對判斷：

• FoxP3 對應 Treg。
• T-bet 對應 Th1。
• GATA-3 對應 Th2。
• RORγt 對應 Th17。

逐項核對題目敘述：

• I：FoxP3 — Treg，正確。
• II：T-bet — Th2，錯誤；T-bet 對應 Th1。
• III：GATA-3 — Th1，錯誤；GATA-3 對應 Th2。
• IV：RORγt — Th17，正確。

因此正確敘述為 I 和 IV。

選項分析

I：FoxP3 — Treg 細胞

正確。

FoxP3（forkhead box P3）是 Treg 的主要特徵性轉錄因子，可促進抑制性免疫功能相關基因的表現，使 Treg 能夠抑制過度的免疫反應並維持免疫耐受。

初始 CD4⁺ T 細胞在 TGF-β 與 IL-2 等訊號作用下，可誘導 FoxP3 表現：

• TGF-β 主要經由 TGF-β receptor 活化 SMAD2/3。
• IL-2 經由 IL-2 receptor 活化 JAK1/JAK3，進一步活化 STAT5。
• SMAD 與 STAT5 等訊號共同促進 FoxP3 表現。

因此：

$$\text{FoxP3} \longleftrightarrow \text{Treg}$$

此配對正確。

II：T-bet — TH2 細胞

錯誤。

T-bet（T-box expressed in T cells）是 Th1 細胞的主要轉錄因子，而非 Th2 的主要轉錄因子。

Th1 分化常由 IL-12 與 IFN-γ 誘導：

• IL-12 活化 JAK2/TYK2，促使 STAT4 活化。
• IFN-γ 可經由 JAK1/JAK2 活化 STAT1。
• STAT1、STAT4 等訊號促進 T-bet 表現。

核心觀念

真核生物的初級轉錄產物（primary transcript，或 pre-mRNA）不能直接作為成熟 mRNA 使用，必須經過 RNA processing（RNA 加工）。成熟 mRNA 的三項典型加工包括：

1. 5′-端 capping（5′端加帽）
2. 3′-端 poly(A) tail 添加（3′端加上多聚腺苷酸尾）
3. RNA splicing（RNA 剪接）

這三種加工共同參與 mRNA 的成熟、穩定、核輸出與翻譯調控。

---

解題方法

本題可利用「位置與功能配對」快速判斷：

RNA 加工	正確位置	主要內容
Capping	5′端	加上 7-methylguanosine（$m^7G$）
Poly(A) tail	3′端	添加多個腺苷酸（A）
Splicing	內部序列	移除 introns、連接 exons

只要檢查各選項是否同時符合這三項正確配對，即可判斷答案。

---

三種主要 RNA 加工機轉

一、5′-端 capping

新生 RNA 的 5′端會加上 7-methylguanosine（$m^7G$）帽，形成特殊的 5′–5′ triphosphate linkage：

$$\mathrm{m^7G(5')ppp(5')N}$$

其中 $N$ 代表 RNA 的第一個核苷酸。

5′ cap 的功能包括：

• 保護 mRNA 免受 5′→3′ exonuclease 分解
• 協助 mRNA 輸出細胞核
• 參與剪接效率與 mRNA 成熟
• 在細胞質中協助 translation initiation（翻譯起始）

---

二、3′-端 poly(A) tail 添加

pre-mRNA 先在 3′端經由 cleavage（切割），接著由 **poly(A) polymerase（多聚腺苷酸聚合酶）**添加多個 adenine residues，形成 poly(A) tail。

poly(A) tail 的功能包括：

• 增加 mRNA 穩定性
• 延緩 3′端降解
• 協助 mRNA 輸出細胞核
• 促進翻譯效率
• 與 poly(A)-binding protein（PABP）結合，協助 mRNA 形成有利於翻譯的結構

poly(A) tail 通常不是由 DNA 模板直接轉錄而來，而是在轉錄後加工階段添加。

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三、RNA splicing

真核生物基因通常包含：

• Exons（外顯子）：保留於成熟 mRNA 中
• Introns（內含子）：轉錄後必須移除的非編碼區段

剪接主要由 **spliceosome（剪接體）**進行，剪接體由多種 small nuclear ribonucleoproteins（snRNPs）組成，主要包括：

• $U1$
• $U2$
• $U4$
• $U5$
• $U6$

核心觀念

本題考查兩種小兒麻痺病毒疫苗的種類、接種途徑與誘發的免疫反應：

• 沙克疫苗（Salk vaccine）：不活化小兒麻痺病毒疫苗，亦稱 IPV（inactivated poliovirus vaccine）。
• 沙賓疫苗（Sabin vaccine）：活減毒小兒麻痺病毒疫苗，亦稱 OPV（oral poliovirus vaccine）。
• 小兒麻痺病毒主要經由糞口途徑傳播，病毒首先在咽部與腸道複製，因此能否形成腸道黏膜免疫，是兩種疫苗的重要差異。

解題方法

先判斷兩種疫苗的基本分類：

疫苗	病毒狀態	接種方式	主要免疫特徵
沙克疫苗 Salk	不活化、失去複製能力	注射	主要誘發血清抗體，預防病毒進入中樞神經
沙賓疫苗 Sabin	活減毒、仍可有限度複製	口服	可在腸道引發黏膜免疫，尤其是分泌型 IgA

因此，題目只要判斷各選項是否正確描述兩種疫苗的性質，即可選出答案。

選項分析

(A) 沙克疫苗是活減毒病毒疫苗

錯誤。

沙克疫苗是 不活化病毒疫苗（inactivated vaccine），以化學方法使病毒失去感染性與複製能力，但保留病毒抗原，使免疫系統產生抗體。

沙克疫苗主要誘發血液中的體液免疫反應，包括：

• B 細胞活化
• 漿細胞產生抗小兒麻痺病毒抗體
• 血清中的中和抗體阻止病毒進入神經組織

「活減毒病毒疫苗」是沙賓疫苗的特徵，不是沙克疫苗。

(B) 沙賓疫苗是死病毒疫苗

錯誤。

沙賓疫苗是 活減毒病毒疫苗（live attenuated vaccine），病毒仍具有限度的複製能力，但致病性大幅降低。

沙賓疫苗採口服方式接種，減毒病毒可在腸道中短暫複製，刺激腸道黏膜免疫，並降低野生型小兒麻痺病毒在腸道中的複製與排出。

「死病毒疫苗」是沙克疫苗的分類。

(C) 接種沙克疫苗有機會造成小兒麻痺病毒感染，而具致病性

錯誤。

核心觀念

本題考查兩個基因座的基因交互作用。雞冠表型由 $R$ 基因座與 $P$ 基因座共同決定：

基因型	表型
$R\_P\_$	胡桃型（Walnut comb）
$R\_pp$	玫瑰型（Rose comb）
$rrP\_$	豌豆型（Pea comb）
$rrpp$	單型（Single comb）

其中「$\_$」代表該基因座至少具有一個顯性等位基因。因此：

• 只要有 $R\_$ 且為 $pp$，就是玫瑰型。
• 同時具有 $R\_$ 與 $P\_$，兩基因共同作用形成胡桃型。
• 沒有 $R$ 而具有 $P\_$，為豌豆型。
• $rrpp$ 才是單型。

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解題方法

親本表型為：

1. 玫瑰型：基因型必為 $R\_pp$。
2. 胡桃型：基因型必為 $R\_P\_$。

觀察後代數量：

• 胡桃型：17 隻
• 玫瑰型：16 隻
• 豌豆型：7 隻
• 單型：6 隻

總數為：

$$17+16+7+6=46$$

其比例約為：

$$17:16:7:6 \approx 3:3:1:1$$

若親本為 $Rrpp \times RrPp$，分別分析兩個基因座：

$R$ 基因座

$$Rr \times Rr$$

後代基因型比例為：

$$\frac14 RR:\frac12 Rr:\frac14 rr$$

所以：

$$P(R\_)=\frac34,\qquad P(rr)=\frac14$$

$P$ 基因座

$$pp \times Pp$$

後代基因型比例為：

$$\frac12 Pp:\frac12 pp$$

所以：

$$P(P\_)=\frac12,\qquad P(pp)=\frac12$$

兩基因座獨立分配，得到各表型機率：

• 胡桃型 $R\_P\_$：

$$\frac34 \times \frac12=\frac38$$

• 玫瑰型 $R\_pp$：

$$\frac34 \times \frac12=\frac38$$

• 豌豆型 $rrP\_$：

$$\frac14 \times \frac12=\frac18$$

• 單型 $rrpp$：

$$\frac14 \times \frac12=\frac18$$

因此預期比例為：

$$\frac38:\frac38:\frac18:\frac18=3:3:1:1$$

總後代數為 46 隻時，預期數量為：

核心觀念

本題考查兩個基因座的基因交互作用，以及雙因子雜交（dihybrid cross）的後代比例。

雞冠形狀的基因型與表現型如下：

基因型	表現型
$R-P-$	胡桃型（Walnut）
$R-pp$	玫瑰型（Rose）
$rrP-$	豌豆型（Pea）
$rrpp$	單型（Single）

其中：

• $R-$ 表示至少具有一個顯性 $R$，即 $RR$ 或 $Rr$。
• $P-$ 表示至少具有一個顯性 $P$，即 $PP$ 或 $Pp$。
• 只有在 $rrpp$ 時呈現單型雞冠。
• $R$ 與 $P$ 同時存在時形成胡桃型雞冠。

本題的關鍵是由後代數量比例，反推親本基因型，再判斷各表現型後代的基因型。

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解題方法

一、先由親本表現型判斷基因型範圍

一親本為玫瑰型，因此其基因型必須為：

$$R-pp$$

另一親本為胡桃型，因此其基因型必須為：

$$R-P-$$

二、由後代數量比例判斷 $R$ 基因座

後代中：

• 胡桃型與玫瑰型合計：$17+16=33$
• 豌豆型與單型合計：$7+6=13$

具有 $R-$ 的後代共有 $33$ 隻，具有 $rr$ 的後代共有 $13$ 隻，比例約為：

$$33:13 \approx 3:1$$

因此，$R$ 基因座應為：

$$Rr \times Rr$$

其後代比例為：

$$\frac{3}{4}R-:\frac{1}{4}rr$$

所以兩個親本在 $R$ 基因座皆為雜合子 $Rr$。

三、由後代數量比例判斷 $P$ 基因座

後代中具有 $P-$ 的個體為：

$$17+7=24$$

具有 $pp$ 的個體為：

$$16+6=22$$

比例約為 $1:1$，表示 $P$ 基因座應為：

$$Pp \times pp$$

由於玫瑰型親本本身必為 $pp$，因此胡桃型親本必為 $Pp$。

故兩個親本的基因型為：

$$Rrpp \times RrPp$$

四、列出後代基因型與表現型比例

$R$ 基因座：

$$Rr \times Rr \Rightarrow \frac{3}{4}R-:\frac{1}{4}rr$$

$P$ 基因座：

$$pp \times Pp \Rightarrow \frac{1}{2}Pp:\frac{1}{2}pp$$

兩基因座獨立分配，因此：

核心觀念

本題考查疱疹病毒（Herpesviruses）的基本病毒學特徵，包括：

1. 遺傳物質的種類：DNA 或 RNA、單股或雙股。
2. 是否具有外套膜（Envelope）。
3. 病毒基因體複製的位置。
4. 病毒在宿主細胞間傳播的方式。

疱疹病毒科（Herpesviridae）的典型特徵如下：

• 遺傳物質為雙股 DNA（double-stranded DNA, dsDNA）。
• 具有由宿主細胞膜衍生而來的外套膜。
• 病毒 DNA 主要在細胞核內複製。
• 除了釋放病毒顆粒感染鄰近細胞，也可透過細胞融合或細胞間直接接觸進行細胞對細胞傳播（cell-to-cell spread）。

因此，III 與 IV 正確。

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解題方法

逐項判斷四個敘述，再尋找「同時正確」的組合：

• I：判斷 DNA 是單股或雙股。
• II：判斷是否具有外套膜。
• III：判斷 DNA 複製位置。
• IV：判斷是否能進行細胞間直接傳播。

判斷結果為：

敘述	判斷	理由
I	錯誤	疱疹病毒是雙股 DNA 病毒，不是單股 DNA 病毒
II	錯誤	疱疹病毒具有外套膜
III	正確	疱疹病毒 DNA 主要在細胞核內複製
IV	正確	可透過細胞對細胞傳播，不一定要先離開原感染細胞

所以正確組合為 III 和 IV，即選項 (C)。

---

選項分析

(A) I 和 II：錯誤

I 與 II 皆錯。

疱疹病毒的基因體是雙股 DNA，屬於 dsDNA virus；因此「單股 DNA 病毒」錯誤。

此外，疱疹病毒具有外套膜。其結構由內而外通常包括：

1. 雙股 DNA 基因體；
2. 核心蛋白；
3. 二十面體核鞘（icosahedral capsid）；
4. 蛋白質層的 tegument；
5. 含有病毒醣蛋白的外套膜。

因此「不含有外套膜」也錯誤。

---

(B) II 和 III：錯誤

III 正確，但 II 錯誤，因此整個選項不正確。

疱疹病毒屬於 DNA 病毒，其基因體複製與轉錄主要在細胞核內進行。病毒 DNA 進入細胞核後，利用病毒本身或宿主細胞提供的 DNA 複製相關酵素進行複製，並在細胞核內組裝核鞘。

核心觀念

本題考查 Watson–Crick DNA 雙股螺旋的基本結構，包括：

• 兩股 DNA 的方向性
• 鹼基配對所依賴的化學作用力
• DNA 螺旋的螺距與相鄰鹼基對間距離
• 鹼基對相對於螺旋長軸的空間排列

典型的 B-form DNA 具有右旋雙股螺旋結構，每一圈約含 10 個鹼基對，螺距約為 $34\ \text{Å}$，相鄰鹼基對間距約為 $3.4\ \text{Å}$。

DNA 兩股的方向相反：一股為 $5' \to 3'$，另一股為 $3' \to 5'$，稱為反向平行（antiparallel）。

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解題方法

先掌握 B-form DNA 的四個結構特徵：

1. 每一圈螺旋約 $34\ \text{Å}$。
2. 每個鹼基對沿螺旋長軸方向相隔約 $3.4\ \text{Å}$。
3. 兩條多核苷酸鏈呈反向平行排列。
4. 鹼基對大致垂直於螺旋長軸，並彼此平行堆疊。

再逐項比對即可判斷。選項若把 $3.4\ \text{Å}$、離子鍵或鹼基對方向描述錯誤，即可排除。

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選項分析

(A) 每一股以 3.4 埃旋轉一圈

錯誤。

$3.4\ \text{Å}$ 是相鄰鹼基對沿 DNA 螺旋長軸方向的間距，不是 DNA 完成一圈螺旋所需的距離。

B-form DNA 的典型數值為：

$$\text{每圈螺旋的螺距} \approx 34\ \text{Å}$$ $$\text{每圈鹼基對數} \approx 10$$

因此：

$$\frac{34\ \text{Å}}{10} \approx 3.4\ \text{Å}$$

所以，$3.4\ \text{Å}$ 代表每增加一個鹼基對，沿螺旋長軸上升的距離；不是旋轉一圈的距離。

---

(B) 以離子鍵將雙股連結在一起

錯誤。

DNA 雙股之間主要透過互補鹼基間的**氫鍵（hydrogen bond）**穩定：

• Adenine（腺嘌呤，A）與 Thymine（胸腺嘧啶，T）形成 2 個氫鍵。
• Guanine（鳥嘌呤，G）與 Cytosine（胞嘧啶，C）形成 3 個氫鍵。

配對關係可表示為：

核心觀念

本題考查植物在強光下的「光氧化壓力（photo-oxidative stress）」以及類胡蘿蔔素（carotenoids）的光保護作用。

光合作用的光反應位於葉綠體的類囊體膜，主要由光系統 II（Photosystem II, PSII）與光系統 I（Photosystem I, PSI）吸收光能。正常情況下，光能用於：

1. 激發葉綠素（chlorophyll）的電子。
2. 進行電子傳遞。
3. 形成 ATP 與 NADPH。
4. 在卡爾文循環（Calvin cycle）中固定 $\ce{CO2}$，合成有機物。

當光能過強，電子傳遞鏈的電子供給超過代謝需求，葉綠素及其周邊電子傳遞成分容易產生過度還原與能量累積，進而形成活性氧（reactive oxygen species, ROS），包括：

• 超氧陰離子：$\ce{O2^{.-}}$
• 過氧化氫：$\ce{H2O2}$
• 羥自由基：$\ce{.OH}$
• 單態氧：$\ce{^1O2}$

這些分子會氧化蛋白質、脂質、核酸及色素，造成細胞損傷。

類胡蘿蔔素具有兩項重要功能：

• 淬熄過剩激發能，降低激發態葉綠素形成 ROS 的機會。
• 淬熄單態氧與其他自由基，減少光氧化損傷。

其中，葉黃素循環（xanthophyll cycle）可藉由 violaxanthin、antheraxanthin、zeaxanthin 之間的轉換，將過剩光能以熱的形式散失，此過程稱為非光化學淬熄（non-photochemical quenching, NPQ）。

---

解題方法

本題的關鍵是找出「類胡蘿蔔素在強光下的主要功能」。

判斷順序如下：

1. 強光會造成電子過度激發。
2. 過度激發會增加 ROS 形成。
3. 類胡蘿蔔素可淬熄過剩能量與單態氧。
4. 因此，類胡蘿蔔素能降低強光下 ROS 的形成與累積，提供植物光保護。

所以最符合完整生理機轉的選項是 (B)。

---

選項分析

(A) 若葉綠體遭到破壞，自由基將會破壞細胞

錯誤。

葉綠體確實是植物細胞中產生 ROS 的重要場所，特別是在強光下的光合作用過程中。不過，葉綠體遭到破壞並不代表自由基必然會直接破壞整個細胞。

植物細胞具有多種抗氧化防禦系統，包括：

• 超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）
• 過氧化氫酶（catalase, CAT）
• 抗壞血酸過氧化酶（ascorbate peroxidase, APX）
• 抗壞血酸（ascorbate）
• 麩胱甘肽（glutathione）
• 類胡蘿蔔素

此外，選項將「葉綠體受損」與「自由基必然破壞細胞」直接畫上等號，因果關係過度絕對。自由基造成的損傷程度取決於其種類、濃度、存在時間以及細胞抗氧化能力，因此不是本題最正確的敘述。

(B) 類胡蘿蔔素具防止強光下 ROS 形成來提供保護作用

正確。

強光下，葉綠素吸收過多光能後，容易形成激發態葉綠素，並將能量轉移給氧分子，產生單態氧 $\ce{^1O2}$。類胡蘿蔔素能：

核心觀念

本題考查植物賀爾蒙 Auxin（生長素） 對植物細胞發育的影響，以及其與果蠅胚胎 Bicoid protein（Bicoid 蛋白） 在「建立胚胎位置資訊」上的類比。

Auxin 的主要作用包括：

• 促進細胞伸長
• 調控細胞分裂
• 促進細胞分化與成熟
• 參與根、莖及胚胎的軸向建立
• 影響維管束分化與側根形成

在植物胚胎中，Auxin 的濃度分布與運輸方向可形成局部訊號，協助細胞判斷其在胚胎中的位置。這一點類似果蠅胚胎中 Bicoid 濃度梯度提供前後軸位置資訊的功能。

解題方法

判斷本題的關鍵是：

1. 題幹將 Auxin 與 Bicoid 的作用相比，表示考的是「發育位置訊息與細胞命運調控」。
2. 將 Auxin 加入胚根細胞培養液後，細胞會接受 Auxin 訊號。
3. 在一般生理濃度及題目預設條件下，Auxin 可促進根部細胞伸長，並參與細胞分化與成熟。

Auxin 的經典訊息傳遞機制如下：

1. Auxin 與細胞核中的 TIR1/AFB receptor（TIR1/AFB 受體） 結合。
2. TIR1/AFB 是 SCF ubiquitin ligase complex（SCF 泛素連接酶複合體） 的受體元件。
3. Auxin 促進 Aux/IAA repressor（Aux/IAA 抑制蛋白） 被泛素化並送入 26S proteasome 分解。
4. Aux/IAA 被移除後，ARF transcription factor（ARF 轉錄因子） 得以活化。
5. ARF 促進下游基因轉錄，包含與細胞伸長及細胞壁改變相關的基因。
6. 細胞膜上的 H⁺-ATPase（質子幫浦） 增加活性，使細胞壁酸化；expansin（膨脹蛋白） 促使細胞壁鬆弛，水分進入後造成細胞伸長。

因此，最符合題意的結果是「根細胞會伸長並成熟」。

選項分析

(A) 根細胞將停止發育

錯誤。

Auxin 是重要的生長與發育調控訊號，通常不會使胚根細胞完全停止發育。適當濃度的 Auxin 可促進細胞伸長、分化與成熟。

需注意 Auxin 具有濃度依賴性：

核心觀念

本題考查真菌細胞壁、植物細胞壁與動物細胞外基質（extracellular matrix, ECM）的共同特徵。

三者雖然成分不同：

• 真菌細胞壁：主要含幾丁質（chitin）、葡聚糖（glucan）及蛋白質。
• 植物細胞壁：主要含纖維素（cellulose）、半纖維素（hemicellulose）及果膠（pectin）。
• 動物細胞外基質：主要含膠原蛋白（collagen）、蛋白聚糖（proteoglycan）及纖維連接蛋白（fibronectin）等。

但共同點是：其主要結構成分都必須在細胞內合成，經由細胞內運輸系統送至細胞膜外，形成細胞外結構。

因此，本題的核心判斷是「細胞外結構的成分來源與運輸方式」，而非其是否具剛性、是否阻止物質交換。

---

解題方法

逐一檢查各選項是否符合三類細胞外結構的共同特徵。

判斷重點如下：

1. 結構成分是否由細胞製造？
2. 成分是否需經運輸而被送至細胞外？
3. 該功能是否為真菌、植物與動物細胞外結構共同具備？
4. 選項中的「必須」是否過度限定功能？

符合三者共同特徵的是由細胞內合成、再運輸至細胞外的聚合物構成，故選 B。

---

選項分析

(A) 必須允許細胞質和細胞核之間的訊息傳遞

錯誤。

細胞質與細胞核之間的訊息傳遞，主要透過核膜上的核孔複合體（nuclear pore complex）進行，例如：

• 蛋白質由細胞質進入細胞核。
• mRNA、tRNA 等由細胞核輸出至細胞質。
• 細胞質中的訊號蛋白可進入細胞核，調控基因表現。

這項功能與細胞外結構並非共同必要特徵。細胞壁與細胞外基質位於細胞膜外，並不負責形成細胞質與細胞核之間的運輸通道。

此外，細胞壁具有一定的機械保護作用，但不代表它必須負責核質之間的訊息傳遞，因此 A 錯誤。

---

(B) 由在細胞質中合成並被運輸出細胞的聚合物構成

正確。

真菌細胞壁、植物細胞壁及動物細胞外基質的主要成分，皆由細胞製造後送到細胞外。

以各類細胞為例：

1. 真菌細胞壁

幾丁質由幾丁質合成酶（chitin synthase）製造。其原料為 UDP-$N$-acetylglucosamine，相關底物在細胞質中形成；幾丁質合成酶位於細胞膜，將新生成的幾丁質鏈送往細胞膜外，成為細胞壁的一部分。

葡聚糖也由細胞內合成的核苷酸糖作為原料，經細胞膜上的相關合成酶形成並配置至細胞壁。

2. 植物細胞壁

纖維素由細胞膜上的纖維素合成酶複合體（cellulose synthase complex）合成。其葡萄糖來源為細胞質中的 UDP-glucose：

$$\text{UDP-glucose} \longrightarrow \text{cellulose}$$

纖維素鏈形成後直接排列於細胞膜外側，成為植物細胞壁的重要骨架。

半纖維素與果膠則主要在高基氏體（Golgi apparatus）中加工，再由分泌囊泡運送至細胞壁區域。

核心觀念

本題考查植物演化分類中的三個定義：

• 單系群（Monophyletic group）：包含共同祖先及該祖先的所有後裔。
• 並系群（Paraphyletic group）：包含共同祖先，但排除部分後裔。
• 多系群（Polyphyletic group）：不包含所選類群最近共同祖先，通常是將不同演化支系中具有相似特徵的類群集合在一起。

傳統所稱的「無種子維管束植物」包括石松類（Lycophytes）及蕨類植物等。這些植物具有維管束，但不形成種子，主要以孢子繁殖。演化上，種子植物（Seed plants）是由具維管束植物的共同祖先演化而來，且與部分傳統上歸入「無種子維管束植物」的類群具有較近的親緣關係。

因此，「無種子維管束植物」若只保留不具種子的類群，便包含共同祖先，卻排除了具有種子的後裔，符合並系群的定義。

解題方法

判斷一個類群是否為並系群，應依序檢查：

1. 此類群是否包含共同祖先？
2. 此類群是否排除共同祖先的部分後裔？

以植物演化樹表示，可簡化為：

$$\text{維管束植物共同祖先} \rightarrow \begin{cases} \text{無種子維管束植物}\\ \text{種子植物} \end{cases}$$

「無種子維管束植物」使用的是表型特徵——具有維管束但沒有種子。然而，種子植物也源自維管束植物共同祖先的後代。若分類時只納入無種子的支系，便把種子植物排除在外。

因此，該類群：

• 包含共同祖先；
• 包含共同祖先的部分後裔；
• 不包含共同祖先的全部後裔。

這正是並系群。

選項分析

(A) 無種子維管束植物內的類群，彼此間的關係比和種子植物群更為密切

錯誤。

並系群的判定重點不是「群內成員彼此是否比種子植物更近緣」，而是該類群是否包含共同祖先及其全部後裔。

實際上，部分無種子維管束植物與種子植物的親緣關係，可能比它們與其他無種子維管束植物更近。例如，蕨類植物與種子植物同屬較大的真維管植物支系（Euphyllophytes），而石松類則較早分化。因此，不能概括認定無種子維管束植物內所有類群彼此都比種子植物更近緣。

(B) 無種子維管束植物與種子植物相比，與無維管植物有更近緣的共同祖先

錯誤。

核心觀念

本題考查流感病毒表面醣蛋白的功能，以及抗流感藥物奧司他韋（Oseltamivir）的作用標的。

流感病毒表面主要有兩種重要醣蛋白：

• 血球凝集素（Hemagglutinin, HA）：負責辨認並結合宿主細胞表面的唾液酸（Sialic acid），協助病毒吸附與進入細胞。
• 神經胺酸酶（Neuraminidase, NA），又稱唾液酸酶（Sialidase）：負責切除病毒表面及宿主細胞膜醣蛋白、醣脂質末端的唾液酸，使新生成的病毒顆粒能脫離細胞並感染其他細胞。

奧司他韋是神經胺酸酶抑制劑（neuraminidase inhibitor），因此正確答案為神經胺酸酶。

解題方法

判斷抗流感藥物的作用位置，可依流感病毒感染週期切入：

1. HA 與宿主細胞表面的唾液酸結合。
2. 病毒進入細胞後，利用宿主細胞進行病毒核酸複製與病毒蛋白質合成。
3. 新生成的病毒顆粒在細胞膜表面形成。
4. NA 催化切除末端唾液酸，使新生病毒顆粒從宿主細胞釋放。

NA 所催化的反應可概念化表示為：

$$\text{含唾液酸的醣蛋白或醣脂質} \xrightarrow{\text{Neuraminidase}} \text{去唾液酸產物}+\text{游離唾液酸}$$

奧司他韋的活性形式為奧司他韋羧酸鹽（oseltamivir carboxylate）。口服的奧司他韋磷酸鹽（oseltamivir phosphate）經人體酯酶（esterase）轉換為活性代謝物。活性代謝物會結合流感病毒 NA 的活性位點，抑制其切除唾液酸的功能。

因此，新生成的病毒顆粒不易脫離感染細胞，也不易擴散至鄰近細胞；藥物主要阻斷的是病毒釋放與後續擴散，不是直接抑制病毒核酸複製。

選項分析

(A) 血球凝集素（Hemagglutinin）錯誤

核心觀念

本題考查病毒感染的「細胞表面受體」與病毒組織嗜性（tissue tropism）。

狂犬病病毒（Rabies virus）屬於桿狀病毒科（Rhabdoviridae），其表面醣蛋白為 Rabies virus glycoprotein G（狂犬病病毒醣蛋白 G）。病毒感染人體時，醣蛋白 G 會先與神經肌肉接合處（neuromuscular junction）的細胞表面受體結合，接著進入周邊神經末梢，沿軸突進行逆行性軸突運輸（retrograde axonal transport），最後抵達中樞神經系統。

本題依中國醫藥大學官方答案，所考的經典主要受體是：

Acetylcholine receptor（乙醯膽鹼受體，尤其是神經肌肉接合處的 nicotinic acetylcholine receptor，nAChR）

因此選擇 (C)。

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解題方法

判斷病毒受體時，應先將病毒與其典型感染部位及疾病表現連結：

1. 狂犬病病毒主要侵犯神經系統。
2. 病毒經由咬傷進入周邊組織後，會在神經肌肉接合處附近與受體結合。
3. 狂犬病病毒醣蛋白 G 可與神經肌肉接合處的 nicotinic acetylcholine receptor（nAChR） 結合。
4. 病毒進入周邊神經後，藉由逆行性軸突運輸到達脊髓與腦部。
5. 因此，與狂犬病病毒最具代表性、最主要相關的細胞受體為 Acetylcholine receptor。

其感染路徑可整理如下：

$$\text{咬傷} \rightarrow \text{局部組織} \rightarrow \text{神經肌肉接合處} \rightarrow \text{周邊神經} \rightarrow \text{逆行性軸突運輸} \rightarrow \text{中樞神經系統}$$

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選項分析

(A) Sialic acid

Sialic acid（唾液酸）是許多細胞膜醣蛋白與醣脂上的末端醣類，可作為某些病毒的附著分子。

最典型的例子是：

• Influenza virus（流感病毒）利用病毒表面的 hemagglutinin（血球凝集素，HA）與宿主細胞表面的唾液酸結合。
• 不同流感病毒對唾液酸的醣苷鍵型態具有不同偏好，例如 $\alpha 2,3$ 或 $\alpha 2,6$ 連結。

然而，唾液酸並不是本題所考的狂犬病病毒主要受體。狂犬病病毒的經典感染受體考點是神經肌肉接合處的 acetylcholine receptor。

因此 (A) 錯誤。

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(B) Erythrocyte P antigen

Erythrocyte P antigen（紅血球 P 抗原）是紅血球膜上的醣脂結構，亦稱 globoside，與某些病毒的細胞辨識有關。

此受體最典型的考點是：

• Parvovirus B19（B19 微小病毒）利用紅血球前驅細胞表面的 P antigen 作為主要受體。

核心觀念

本題考的是生態學中的「棲地變化類型」，以及海洋酸化對海洋生物造成的整體影響。

海洋酸化的主要機轉如下：

1. 大氣中的二氧化碳增加，部分 $\ce{CO2}$ 擴散溶入海水。
2. 溶解的 $\ce{CO2}$ 與水反應形成碳酸：

$$\ce{CO2 + H2O <=> H2CO3}$$

3. 碳酸解離，增加海水中的氫離子濃度：

$$\ce{H2CO3 <=> H+ + HCO3^-}$$

4. 氫離子會與碳酸根離子結合，使碳酸根濃度下降：

$$\ce{H+ + CO3^{2-} <=> HCO3^-}$$

因此，海水的 pH 降低，且生物可利用的 $\ce{CO3^{2-}}$ 減少。珊瑚、牡蠣、蛤蜊及部分浮游生物製造碳酸鈣殼或骨骼時，會受到較大影響：

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

碳酸根減少會使鈣化作用受阻，進而降低殼體或骨骼形成、成長與維持的效率。

解題方法

判斷本題的關鍵，在於分辨「棲地完全消失」與「棲地品質下降」：

• 題幹指出海洋酸化對珊瑚和部分物種造成負面影響。
• 題幹同時指出某些海洋物種幾乎不受影響。
• 這表示海洋環境仍然存在，並未整體消失；影響程度也因物種而異。
• 因此，最適合的描述是海洋棲地的環境品質與功能下降，也就是「棲地的衰退」（Degradation）。

海洋酸化改變的是海水的化學條件，例如 pH、氫離子濃度與碳酸根可利用性，使部分物種的生存、鈣化、繁殖或族群數量受到不利影響。這符合棲地衰退的定義。

選項分析

(A) 棲地的衰退（Degradation）——正確

棲地衰退是指棲地仍然存在，但其物理、化學或生物條件惡化，使部分生物的適存性下降。

海洋酸化並未使整個海洋消失，也未使所有海洋生物受到相同程度的傷害；它主要是降低海洋環境品質，對珊瑚等鈣化生物造成較大壓力，而部分非鈣化生物或具有耐酸化能力的物種受影響較小。

核心觀念

本題考「母系效應遺傳（maternal effect inheritance）」及椎實螺（Limnaea）外殼捲曲方向的發育機制。

母系效應是指：

• 後代的表現型主要由母親的基因型決定。
• 母親基因在卵細胞形成及成熟過程中，產生的 mRNA、蛋白質或細胞質調控因子會預先存在於卵內。
• 這些母源性物質在受精後直接控制胚胎早期發育，因此早期表現型不一定反映胚胎本身的基因型。

椎實螺外殼的右旋（dextral）或左旋（sinistral），在胚胎早期卵裂時即已建立。母源性基因產物會影響卵裂細胞中紡錘體的方向與排列，進而決定卵裂的空間方向、胚胎細胞排列及後續器官左右側化，最後形成外殼捲曲方向。

因此，本題的關鍵機制是：

$$\text{母親基因型} \longrightarrow \text{卵細胞質中的母源性調控物質} \longrightarrow \text{早期卵裂紡錘體定向} \longrightarrow \text{外殼捲曲方向}$$

解題方法

判斷母系效應時，先確認表現型是在胚胎何時被決定。

椎實螺外殼捲曲方向不是成體階段才形成，而是在受精後的早期卵裂階段即受到決定。這表示關鍵不在於後代日後是否表現自身基因，而在於卵內原先由母親提供的細胞質因素如何操控早期分裂。

早期卵裂時，紡錘體的定向會決定子細胞分裂面的方向與細胞位置。由於左右側化及螺旋卵裂方向受到此種空間排列影響，紡錘體定向便是母系效應造成外殼捲曲差異的直接發育基礎。

故最正確選項為 (A)。

選項分析

(A) 早期分裂時紡錘體的定向（Orientation）

正確。

椎實螺的外殼捲曲方向與胚胎早期的螺旋卵裂方向有關。母親基因所產生的母源性細胞質因子，會在受精後影響卵裂紡錘體的排列與定向，進而決定胚胎細胞的空間配置與左右側化。

因此，早期分裂時紡錘體的定向是此種母系遺傳效應的核心原因。

(B) 卵細胞質中存在的基因帶（Genophores）

錯誤。

「Genophore」通常指染色體或攜帶遺傳物質的結構，並非椎實螺母系效應中所強調的主要調控機制。

核心觀念

本題考查病毒是否具有外套膜（envelope）的基本分類。

病毒外套膜通常是病毒在宿主細胞膜或細胞器膜上出芽（budding）時取得的脂質雙層，膜上嵌有病毒來源的醣蛋白，用於辨認宿主細胞與進入細胞。具有外套膜的病毒通常：

• 對乙醚、脂溶劑、清潔劑及乾燥較敏感。
• 常利用外套膜上的病毒醣蛋白與宿主細胞受體結合。
• 代表性病毒包括流感病毒、黃熱病毒、HIV、疱疹病毒及冠狀病毒。

沒有外套膜的病毒稱為裸病毒（naked virus），其外層主要只有蛋白質衣殼（capsid），通常對環境及消化道中的不利條件較為耐受。小兒麻痺病毒與諾瓦克病毒皆屬裸病毒。

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解題方法

逐一判斷四種病毒是否具有外套膜：

病毒	分類	是否具有外套膜
黃熱病毒（Yellow fever virus）	Flavivirus，正股單股 RNA 病毒	有
流感病毒（Influenza virus）	Orthomyxovirus，負股單股 RNA 病毒	有
小兒麻痺病毒（Poliovirus）	Enterovirus，正股單股 RNA 病毒	無
諾瓦克病毒（Norwalk virus）	Norovirus，正股單股 RNA 病毒	無

因此，具有外套膜的是 I 與 II，選擇 (A)。

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各病毒解析

I：黃熱病毒（Yellow fever virus）——正確

黃熱病毒屬於 Flaviviridae（黃病毒科） 的 Flavivirus（黃病毒屬），為具有外套膜的正股單股 RNA 病毒。

其外套膜來源主要與宿主細胞膜相關，膜上具有病毒醣蛋白，參與病毒附著與進入宿主細胞。黃熱病毒的基因體可直接作為 mRNA 使用，進入細胞質後進行蛋白質轉譯與複製。

因此，I 為含有外套膜的病毒。

II：流感病毒（Influenza virus）——正確

流感病毒屬於 Orthomyxoviridae（正黏液病毒科），為具有外套膜的負股單股 RNA 病毒。

流感病毒的 RNA 基因體不能直接作為 mRNA，必須攜帶 RNA-dependent RNA polymerase，先將負股 RNA 轉錄成可供核糖體使用的 mRNA。其外套膜上含有重要的病毒醣蛋白：

核心觀念

本題考查離散時間下的幾何族群成長（geometric population growth）。族群在每一個世代同步繁殖，且每代的族群大小固定乘上一個幾何族群成長率 $\lambda$。

公式為：

$$N_{t+1}=\lambda N_t$$

因此，經過 $t$ 個世代後：

$$N_t=N_0\lambda^t$$

其中：

• $N_0$：初期族群大小
• $\lambda$：幾何族群成長率
• $t$：經過的世代數

依校方釋疑公告，本題採用離散的幾何成長模式，且：

$$N_{t+1}=\lambda N_t,\qquad \lambda=3.0$$

這表示每一代族群數量變為上一代的 $3$ 倍。

解題方法

每兩週產生一世代，經過六週所包含的世代數為：

$$t=\frac{6\text{週}}{2\text{週/世代}}=3\text{世代}$$

初期族群為 $N_0=1000$，因此：

$$N_3=1000(3.0)^3$$

逐代計算：

$$N_1=1000\times3=3000$$ $$N_2=3000\times3=9000$$ $$N_3=9000\times3=27000$$

所以六週後的預期族群大小為：

$$\boxed{27000\text{隻}}$$

選項分析

核心觀念

考德里小體（Cowdry bodies）是病毒感染細胞後形成的病毒包涵體（viral inclusion bodies），本質上是病毒核酸、病毒蛋白及受感染細胞核內物質聚集所形成的病理構造。

本題重點是辨認不同病毒的典型包涵體：

• 單純疱疹病毒（Herpes simplex virus, HSV）：形成細胞核內的 Cowdry type A inclusion bodies。
• 巨細胞病毒（Cytomegalovirus, CMV）：形成典型的「貓頭鷹眼」包涵體（owl’s-eye inclusion），屬於細胞核內的病毒包涵體，考試分類通常列入 Cowdry bodies。
• 狂犬病病毒（Rabies virus）：形成細胞質內的 Negri bodies（內格里小體）。
• 感冒病毒（Influenza virus）：不以 Cowdry bodies 作為典型病理診斷特徵。

因此，本題是在考「病毒與典型包涵體的配對」。

解題方法

逐一判斷四種病毒是否與細胞核內 Cowdry 小體相關：

1. 判斷 HSV：HSV 為 DNA 病毒，主要在細胞核內複製，會形成嗜酸性細胞核內包涵體，即 Cowdry type A。
2. 判斷 CMV：CMV 同屬疱疹病毒科，會造成明顯的細胞核腫大及「貓頭鷹眼」核內包涵體，列為 Cowdry bodies 的典型例子。
3. 判斷 Rabies virus：狂犬病病毒為 RNA 病毒，主要在細胞質內形成 Negri bodies，不是 Cowdry bodies。
4. 判斷 Influenza virus：流感病毒雖可造成細胞病變，但其典型考試配對不是 Cowdry bodies。

所以正確者為 III、IV，選擇 (C)。

選項分析

(A) I 和 II：錯誤

• I 感冒病毒（Influenza virus）：不是 Cowdry bodies 的典型病原。
• II 狂犬病病毒（Rabies virus）：形成的是細胞質內的 Negri bodies，而非細胞核內的 Cowdry bodies。

兩者均不符合題幹所述的典型包涵體。

(B) II 和 III：錯誤

核心觀念

本題同時考查兩個判斷條件：

1. 病毒的遺傳物質是 DNA 或 RNA。
2. 病毒複製繁殖的主要場所是在細胞核或細胞質。

多數 DNA 病毒必須進入細胞核，利用宿主細胞的 DNA 複製與轉錄相關機制；多數 RNA 病毒則在細胞質中完成 RNA 複製。然而，痘病毒（Poxvirus）是重要例外：

• 遺傳物質：雙股 DNA（double-stranded DNA, dsDNA）
• 複製場所：細胞質
• 原因：痘病毒本身攜帶相當完整的 DNA 複製、轉錄與 RNA 加工酵素，能在細胞質形成病毒複製工廠，不必進入細胞核。

因此符合「DNA 病毒」且「在細胞質複製」兩項條件的是痘病毒。

解題方法

可採用「遺傳物質 × 複製位置」雙重篩選：

選項	病毒類型	主要複製位置	是否符合題意
感冒病毒 Influenza virus	RNA 病毒	細胞核	否
單純疱疹病毒 Herpes simplex virus	DNA 病毒	細胞核	否
黃熱病毒 Yellow fever virus	RNA 病毒	細胞質	否
痘病毒 Poxvirus	DNA 病毒	細胞質	是

題目要求的組合是：

$$\text{DNA 病毒}+\text{細胞質複製}$$

只有痘病毒符合。

選項分析

(A) 感冒病毒（Influenza virus）

感冒病毒屬於 Orthomyxoviridae，遺傳物質是分節段的負股單股 RNA（negative-sense, single-stranded RNA），不是 DNA 病毒。

其基因體 RNA 必須先由病毒攜帶的 RNA-dependent RNA polymerase（RNA 依賴性 RNA 聚合酶）轉錄成可供翻譯的 mRNA。流感病毒具有一項特殊特徵：其病毒 RNA 的轉錄與複製主要在細胞核內進行，且利用宿主 mRNA 的 5′ cap，經由 cap-snatching 機制合成病毒 mRNA。

因此此選項有兩個理由不符合：

• 感冒病毒是 RNA 病毒，不是 DNA 病毒。
• 其主要基因體複製與轉錄場所是細胞核，而非細胞質。

(B) 單純疱疹病毒（Herpes simplex virus, HSV）

單純疱疹病毒屬於 Herpesviridae，為雙股 DNA 病毒，這部分符合題目的第一項條件。

但 HSV 感染細胞後，病毒 DNA 會進入細胞核，並在細胞核內進行：

1. 立即早期基因（immediate-early genes）轉錄；
2. 早期基因表現，包括 DNA 複製相關蛋白；
3. 病毒 DNA 複製；
4. 晚期結構蛋白基因表現與病毒組裝。

HSV 的 DNA replication 需要病毒 DNA polymerase（DNA 聚合酶）、helicase-primase complex（解旋酶–引子酶複合體）等蛋白，主要反應場所為細胞核。

核心觀念

本題考查同源基因（homologous genes）的分類，重點是區分：

1. Paralogous genes（旁系同源基因）
   由同一物種祖先基因發生**基因重複（gene duplication）**而形成。複製後的基因位於同一基因組中，之後可能因突變與自然選擇而產生不同功能。

2. Orthologous genes（直系同源基因）
   由共同祖先基因經過**種化事件（speciation）**分歧而來，分布於不同物種中，通常保有相近的基因功能。

3. Homologous genes（同源基因）
   廣義總稱，只要基因源自共同祖先，即屬於同源基因。Paralogous genes 與 orthologous genes 都是 homologous genes 的子類型。

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解題方法

先判斷兩組基因的「分歧原因」。

第一組為亞洲長尾猴基因組中的 RNASE1 與 RNASE1B：

• 兩者存在於同一物種——亞洲長尾猴。
• 題幹明確指出是大量複製基因的例子。
• 因此，兩者是由祖先基因發生基因重複後形成，屬於 paralogous genes。

第二組為：

• 亞洲長尾猴的 RNASE1
• 人類的相近 RNASE1

兩者分布於不同物種，且題幹指出它們是由共同祖先基因經由種化事件分歧而來，因此屬於 orthologous genes。

所以配對為：

$$\text{Paralogous genes} \quad \text{和} \quad \text{Orthologous genes}$$

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選項分析

(A) Paralogous genes 和 Orthologous genes——正確

• 亞洲長尾猴的 RNASE1 與 RNASE1B：由基因重複形成，屬於 paralogous genes。
• 亞洲長尾猴與人類的 RNASE1：由種化事件分歧，屬於 orthologous genes。

因此本選項正確，符合官方答案。

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(B) Derived genes 和 Homologous genes——錯誤

• **Derived gene（衍生基因）**不是本題中用來區分基因演化關係的標準分類。

核心觀念

本題考「病毒如何逃避 CD8$^+$ T 細胞辨識與毒殺」，以及不同病毒所使用的抗原呈現抑制蛋白。

正常的 MHC class I 抗原呈現途徑如下：

1. 細胞內蛋白質或病毒蛋白被蛋白酶體（proteasome）分解成胜肽。
2. 胜肽經由 TAP（transporter associated with antigen processing）運送進入內質網（ER）。
3. 胜肽與 MHC class I 重鏈及 $\beta_2$-microglobulin 組裝。
4. 複合體經高基氏體運送至細胞表面。
5. CD8$^+$ T 細胞以 TCR 辨識「病毒胜肽－MHC class I」複合體，進而殺死受感染細胞。

腺病毒（Adenovirus）的 E3 區域會表現 E19 蛋白，又稱 gp19K（glycoprotein 19K）。E19 可與 MHC class I 重鏈結合，將其滯留在內質網中，阻止 MHC class I 抵達細胞表面，使病毒抗原不易被 CD8$^+$ T 細胞辨識。

因此，本題關鍵不是單純判斷「哪種病毒能抑制免疫」，而是辨認「E19／gp19K 是哪一種病毒的免疫逃脫蛋白」。

解題方法

題幹已直接提供特定病毒蛋白名稱：E19。解題時應採用「病毒蛋白—病毒種類」配對法：

$$\text{Adenovirus E3 region} \longrightarrow \text{E19／gp19K} \longrightarrow \text{MHC class I 內質網滯留}$$

E19 蛋白會結合 MHC class I，干擾其由內質網經高基氏體運送至細胞表面的步驟。因此細胞表面的 MHC class I 數量下降，病毒胜肽呈現減少，CD8$^+$ T 細胞的細胞毒殺作用也隨之降低。

選項分析

(A) 腺病毒（Adenovirus）—正確

腺病毒 E3 區域的 E19 蛋白，即 gp19K，會與新合成的 MHC class I 重鏈結合，造成 MHC class I 複合體滯留於內質網。

其阻斷位置可表示為：

$$\text{MHC class I 組裝後} \;\not\longrightarrow\; \text{高基氏體} \;\not\longrightarrow\; \text{細胞表面}$$

因此病毒抗原呈現下降，CD8$^+$ T 細胞較難辨識受感染細胞。故選 A。

(B) 單純疱疹病毒（Herpes simplex virus）—錯誤

核心觀念

本題考查分子親緣關係分析中的「不完整的譜系排序」（Incomplete Lineage Sorting, ILS）。

在物種形成前，祖先族群中同一基因座可能已存在多種祖先對偶基因。若連續發生多次物種分化，且分化間隔時間很短，祖先族群中的遺傳多型性尚未完成譜系排序，便可能被不同後代物種以不同方式保留下來。

因此：

• 物種樹（species tree）：描述物種分化的歷史。
• 基因樹（gene tree）：描述某一基因座或 DNA 片段的演化親緣關係。

基因樹不一定與物種樹完全一致。部分 DNA 位點可能顯示「黑猩猩與猩猩較近緣」等不符合整體物種演化歷史的結果，這就是 ILS 的典型表現。

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解題方法

判斷 ILS 的關鍵在於：

1. 祖先族群中原本存在遺傳變異。
2. 物種分化事件發生得很接近。
3. 不同後代物種隨機繼承了不同的祖先對偶基因組合。
4. 因此不同基因位點可能呈現不同的親緣拓樸。

可用簡化的譜系示意理解：

$$\text{祖先族群具有多種基因譜系} \longrightarrow \text{快速連續物種分化} \longrightarrow \text{不同後代保留不同基因譜系}$$

在三個近緣譜系的情況下，若祖先族群的譜系尚未完成共祖（coalescence），三種基因樹拓樸皆可能出現：

• 符合物種樹的拓樸；
• 兩種不符合物種樹的替代拓樸。

每一個不符合物種樹的拓樸，理論上可具有相近的機率。二倍體族群中，若兩次物種分化間隔為 $t$、有效族群大小為 $N_e$，ILS 的機率可概念化表示為：

$$P(\text{ILS}) \approx \frac{2}{3}e^{-t/(2N_e)}$$

當 $t$ 很短或 $N_e$ 很大時，祖先基因譜系較不容易在分化前完成共祖，ILS 發生機率便較高。

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選項分析

(A) 正確

祖先大型類人猿族群在某些基因位點具有遺傳變異性。當人類、黑猩猩、倭黑猩猩、猩猩等譜系相繼分化時，祖先族群中的不同對偶基因會以隨機方式分配至各個後代物種。

因此，每個後代物種可能保留不同的祖先基因譜系，使某些基因位點呈現與整體物種樹不同的親緣關係。這正是不完整譜系排序的核心機制。

核心觀念

類鐸受體（Toll-like receptor, TLR）依據細胞定位與所辨認的病原體相關分子模式（pathogen-associated molecular patterns, PAMPs），可分為兩大類：

1. 細胞膜表面 TLR：主要辨認細菌細胞壁成分、脂質或鞭毛蛋白。
2. 細胞內涵體 TLR（endosomal TLR）：主要辨認被吞入細胞內的微生物核酸，例如 DNA 或 RNA。

其中，TLR9 主要位於細胞內涵體，辨認含有未甲基化 CpG motif 的微生物 DNA，因此本題答案為 (D) TLR9。

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解題方法

本題可直接採用「TLR 的細胞定位與配體對照」判斷：

• 位於細胞膜表面者：TLR2、TLR4、TLR5
• 位於細胞內涵體者：TLR3、TLR7、TLR8、TLR9
• TLR9 的主要配體為微生物 DNA，必須在微生物被吞噬並進入內涵體後辨認。

因此四個選項中，只有 TLR9 符合「主要位於內涵體」的描述。

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TLR9 的作用機轉

TLR9 是一種位於內涵體膜上的模式辨識受體（pattern-recognition receptor, PRR），主要辨認細菌或病毒 DNA 中富含的未甲基化 CpG DNA 序列。真核細胞自身 DNA 通常具有較高程度的 CpG methylation，因此可降低被先天性免疫系統誤認的機會。

TLR9 被活化後，主要透過 MyD88-dependent pathway 傳遞訊息：

$$\text{CpG DNA} \rightarrow \text{TLR9} \rightarrow \text{MyD88}$$

接著招募並活化：

• IRAK4（IL-1 receptor-associated kinase 4）
• IRAK1（IL-1 receptor-associated kinase 1）
• TRAF6（TNF receptor-associated factor 6）
• TAK1（TGF-$\beta$-activated kinase 1）

之後活化：

• IKK complex，使 $\mathrm{I\kappa B}$ 降解，釋放 NF-$\kappa$B
• MAPK pathway，活化 AP-1
• IRF7（interferon regulatory factor 7）

最後誘發：

• NF-$\kappa$B 與 AP-1：促進 TNF、IL-6、IL-12 等發炎細胞激素生成
• IRF7：促進第 I 型干擾素（type I interferon），尤其是 IFN-$\alpha$ 的產生

本題所考的定位，卡在訊息傳遞之前的「TLR9 位於何處，以及它辨認何種 PAMP」這一步。

---

選項分析

(A) TLR2

錯誤。

TLR2 主要位於細胞膜表面，通常與 TLR1 或 TLR6 形成異源二聚體：

• TLR2/TLR1：辨認三醯基脂蛋白（triacylated lipoprotein）
• TLR2/TLR6：辨認二醯基脂蛋白（diacylated lipoprotein）

TLR2 可辨認的微生物成分還包括部分：

核心觀念

本題考查臍帶的：

1. 血管數目與血液流向
2. 臍動脈、臍靜脈的功能
3. 臍帶與胎兒、胎盤及母體的連接關係
4. 臍帶的胚胎學來源與構造

臍帶是胎兒與胎盤之間的連接構造，主要包含：

• 2 條臍動脈（umbilical arteries）
• 1 條臍靜脈（umbilical vein）
• 包裹血管的 Wharton’s jelly（華通氏膠）
• 外層由 **羊膜（amnion）**覆蓋

臍帶中的血流方向如下：

• 臍動脈：胎兒 $\rightarrow$ 胎盤，帶走二氧化碳與代謝廢物
• 臍靜脈：胎盤 $\rightarrow$ 胎兒，供應氧氣與營養物質

在胚胎發育過程中，胚體摺疊使卵黃囊、尿囊及連接莖等胚外構造逐漸整合，外側再由羊膜包覆，形成臍帶。

解題方法

先掌握臍帶的兩個必考數字：

$$\text{臍帶} = 2\text{ 條臍動脈} + 1\text{ 條臍靜脈}$$

再依血流方向判斷功能：

$$\text{胎兒} \xrightarrow{\text{臍動脈}} \text{胎盤}$$ $$\text{胎盤} \xrightarrow{\text{臍靜脈}} \text{胎兒}$$

最後確認臍帶的胚胎來源。臍帶並非母親肚臍與胎兒之間的直接管道，而是由胚胎相關構造整合後形成，並由羊膜包覆。因此符合題意的是 D。

選項分析

(A) 臍帶血管由 1 條較小的臍動脈與 2 條較大的臍靜脈所組成

錯誤。

正常臍帶血管為：

$$2\text{ 條臍動脈} + 1\text{ 條臍靜脈}$$

題目將動脈與靜脈的數目完全顛倒。臍靜脈通常只有 1 條，臍動脈則有 2 條。臍靜脈管徑通常較大，臍動脈則相對較小，但題目的主要錯誤在於血管數目相反。

(B) 臍動脈負責供應胎兒氧氣與營養

錯誤。

核心觀念

本題考查女性生殖系統各器官的功能分工，以及「切除子宮」對排卵與第二性徵的影響。

• 卵巢（ovary）：產生卵細胞，進行卵泡發育與排卵；並分泌雌激素（estrogen）與黃體素（progesterone）。
• 子宮（uterus）：接受胚胎著床、提供胚胎發育環境，並參與月經週期中的子宮內膜變化。
• 輸卵管（oviduct）：接收排出的卵細胞，通常是受精發生的位置。
• 陰道（vagina）：作為性交與生產時的通道。

子宮本身不是排卵器官，也不是女性主要性激素的分泌器官。因此，若僅切除子宮而保留卵巢，排卵功能與卵巢激素分泌仍可維持。

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解題方法

判斷本題可分成兩個問題：

1. 切除的器官是否負責排卵？
2. 切除的器官是否負責分泌維持第二性徵的主要激素？

排卵由卵巢完成，主要受到下視丘—腦垂體—卵巢軸調控：

$$\text{下視丘分泌 GnRH} \rightarrow \text{腦垂體前葉分泌 FSH、LH} \rightarrow \text{卵巢卵泡發育與排卵}$$

其中，成熟卵泡分泌雌激素；排卵後形成的黃體分泌黃體素與部分雌激素。雌激素主要負責女性第二性徵的維持，例如乳房發育、女性體脂分布與女性化體態等。

子宮主要是卵巢激素的作用標的，雌激素與黃體素會作用於子宮內膜，使其增厚、分泌並進行週期性變化。切除子宮後，雖然失去月經與妊娠能力，但只要卵巢仍存在，排卵及性激素分泌不會因子宮消失而停止。

因此，本題的合理前提是「切除子宮，但保留卵巢」，結論為：

• 可以正常排卵；
• 卵巢仍可分泌雌激素與黃體素；
• 第二性徵維持正常。

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選項分析

核心觀念

本題考查紅綠色盲（red–green color blindness）的遺傳方式。典型紅綠色盲屬於：

• X 染色體連鎖隱性遺傳
• 致病基因位於 X 染色體上
• 男性基因型為 $X^cY$ 時即表現色盲
• 女性必須為 $X^cX^c$ 才表現色盲；$X^NX^c$ 為帶因者，通常視為正常表現型

其中：

• $X^N$：正常色覺等位基因
• $X^c$：色盲等位基因

男性只有一條 X 染色體，因此稱為半合子（hemizygous）；只要該條 X 染色體帶有隱性致病基因，就會表現色盲。

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解題方法

題幹設定全宰寯為男性色盲，因此其基因型為：

$$X^cY$$

河睿帥是女性，且有色覺辨識障礙，因此她必須具有：

$$X^cX^c$$

女性的兩條 X 染色體分別來自父親與母親：

• 父親全宰寯提供 $X^c$
• 母親朴涎鎮也必須提供 $X^c$

因此朴涎鎮至少具有一條 $X^c$，若她本身沒有色盲表現，基因型即為：

$$X^NX^c$$

所以朴涎鎮是色盲的帶因者，選項 (C) 正確。

若河睿帥的生父是正常男性河度領，基因型為：

$$X^NY$$

即使母親為帶因者 $X^NX^c$，女兒最多只能是：

$$X^NX^N \quad \text{或} \quad X^NX^c$$

不會是 $X^cX^c$。因此題幹推論河睿帥的生父應為色盲男性全宰寯，符合 X 連鎖隱性遺傳規則。

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選項分析

(A) 現實世界上，男性有色覺辨識障礙（色盲）的機率比女性低

錯誤。

男性只需一條帶有 $X^c$ 的 X 染色體即可表現色盲：

$$X^cY$$

女性則必須同時從父母各得到一條 $X^c$：

$$X^cX^c$$

因此在典型 X 連鎖隱性遺傳下，男性色盲比例通常高於女性，而不是低於女性。

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核心觀念

本題考查格蘭氏染色（Gram stain）的基本步驟、染劑與細菌細胞壁結構造成的染色差異。

標準格蘭氏染色依序包括：

1. 結晶紫（crystal violet）：初染，使所有細菌先呈紫色。
2. 碘液（Gram’s iodine）：媒染劑，與結晶紫形成較大的結晶紫—碘複合物。
3. 酒精或丙酮：脫色劑，去除部分細菌中的染料。
4. 番紅（safranin）：複染劑，使已脫色的細菌呈粉紅色或紅色。

格蘭氏陽性菌具有厚的肽聚糖（peptidoglycan）細胞壁，酒精處理後肽聚糖脫水、孔隙縮小，可保留結晶紫—碘複合物，因此最後呈現紫色。

格蘭氏陰性菌具有外膜（outer membrane）及較薄的肽聚糖層。酒精或丙酮會破壞外膜，使結晶紫—碘複合物被洗去，之後吸收番紅，因此呈現粉紅色或紅色。

解題方法

判斷本題的關鍵，是直接記住格蘭氏染色的最終顏色：

細菌類型	細胞壁特徵	脫色後結果	最終顏色
格蘭氏陽性菌	厚肽聚糖層	保留結晶紫—碘複合物	紫色
格蘭氏陰性菌	薄肽聚糖層、具有外膜	被酒精或丙酮脫色	粉紅色或紅色

因此，凡是把格蘭氏陽性菌與粉紅色配對的敘述，即為錯誤選項。

選項分析

核心觀念

本題考查不同動物的聽覺頻率範圍、回聲定位（echolocation）構造，以及蝙蝠發出超音波時的中耳保護機制。

頻率單位為赫茲（Hz），$1\ \mathrm{kHz}=1000\ \mathrm{Hz}$。

• 人類一般可聽頻率約為 $20\ \mathrm{Hz}$ 至 $20\ \mathrm{kHz}$。
• 蝙蝠利用超音波進行回聲定位，常見頻率約在 $20$ 至 $120\ \mathrm{kHz}$，實際範圍依物種而異。
• 海豚的回聲定位聲波由鼻腔構造產生，經額隆（melon）聚焦；回波主要由下頜接收。
• 蝙蝠發出高強度超音波時，中耳聽骨肌會收縮，以降低自身聲音對耳蝸的刺激；接收回音時則放鬆，使聽覺敏感度提高。

解題方法

判斷本題可分成三個方向：

1. 比較人類與蝙蝠的聽覺頻率範圍。
2. 分辨海豚發聲、聚焦與接收回波的構造。
3. 判斷蝙蝠發聲時中耳聽骨肌的收縮狀態。

其中人類無法正常聽到 $100\ \mathrm{kHz}$，海豚回波接收部位是下頜，蝙蝠發聲時聽骨肌是收縮，因此可直接排除 A、C、D，選出 B。

選項分析

(A) 海豚的超音波自額隆（Melon）發出，由上頜接受

錯誤。

海豚的超音波主要由鼻腔內的氣囊與相關發聲構造產生，再經額隆（melon）將聲波聚焦並向前傳播。因此，額隆主要具有聚焦與導引聲波的功能，不是超音波的主要發聲器官。

海豚接收回波時，聲音主要經由下頜的脂肪組織傳入中耳，而不是由上頜接收。下頜脂肪墊可作為聲波傳導路徑，將振動傳至中耳與內耳。

所以本選項的「自額隆發出」與「由上頜接受」均不正確。

(B) 蝙蝠可以發出 20 到 120 千赫的頻率音波

正確。

蝙蝠的回聲定位系統是：

$$\text{發出超音波} \rightarrow \text{遇到物體反射} \rightarrow \text{接收回波} \rightarrow \text{判斷距離、方向與物體特徵}$$

許多蝙蝠能發出約 $20$ 至 $120\ \mathrm{kHz}$ 的超音波。由於頻率高於人類通常可聽範圍上限，因此人耳通常聽不到這些聲音。

回聲定位所依據的重要物理關係包括：