幽門螺旋桿菌會造成人體胃潰瘍及胃癌,所以提早發現感染與及早治療,對健康有極大的幫助。下列何種診斷工具是目前臨床常用來判定人體有幽門螺旋桿菌感染的依據?
碳13尿素呼吸檢查為非侵入性檢查,準確度高,能偵測現行活耀的幽門螺旋桿菌感染。內視鏡切片(B, D)雖也常用但具侵入性;血清學檢查(C)無法區分現行或過往感染,故(A)為目前臨床診斷與治療後追蹤的常用工具。
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幽門螺旋桿菌會造成人體胃潰瘍及胃癌,所以提早發現感染與及早治療,對健康有極大的幫助。下列何種診斷工具是目前臨床常用來判定人體有幽門螺旋桿菌感染的依據?
碳13尿素呼吸檢查為非侵入性檢查,準確度高,能偵測現行活耀的幽門螺旋桿菌感染。內視鏡切片(B, D)雖也常用但具侵入性;血清學檢查(C)無法區分現行或過往感染,故(A)為目前臨床診斷與治療後追蹤的常用工具。
人體的呼吸運動牽扯著複雜的生理機制,其中有關呼吸運動的敘述,下列何者錯誤?
呼氣為被動過程,橫膈膜與外肋間肌舒張,使橫膈膜上升、胸腔縮小,肺部氣體被擠出。吸氣時橫膈膜才會收縮並下降,擴大胸腔體積。因此(B)的敘述錯誤。
細菌孢子(spore)是細菌用來抵抗惡劣環境所衍生出來的構造,也可能造成動物體誤食而感染。下列何者是不產生細菌孢子之病原菌?
綠膿桿菌為革蘭氏陰性菌,不產生內孢子。而炭疽桿菌(Bacillus屬)與破傷風、產氣莢膜桿菌(Clostridium屬)皆為革蘭氏陽性菌,是會產生內孢子以抵抗惡劣環境的典型代表。
組織相容性複合體(MHC)於健康人體的免疫系統中具有很重要的角色,下列何種細胞可表達高量第二型主要組織相容性複合體(MHC class II)分子?
第二型主要組織相容性複合體(MHC class II)主要由專業抗原呈現細胞(APC)表現。選項中僅B細胞為專業APC,可高量表達MHC class II,以活化輔助T細胞。其他選項則否。
淋巴細胞包括B和T細胞,有關健康人體的B和T細胞的敘述,下列何者是B細胞所特有而T細胞中則沒有發生?
B細胞在活化後會進行類型轉換(class switching),改變其分泌的抗體種類(如IgM轉為IgG)。T細胞不分泌抗體,故無此過程。(A)和(C)為兩者共有特徵,(D)則是T細胞辨識抗原的方式。
下列為病毒生活史的基本步驟,請依照感染步驟依序加以排列: I:釋放 II:穿透 III:基因體的複製及蛋白質的產生 IV:組裝 V:吸附 VI:去蛋白衣
病毒感染宿主細胞的順序為:首先吸附(V)於細胞表面,接著穿透(II)進入細胞,然後去蛋白衣(VI)釋出遺傳物質,利用宿主細胞進行基因複製與蛋白質合成(III),組裝(IV)成新病毒,最後釋放(I)出去。
人類糖尿病患者的血糖調控非常重要,有關胰島素和昇糖素的敘述,下列何者錯誤?
昇糖素是由胰島的α細胞(alpha cell)分泌,而非β細胞(beta cell)。β細胞負責分泌胰島素。當血糖過低時,α細胞分泌昇糖素,促進肝醣分解使血糖回升。
病毒造成的疾病和其所感染的細胞非常有相關性,有關病毒和其主要感染人體細胞的配對,下列何者錯誤?
B19病毒主要感染的是紅血球的前驅細胞(erythroid progenitor cells),而非血小板母細胞。其他選項中,狂犬病毒感染神經細胞、EBV感染B細胞、HIV感染輔助T細胞,皆為正確配對。
麗莎不曾被 B 型肝炎病毒(hepatitis B virus)感染,因為要從印尼到台灣擔任看護工作,所以依照規定,接種了三次B型肝炎疫苗。請問以下何種血清學檢驗結果可能是麗莎接種後半年的檢驗結果?
B肝疫苗是表面抗原(HBsAg),接種後會誘發身體產生表面抗體(anti-HBs)。因從未被感染,所以不會有因自然感染才會產生的核心抗體(anti-HBc)。故血清檢驗結果應為anti-HBs陽性,其餘陰性。
學校賣場的大門及電梯皆放置乾洗手(內含 70%酒精)讓大家使用,請問乾洗手對於下列何種病毒的抑制效果不佳?
70%酒精主要透過溶解病毒的脂質套膜(envelope)來殺死病毒。腺病毒是無套膜病毒,對酒精的抵抗力較強。流感病毒、麻疹病毒和冠狀病毒皆為有套膜病毒,容易被酒精破壞。
健康人體的大腦皮層分為四大葉,主管感覺、聽覺及觸覺等刺激,請問下列哪一部分主要負責聽覺?
顳葉包含初級聽覺皮質,是處理聽覺訊息的主要區域。額葉主司運動與思考,頂葉處理體感覺(觸覺),枕葉則負責視覺。
在人類先天性免疫反應中有所謂補體系統,其發生反應時需有很多酵素反應,下列何種組合全是 C5 轉換酶(C5 convertase),讓補體可以形成攻膜複合物,進而殺死細菌? I: C4b2a3b II: C3bBb III: C3b2Bb IV: C4b2a
C5轉換酶由C3轉換酶加上一個C3b分子形成。I (C4b2a3b)是古典路徑的C5轉換酶,而III (C3b₂Bb)是替代路徑的C5轉換酶。II (C3bBb)與IV (C4b2a)則分別是替代路徑與古典路徑的C3轉換酶。
細胞膜上的膜與孔徑蛋白和生物體傳送物質息息相關,有關細胞膜運輸的敘述,下列何者最正確?
(A) 海帶細胞內的碘濃度遠高於海水中,因此吸收碘是逆濃度梯度的「主動運輸」,而非擴散作用。(B) 植物根部細胞內的無機鹽濃度通常高於土壤,因此吸收無機鹽需消耗能量進行逆濃度梯度的「主動運輸」,此敘述正確。(C) 動物小腸吸收葡萄糖是利用鈉離子濃度梯度進行的「次級主動運輸」(共運輸),而非依賴滲透壓差異。(D) 水分子通過細胞膜可藉由簡單擴散或經由水通道蛋白進行促進擴散(滲透作用),兩者皆不消耗能量,屬於「被動運輸」,此敘述正確。
原生動物與我們生活的環境息息相關,下列何種組合都是原生動物? I:變形蟲 II:蟯蟲 III:滴蟲 IV:錐蟲
原生動物(Protozoa)屬於原生生物界,為單細胞的真核生物。I 變形蟲(Amoeba)、III 滴蟲(Trichomonas)與 IV 錐蟲(Trypanosoma)皆為單細胞真核生物,屬於原生動物。II 蟯蟲(Pinworm)則屬於動物界線蟲動物門,為多細胞動物,不屬於原生動物。因此,只要選項中包含 II 蟯蟲皆為錯誤,可直接排除 (A)、(B)、(C)。選項 (D) 的 I 與 IV 皆為原生動物,為正確組合。
淋病雙球菌(Neisseria gonorrhoeae)是一廣泛造成全世界人類感染的細菌,並擁有多重抗藥的特性,是非常棘手的病原菌,所以了解其致病因子是非常重要的工作,目前為止發現下列何種淋病雙球菌致病因子,最有可能幫助淋病雙球菌附著到黏膜上?
Opa蛋白質是淋病雙球菌外膜上的黏附素(adhesin),能與宿主細胞表面的受體結合,介導細菌緊密附著於黏膜。鞭毛主司運動,外毒素造成損傷,觸酶則抵抗氧化壓力,皆非主要附著因子。
人類由於染色體異常會造成遺傳的疾病,有關人類常見遺傳疾病的敘述,下列何者最正確?
克萊恩斐特氏症候群的性染色體為XXY,患者有兩條X染色體。唐氏症是第21對染色體多一條,共47條。白化症是體染色體隱性遺傳疾病。
動物為增加競爭力需繁衍後代,有關人類生殖的敘述,下列何者錯誤?
胎盤是由胚胎的絨毛膜(chorion)和母親的子宮內膜(endometrium)共同構成,而非卵黃囊。卵黃囊是早期胚胎的營養來源與造血場所。其他選項皆為正確敘述。
在人體的免疫系統,B細胞為淋巴細胞中的一種,其中B細胞在周邊淋巴結進行類型轉換(class switching)及體超突變(somatic hypermutation)時,主要需要下列哪種細胞的協助?
濾泡輔助T細胞(TFH)是特化於淋巴濾泡的輔助T細胞,其主要功能就是協助B細胞形成生發中心,並誘導B細胞進行類型轉換與體超突變,以產生高親和力的抗體。其他選項雖為免疫細胞,但非此過程的主要協助者。
在生物技術操作上抗體的使用非常廣泛,抗體與抗原結合所使用的交互作用力有許多種,下列何者沒有參與其中?
抗體與抗原的結合是專一性但非共價的交互作用,依賴多種弱鍵結力,如氫鍵、凡德瓦爾力及疏水性作用力。共價鍵是強而穩定的化學鍵,不會參與這種可逆的結合反應,因此不包含在內。
披衣菌從中文名稱看似是一種細菌,但早期一度認為是屬於病毒,後來仍歸類為細菌的主要原因是?
披衣菌被歸類為細菌,主因是其擁有自己的核糖體與代謝系統,能自行合成蛋白質與核酸。病毒則缺乏這些機制,必須完全依賴宿主細胞,這是兩者最根本的區別。
在顯微鏡下觀察到金黃色葡萄球菌與鏈球菌同為外型相似的球菌,利用革蘭氏染色也皆為陽性,所以常以何種檢驗方法可快速且正確地區分這兩種菌?
觸酶試驗是區分葡萄球菌屬(Staphylococcus)與鏈球菌屬(Streptococcus)的關鍵快速方法。葡萄球菌為觸酶陽性,會分解過氧化氫產生氣泡;鏈球菌則為觸酶陰性。凝固酶試驗是用於區分金黃色葡萄球菌與其他葡萄球菌。
細菌因為抗生素藥物的濫用,造成許多抗藥性的細菌,其中細菌產生 β-lactamase 可以分解下列那些抗生素,來抵抗這些抗生素的抑制作用? I:頭孢素(cephalosporin) II:青黴素(penicillin) III:鏈黴素(streptomycin) IV:多黏桿菌素(polymyxin)
β-lactamase可水解β-lactam類抗生素的β-lactam環,使其失去活性。青黴素(penicillin)與頭孢素(cephalosporin)皆屬於此類抗生素。鏈黴素與多黏桿菌素則非此類,不受其影響。
族群生態學屬於生態學的子領域,研究物種族群的動態和這些族群與環境間相互作用關係,例如出生率和死亡率、遷出率與遷入率,有關族群生態學的敘述,下列何者最正確?
寄生現象的影響會隨族群密度增加而增強,屬於密度依賴因子。穿越線法不適用於蝴蝶等高移動性動物;人口過渡期是死亡率先下降;乾旱和洪水是密度獨立因子。
反轉錄酶的發現顛覆了原本自然界的法則,也促進生物產業的進步。下列哪兩個病毒複製皆需要反轉錄酶? I:慢病毒(lentivirus) II:腸病毒(enteric virus) III:B型肝炎病毒(hepatitis B virus) IV:痘病毒(pox virus)
慢病毒為反轉錄病毒,B型肝炎病毒雖為DNA病毒,但其複製過程涉及RNA中間產物,兩者皆需反轉錄酶。腸病毒為RNA病毒,痘病毒為DNA病毒,複製過程皆不需反轉錄酶。
傳染性蛋白(prion)無法利用消毒滅菌的方式消滅,也沒有疫苗可以防治,下列何種疾病不是由傳染性蛋白(prion)引起?
亞急性硬化性全腦炎(SSPE)是由麻疹病毒持續性感染引起的中樞神經系統疾病,並非由傳染性蛋白(prion)引起。選項(A)、(B)、(C)皆為著名的普利昂蛋白相關疾病。
小吳到高雄壽山遊玩時,不小心被蝙蝠咬到,回到家後,出現不適、意識不清、口水變多、吞嚥時喉嚨劇烈疼痛的現象,腦部病理切片可見嗜酸性質內包涵體。請問小吳可能罹患下列何種疾病?
狂犬病由動物咬傷傳播,蝙蝠為常見宿主。其典型症狀包含恐水(吞嚥疼痛)、唾液增多與意識不清。腦部病理特徵為神經細胞質內可見嗜酸性的內基氏體(Negri bodies),與題幹描述的包涵體相符。
在早期的人類胚胎中,基因 HoxB7 表現後,生產出同源盒蛋白(homeobox protein) HoxB7,此蛋白參與中樞神經系統的發育,持續發育的人類胚胎中,HoxB7 亦在腎臟的生長和發育中起關鍵作用,此種同一基因表現在不同時間和發育區域具有不同功能的現象,是屬於下列何種現象?
多效性(pleiotropy)是指單一基因影響多種不同性狀的現象。題目中 HoxB7 基因在不同時間和區域影響中樞神經系統和腎臟的發育,正符合此定義。其他選項與此現象無關。
假設在地質變動的過程,導致地層抬升與切割後,發現了一脊椎動物的骨骼化石,經由地層的定年結果為距今約 3.6 億至 3.8 億年前的晚泥盆紀,古生物學者研究後,依據下列何種構造特徵,推斷此種化石生物屬於一種四足類動物(tetrapod)?
四足類動物的關鍵演化特徵是為了在陸地支撐體重。因此,強化脊椎與骨盆間的連結,以將後肢的力量傳遞至身體,是判斷其為四足類的重要骨骼構造。其他選項如頭骨形狀或鰓骨消失雖是特徵,但不如脊椎與骨盆的連結來得關鍵。
有關測量個體之間的變異如何受遺傳差異的影響,而這些遺傳差異則由父母親平均傳給子代,即累加性遺傳變異所導致的外表型變異比例,此敘述與下列何者最接近?
狹義遺傳率(h²)定義為「累加性遺傳變異」佔「外表型總變異」的比例,它能預測子代對親代性狀的相似程度。廣義遺傳率(H²)則包含所有遺傳變異,不僅限於可穩定遺傳的累加性效應。
在植物細胞中,除了細胞質游離的核醣體或附著在內質網的核醣體會進行轉譯作用而生合成蛋白質,下列何種細胞構造中可以發現蛋白質的生合成?
有色體與葉綠體、粒線體皆為半自主胞器,擁有自己的DNA與核醣體,可自行轉譯合成部分蛋白質。高爾基氏體負責修飾蛋白質,核仁合成核醣體次單元,細胞間基質在細胞外,故皆非蛋白質合成場所。
藻類與植物的生活史類型,依據染色體套數來劃分,可以區分為單倍體時期和二倍體時期,不同分類群因生活史而區分為合子生活史(zygotic life cycle)、配子生活史(gametic life cycle)和孢子生活史(sporic life cycle)。有關藻類與植物生活史的敘述,下列何者最正確?
配子生活史的生物體為二倍體,需經減數分裂產生單倍體配子。合子生活史以單倍體世代為主,二倍體僅有合子,無孢子體與世代交替,故(A)(D)錯誤。(B)的描述為合子生活史的特徵。
有關達爾文雀(Darwin's finches)的研究發現,在其分布島嶼的獨立族群,因乾旱來臨導致食物不足,致使此種鳥類族群之平均鳥喙大小在連續幾代間產生變化,此種變化的情形最符合下列何種現象?
微演化是指一個族群中,等位基因頻率在數個世代間發生變化的過程。題幹描述達爾文雀因天擇壓力,造成鳥喙平均大小改變,此為族群層級的性狀變化,是微演化的典型例子。
如右圖,此為被子植物根的縱切片,依據根部區域的特性與構造,區分為下圖I 至 IV 的四個區域,有關此四個區域的敘述,下列何者最正確?

I區為成熟部,是根吸收水分和礦物質的主要區域,運輸路徑包含穿過細胞壁和細胞間隙的質外體,以及穿過原生質絲的共質體。其他選項:(B)感應重力在IV區根冠;(C)III區分生組織行有絲分裂;(D)延長主要發生在II區。
如右圖,此為被子植物根的縱切片,依據根部區域的特性與構造,區分為下圖I 至 IV 的四個區域,有關根部內具有一層排列緊密的細胞所形成的內皮,在徑向壁和橫向壁形成木栓化和木質化的帶狀增厚現象來阻止水份向組織滲透,管制水份和無機鹽進入維管束的功能,此構造會在下列哪一區域中發現?

依據被子植物根尖的縱切構造,由底端往上依序可分為:IV 根冠(保護根尖)、III 分生區(細胞分裂旺盛)、II 延長區(細胞體積增大並拉長)以及 I 成熟區(細胞分化完成,又稱分化區)。
題目所描述「內皮細胞在徑向壁和橫向壁形成木栓化和木質化的帶狀增厚」即為卡氏帶(Casparian strip)。卡氏帶的主要功能是阻擋水分與無機鹽經由質外體途徑(apoplastic pathway)直接進入中柱,藉此管制物質進入維管束。此種特化的內皮構造與根毛一樣,皆屬於細胞分化成熟後的特徵,因此僅會在細胞已完成分化的 I 區(成熟區)中發現。II 區、III 區與 IV 區的細胞尚未分化出此構造,故不選。
人體的肝臟參與許多毒物和藥物的解毒作用,能夠保護個體免受潛在的有毒化學物質傷害,主要是它能夠將親脂性物質轉化為水溶性的代謝物質,此類代謝物可以經由尿液有效地從體內排出,主要可能的解毒機制是由下列何種細胞構造主要參與,而在肝細胞中具有高度的數量?
肝細胞的平滑內質網含有多種酵素,是藥物與毒物解毒的主要場所。它能將脂溶性物質轉化為水溶性,以便於經由腎臟排出。粗糙內質網主要合成蛋白質,高爾基氏體則負責修飾與運輸。
在族群的發展過程,會因為各種可能的因素促進種化(speciation)發生,有關各種影響族群的因素中,下列何者最不可能導致種化(speciation)發生?
穩定天擇偏好中間型性狀,淘汰極端型,使族群趨於穩定並減少變異,不利於物種分化。相反地,分歧性天擇、先驅者效應和多倍化都可能造成生殖隔離,進而促進新物種形成。
在細胞構造的研究結果顯示,溶酶體(lysosomes)被認為是屬於內膜系統(endomembrane system)一部分的原因,下列何者最正確?
溶酶體內的消化酶是在粗糙內質網合成,再送到高爾基氏體進行修飾與包裝,最後以囊泡形式脫離形成。這個形成過程直接涉及內膜系統的主要成員,故溶酶體被視為其一部分。
在1977年,由卡爾烏斯(Carl Richard Woese)和喬治福克斯(George Edward Fox)依據相關生物學證據,提出了「古細菌」概念,進而將原核生物區分為細菌和古細菌,形成細菌、古細菌和真核生物的三域系統。有關細菌、古細菌的敘述,下列何者最正確?
(A) 細菌的細胞壁含有肽聚糖,但古細菌的細胞壁不含肽聚糖(多為假肽聚糖或蛋白質)。細胞膜脂質部分,細菌為酯鍵結的甘油酯,古細菌為醚鍵結的甘油醚。 (B) 細菌與古細菌的基因組皆為環狀 DNA,但細菌的 DNA 不與組蛋白結合,而古細菌的 DNA 則會與組蛋白結合形成類似核小體的結構。 (C) 細菌與古細菌同屬原核生物,其基因多以操縱子(operon)形式存在,轉錄出的 mRNA 為多順反子(polycistronic mRNA),且轉錄與轉譯在細胞質中同時進行,缺乏如真核生物般複雜的轉錄後修飾作用(如 5' 端加帽、3' 端加多腺嘌呤尾及 RNA 剪接)。 (D) 古細菌的轉錄機制較接近真核生物,會使用 TATA 結合蛋白(TBP)與轉錄因子 IIB(TFIIB)的同源蛋白;但細菌的轉錄起始是依賴 σ 因子(sigma factor)來辨識啟動子,並不使用 TBP 與 TFIIB。
陸地植物進行光合作用,將光能轉換成為化學能儲存,在光線照射下,經由葉綠素a(chlorophyll a)、葉綠素 b(chlorophyll b)、類胡蘿蔔素(carotenoids)等組成的光系統吸收光能,由反應中心的葉綠素a激發出一個電子而進入電子傳遞鏈。有關電子傳遞鏈的敘述,下列何者最正確?
光合作用電子傳遞鏈將氫離子泵入類囊體腔,建立質子梯度。累積的氫離子再經由ATP合成酶流回基質,此化學滲透作用驅動ATP合成。(A)水分解在光系統II。(B)是NADP⁺還原為NADPH。
動物細胞的部分蛋白質會依其功能而進行添加多醣修飾,來提高其生物活性或是產生新的生物活性,在動物細胞階層篩選突變時,有一突變細胞株呈現蛋白質添加多醣修飾能力喪失的現象,依據細胞構造的功能,推測此突變細胞株可能會導致某些細胞構造功能的缺陷,下列何者是最可能發生缺陷的細胞構造?
蛋白質的多醣修飾主要在高爾基氏體進行,許多分泌至細胞外的蛋白質,如構成細胞間基質的成分,都需要經過此修飾。因此,若此能力喪失,最可能代表高爾基氏體功能缺陷,並導致細胞間基質的結構與功能異常。
石蓴(Ulva lactuca)屬於綠藻門石蓴科石蓴屬物種,藻體外型為片狀,似卵形的葉狀體由兩層細胞構成,廣泛分布於世界各地海岸礁石,其生活史中具有二倍體的孢子體和單倍體的配子體之世代交替現象。有關石蓴形態與構造,下列何者最正確?
石蓴的有性生殖為同形配子配合,其雌、雄配子形態大小相同,皆具鞭毛。擬分枝是絲狀藻特徵,接合生殖為水綿等藻類的方式,故(C)(D)錯誤。
有關真核細胞的基因表達過程,其轉錄(transcription)的啟動到結束可以分為下列步驟,有關轉錄的步驟按時間順序排列,下列何者最正確? I: 打開雙股 DNA 鏈形成兩條分離單股DNA,RNA 聚合酶定位到模板鏈作用位點 II: 被推進的 RNA 聚合酶將二股的每個 DNA 鹼基對分離,而立即形成 RNA:DNA 混和鹼基對 III: RNA 聚合酶與一般轉錄因子結合到基因的啟動子區域,形成一個封閉的複合物 IV: 若是 mRNA 的生合成,從RNA聚合酶的出口通道中出現 RNA 就立刻被加蓋(capped) V: 兩股 DNA 鏈在轉錄泡(transcription bubble)尾端重聚,單鏈 RNA 獨立移出
轉錄起始於轉錄因子與RNA聚合酶結合至啟動子形成封閉複合物(III),接著DNA雙螺旋解開形成開放複合物(I),然後開始合成RNA(II)。選項(A)的前三步驟順序正確,是所有選項中最合理的。雖然加蓋(IV)應早於終止(V),但其他選項的起始順序皆有誤。
一般而言,真核生物的細胞中,大多數基因的表現皆受到嚴格調控,但在細胞中仍有一些基因的表現速度大致維持恆定狀態,有關此類維持恆定表現狀態的基因推測其功能,下列何者最正確?
在細胞中表現速度大致維持恆定狀態的基因稱為組成性基因(constitutive genes),這類基因通常負責維持細胞基本生理機能或隨時待命的調控工作。編碼調節蛋白(如抑制子或活化子)的基因通常屬於此類,因為細胞必須隨時維持一定濃度的調節蛋白,以便能迅速偵測環境訊號並調控其他標的基因的開關。其餘選項皆屬於受環境或生理狀態嚴格調控的基因:(A) 參與胺基酸(如甲硫胺酸)生合成的基因通常受終產物的負回饋抑制,當濃度足夠時會停止表現;(B) 干擾素基因屬於誘導型基因,只有在細胞受到病毒感染等特定刺激時才會大量表現;(C) 參與特定醣類(如阿拉伯糖)降解的基因亦為誘導型基因,只有在環境中存在該醣類時才會啟動表現。
在哺乳動物的基因組中,存在基因序列相近但其蛋白質產物不同的各基因而形成基因家族,例如人類的血紅蛋白亞單位基因就是此類基因家族,人類血紅蛋白亞單位的基因共計 10個基因,分別在不同染色體上形成 α-球蛋白和 β-球蛋白基因座之兩個基因群簇。而在哺乳動物的嗅覺相關受體蛋白,由500 和 1000 個基因組成的基因家族,其基因多編碼氣味受體神經元表面的受體蛋白,然而,不同哺乳動物的嗅覺在物種間存在極大的差異性,有關此差異性產生原因的敘述,下列何者最具可能性?
嗅覺在物種間的差異主要來自演化壓力不同。在較不依賴嗅覺的物種中,維持大量嗅覺受體基因功能的選擇壓力較小,因此基因突變累積而成為無功能的偽基因(pseudogenes)的比例較高,導致嗅覺能力下降。
在自然環境下,細菌會發生一種特殊遺傳現象,稱為轉型(transformation)。有關轉型的敘述,下列何者最正確?
轉型是細菌水平基因轉移的方式之一,指細菌直接從環境中吸收外源DNA片段,並將其整合到自身基因組中。(A)是轉錄,(B)是轉導,(C)是DNA複製。
在英國維多利亞時代,人工選取與繁育各種外部形態具有差異的鴿子和其他純種動物是非常狂熱的活動,而達爾文(Charles Darwin)在 1856年開始研究和育種鴿子時,同樣對於此種人工篩選的育種行為非常的狂熱,在此時期產生的各種特殊差異外形的鴿子品種,不同品種需要獨立培育來保持各品種的特殊差異性,有關這種作法與下列何種生殖隔離機制最為相近?
人工獨立培育不同品種的鴿子,是將牠們飼養在不同空間,以避免雜交。此種人為的空間隔離,與物種因棲息地不同而無法相遇交配的「棲地隔離」機制最為相似,皆是透過地理或空間屏障達成隔離。
囊狀纖維化(cystic fibrosis)是一種人體罕見遺傳性疾病,造成此遺傳性疾病的原因為人類第7號染色體上的囊狀纖維化跨膜電導調節子(cystic fibrosis transmembrane conductance regulator, CFTR)基因有缺陷所導致,屬於隱性同型合子之遺傳疾病,多在青少年時期會導致死亡,假設在政府健保資料庫中獲得資訊,每1,000,000 名新生兒中有81名患有此遺傳疾病,依據 Hardy-Weinberg 模型推估,其顯性(A1)和隱性(A2)對偶基因的預期頻度分別為多少?
依哈溫定律,隱性同型合子(A2A2)頻率 q² = 81/1,000,000 = 0.000081。因此隱性對偶基因頻率 f(A2) = q = √0.000081 = 0.009。顯性對偶基因頻率 f(A1) = p = 1 - q = 1 - 0.009 = 0.991。
囊狀纖維化(cystic fibrosis)是一種人體罕見遺傳性疾病,造成此遺傳性疾病的原因為人類第7號染色體上的囊狀纖維化跨膜電導調節子(cystic fibrosis transmembrane conductance regulator, CFTR)基因有缺陷所導致,屬於隱性同型合子之遺傳疾病,多在青少年時期會導致死亡,假設在政府健保資料庫中獲得資訊,每1,000,000 名新生兒中有81名患有此遺傳疾病,承上題,因為此遺傳疾病的個體多在青少年時期死亡,此階段通常還未繁殖產生下一世代,依據此條件推測此下一世代的基因庫,其顯性(A1)和隱性(A2)對偶基因的頻度分別為多少?
由題意可知隱性同型合子(A2A2)頻率 q² = 81/1,000,000,故隱性對偶基因頻率 q = 0.009。因患者無法繁殖,下一代的基因庫中,新的隱性基因頻率 q' = q / (1+q) = 0.009 / 1.009 ≈ 0.00892。顯性基因頻率 p' = 1 - q' ≈ 0.99108。
化石是研究古生物的重要依據,隨著地層的發展,堆疊著各種不同地質年代的生物發展歷史,假設下列的各種物質都可持續存在於化石中,則從古代地層沉積物到最近的地層沉積物,推測出由古到今最有可能的發現順序? I:幾丁質與蛋白質偶聯 II:葉綠素 III:骨頭 IV:纖維素
根據地球生物演化史,各類生物出現的先後順序決定了其代表性物質在化石中出現的地層年代。首先,最早出現的是具備光合作用能力的原核生物(如藍綠菌),約在35億年前即已存在,因此葉綠素(II)是最早出現的物質。接著,真核藻類及後續的植物演化出來,其細胞壁的主要成分纖維素(IV)隨之出現(約10億年前或更早)。隨後在寒武紀大爆發(約5.4億年前),無脊椎動物如節肢動物大量繁衍,其外骨骼成分即為幾丁質與蛋白質偶聯(I)。最後,脊椎動物的硬骨結構(骨頭,III)大約在4億多年前的古生代中後期才演化出來,是最晚出現的物質。因此,由古到今的正確順序為葉綠素(II)→纖維素(IV)→幾丁質與蛋白質偶聯(I)→骨頭(III)。選項(D)容易被誤選,但其將纖維素排在葉綠素之前是錯誤的,因為具備葉綠素的光合作用原核生物遠比具備纖維素細胞壁的真核植物更早誕生。
石炭紀(Carboniferous)屬於地質歷史的一階段,依據地質歷史資料得知,石炭紀從3.59億年前開始,延續到2.99 億年前結束,在地層中留下了大量的植物化石,假設人類若回溯到石炭紀時期生存,依據現有的化石資料推測,此階段最適合做為建造建築物或器具的材料來源,下列何者最正確?
石炭紀的優勢植物為形成大片森林的巨大蕨類、木賊與石松,是當時最適合的建築材料。其他選項包含的輪藻、苔蘚體型太小,或裸子植物在當時尚未成為優勢物種。