C4 植物為了適應強日照環境,在光合作用中會將二氧化碳送至何處固定?
C4植物具有特殊的「克氏解剖構造」(Kranz anatomy)。二氧化碳首先在葉肉細胞被PEP羧化酶固定成四碳化合物,接著此四碳化合物被運送至維管束鞘細胞,在此脫羧釋出二氧化碳,再由RuBisCO固定進入卡爾文循環。此機制可濃縮二氧化碳,減少光呼吸。
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C4 植物為了適應強日照環境,在光合作用中會將二氧化碳送至何處固定?
C4植物具有特殊的「克氏解剖構造」(Kranz anatomy)。二氧化碳首先在葉肉細胞被PEP羧化酶固定成四碳化合物,接著此四碳化合物被運送至維管束鞘細胞,在此脫羧釋出二氧化碳,再由RuBisCO固定進入卡爾文循環。此機制可濃縮二氧化碳,減少光呼吸。
脂肪酸氧化代謝過程,中間產物以何種形式進入檸檬酸循環?
脂肪酸經由 β-氧化作用,會將長鏈脂肪酸分解成二碳單位的乙醯基輔酶 A (acetyl-CoA)。此 acetyl-CoA 隨後進入粒線體基質,與草醯乙酸結合,啟動檸檬酸循環。丙酮酸是糖解作用產物,而蘋果酸與檸檬酸則是循環的中間產物。
DNA 複製時負責解開雙股 DNA 的酵素為__?
解旋酶(helicase)的功能是在複製叉(replication fork)處,利用ATP水解的能量打斷雙股DNA之間的氫鍵,將其解開。連接酶(ligase)負責連接DNA片段;引酶(primase)合成RNA引子;拓撲異構酶(topoisomerase)則緩解解旋造成的超螺旋壓力。
氣孔開啟與何種離子最有關?
氣孔開啟是因保衛細胞吸水膨脹,此過程由鉀離子(K⁺)主動運輸送入保衛細胞,降低其水勢,使水份滲透進入所驅動。鈣離子(Ca²⁺)主要調控氣孔關閉,而氯離子(Cl⁻)雖也伴隨進入,但鉀離子是最主要的驅動離子。
臨床上以檢測血中何種物質來反映人體的腎絲球過濾率?
肌酸酐(creatinine)是臨床上最常用來評估腎絲球過濾率(GFR)的內生性指標。它由肌肉穩定產生,能自由通過腎絲球過濾,且幾乎不被腎小管再吸收或分泌,因此其血中濃度能穩定地反向反映GFR。尿素氮會被再吸收,白蛋白則不易過濾,故不適用。
下列何者非細胞訊息傳導中常見的二級傳訊者?
鈣離子(Ca²⁺)、環化腺苷單磷酸(cAMP)及肌醇三磷酸(IP₃)是細胞內最典型且常見的二級傳訊者。一氧化氮(NO)雖為重要的訊息分子,但它是一種氣體,可自由穿透細胞膜,常作為旁分泌信號作用於鄰近細胞,其角色與傳統定義下在同一細胞內傳遞信號的二級傳訊者有所區別,因此最不符合。
細菌的細胞壁主要成分為__?
細菌細胞壁的特有主要成分為肽聚醣(peptidoglycan)。幾丁質為真菌細胞壁成分;木質素與纖維素為植物細胞壁成分。因此,(C)是正確答案。
下列何種代謝途徑主要發生在粒線體內膜上?
電子傳遞鏈由多個蛋白質複合體組成,這些複合體鑲嵌於粒線體內膜上。糖解作用發生在細胞質,而脂肪酸氧化與檸檬酸循環主要發生在粒線體基質中。因此,電子傳遞鏈是主要發生在粒線體內膜上的代謝途徑。
脊椎動物的大腦腦區中,哪個部位與晝夜節律的調控最相關?
下視丘內的視交叉上核 (suprachiasmatic nucleus, SCN) 是脊椎動物體內主要的生理時鐘,負責接收來自視網膜的光線訊息,並協調全身的晝夜節律。其他腦區如腦下垂體雖受其調控,但並非節律的源頭。
若你前去參訪紅樹林保護區”四草濕地”時,較不可能見到下列何種植物?
台灣水韮是台灣特有種的沉水性水生蕨類,生長於淡水環境,如陽明山夢幻湖。而四草濕地為河口半鹹水的紅樹林生態系,主要植物為(A)五梨跤、(B)欖李、海茄苳、(C)水筆仔等耐鹽的紅樹林植物,故不可能見到台灣水韮。
CO₂於血液中主要以下列何種型式被攜帶?
血液中CO₂的運輸主要有三種形式。約70%的CO₂會進入紅血球,經碳酸酐酶催化形成碳酸後解離為重碳酸鹽離子(HCO₃⁻)運送。約20-23%與血紅素結合形成碳醯胺基血紅素,僅約7-10%直接溶於血漿。血小板不參與氣體運輸。
下列何者是噬菌體裂解週期(lytic cycle)的典型特徵?
噬菌體裂解週期的最終階段是合成大量新病毒,並產生酵素(如溶菌酶)分解宿主細胞壁與細胞膜,導致細胞破裂(lysis)並釋放子代病毒。(A)和(B)是溶原週期(lysogenic cycle)的特徵。(D)是真核細胞的防禦機制,細菌無溶小體。
在某基因治療試驗中,所有受試者均成功表現外源基因產物,但僅部分患者出現臨床改善,最可能的原因為___?
題幹指出所有受試者均「成功表現外源基因產物」,表示基因已送入細胞、轉錄及轉譯成蛋白質。因此,(A)、(C)、(D) 等在蛋白質產生前就失敗的步驟可被排除。臨床未改善的最可能原因是產出的蛋白質雖存在,但因摺疊錯誤或修飾不全等問題而無正常生物功能。
某藥物在體外抑制癌細胞粒線體呼吸作用後,細胞 ATP 濃度下降,但乳酸生成顯著上升,下列何者推論最合理?
藥物抑制粒線體呼吸作用,導致主要ATP來源的氧化磷酸化受阻,ATP濃度下降。為彌補能量缺口,細胞會代償性地提升糖解作用速率以產生少量ATP。糖解作用產物丙酮酸無法進入TCA循環,便轉化為乳酸,因此乳酸生成顯著上升。
目前多數 CAR-T(chimeric antigen receptor T cell)療法屬於下列何種基因治療策略?
CAR-T 療法是將病患的 T 細胞抽出體外,在實驗室中進行基因改造,使其能表現嵌合抗原受體,再將改造後的細胞輸回病患體內。此過程完全符合「體外基因治療」(ex vivo) 的定義,而非在體內直接修改基因。
在基因治療中,腺相關病毒(adeno-associated virus, AAV)最常被使用的原因為__?
腺相關病毒(AAV)因其非致病性、低免疫原性而廣泛應用於基因治療。它通常以附加體(episome)形式存在於細胞核,極少整合入宿主染色體,降低了插入性突變的風險,故安全性佳。其缺點是攜帶的DNA片段小(A),且非致病(B)與不隨機整合(D)皆為優點,非選項所述。
某患者因腫瘤抑制基因(tumor suppressor gene)功能喪失,導致細胞在 DNA 損傷後仍持續增生。此現象最可能與下列何種分子機制失常有關?
腫瘤抑制基因(如p53)是細胞週期檢查點的關鍵調控者。當DNA受損時,它會活化並暫停細胞週期以進行修復。若其功能喪失,檢查點將失靈,細胞即使帶有損傷的DNA也會繼續分裂增生,符合題幹描述。其他選項與此直接調控機制無關。
某神經退化性疾病中,細胞內出現大量錯誤摺疊蛋白聚集,並引發細胞壓力反應。此病理現象最直接與下列何種細胞功能失衡有關?
內質網(ER)是蛋白質摺疊和修飾的主要場所,其品質管控系統負責處理錯誤摺疊的蛋白。當此系統失衡,錯誤摺疊的蛋白會大量累積,引發「未摺疊蛋白反應」(UPR),即一種細胞壓力反應。此機制與題幹描述的病理現象最為直接相關。
研究團隊以一種抗癌藥物處理癌細胞株,結果顯示細胞凋亡訊號已被活化,但粒線體外膜通透性並未增加,且細胞最終並未凋亡。下列何種分子事件最可能受到抑制?
題幹描述細胞凋亡訊號已活化,但粒線體外膜通透性未增加,最終細胞未凋亡。這指向內源性凋亡路徑在粒線體層次被阻斷。粒線體外膜通透性增加是為了釋放細胞色素c,若通透性未增加,則細胞色素c無法釋放至細胞質,後續的凋亡體形成與caspase活化便無法進行,導致凋亡失敗。
蛋白質 X 在細胞質合成後,若其序列末端缺乏特定信號胜肽(signal peptide),該蛋白質最有可能停留在何處?
蛋白質的最終去向由其胺基酸序列中的信號胜肽決定。若蛋白質缺乏任何特定的信號胜肽,它將無法被引導至內質網(進而分泌)、粒線體或細胞核等特定位置,因此會留在其合成地點,即細胞質。
下列何種作用最能解釋 GLP-1 RA (glucagon-like peptide-1 receptor agonist)類藥物在體重控制上的臨床效果?
GLP-1受體促效劑(GLP-1 RA)主要的減重機轉是透過作用於中樞神經(如下視丘)增加飽足感、抑制食慾,並同時延緩胃排空,使食物在胃中停留更久,兩者共同作用以減少總熱量攝取。其他選項並非其最主要或直接的臨床作用機制。
關於內分泌訊息傳遞(endocrine signaling)的敘述中,下列何者最正確?
內分泌訊息的定義是荷爾蒙經由血液運送至遠端標的細胞。(A)描述的是旁泌訊號。(C)標的細胞必須有專一性受體才能產生反應。(D)內分泌反應通常較慢且持久,而非必然快速短暫。
玳瑁貓(tortoiseshell cat)通常同時具有黑色與橘色毛色斑塊,且幾乎只出現在母貓。下列何種分子與遺傳學機制最能解釋此現象?
貓的橘色/黑色毛色基因位於X染色體上。母貓(XX)若為異型合子,在胚胎發育早期會隨機去活化一條X染色體,導致部分細胞表現橘色,部分表現黑色,形成斑塊。公貓(XY)只有一條X,故無此現象。
新生兒先天代謝疾病篩檢中,臨床上廣泛使用串聯質譜(tandem mass spectrometry, MS/MS),其主要偵測標的為:
串聯質譜(MS/MS)是分析分子質荷比的技術,適用於偵測小分子代謝物。新生兒先天代謝疾病常因酵素缺陷導致特定胺基酸或代謝物(如醯基肉鹼)濃度異常,MS/MS能快速、高通量地定量這些指標物。染色體、mRNA、基因序列則分別由核型分析、RT-qPCR、PCR等技術檢測。
糞便移植(fecal microbiota transplantation, FMT)已被證實對反覆發作之困難梭狀芽孢桿菌感染(Clostridium difficile infection)具有顯著療效。下列何者最能合理解釋其主要治療機轉?
糞便移植的主要機轉是引入一個健康、多樣化的腸道菌群。這個新建立的生態系能與困難梭狀芽孢桿菌競爭養分和生存空間,並恢復抑制病原菌生長的正常代謝環境(如次級膽酸的生成),從而壓制其再度增殖。其他選項描述的可能是次要或非主要機轉。
一名 38 歲孕婦於懷孕第 11 週接受產前檢測,結果顯示胎兒第 21 號染色體比例異常升高。此結果最可能源自下列何種生物學事件?
胎兒第21號染色體比例異常升高,是唐氏症(Trisomy 21)的典型特徵。此病症最常見的成因是親代(尤其是卵子)在進行減數分裂時,第21號同源染色體或姊妹染色分體發生不分離,導致產生多一條21號染色體的配子。受精後體細胞突變會造成鑲嵌型,而非全面性的比例升高。
一名女性攜帶某X染色體性聯隱性疾病的致病突變,其父親為正常、母親為帶因者。若該女性與正常男性結婚,下列何者最合理描述其子女的遺傳風險?
該女性為帶因者(Xx),與正常男性(XY)結婚。其子代基因型機率為:女兒1/2為正常(XX)、1/2為帶因者(Xx);兒子1/2為正常(XY)、1/2為罹病(xY)。因此,兒子罹病機率為50%,女兒成為帶因者的機率為50%。
某顯性遺傳疾病在同一家族中,後代發病年齡逐代提早且症狀逐代加重。下列何種分子遺傳機制最能解釋此現象?
題幹描述的現象稱為「遺傳預期(anticipation)」,即遺傳疾病在後代中發病年齡提早且症狀加劇。此現象的典型分子機制是三核苷酸重複序列在世代傳遞過程中的不穩定擴增,如杭丁頓舞蹈症。重複次數越多,發病越早,症狀越重。
下列何種胞器不屬於細胞內膜系統(endomembrane system)?
細胞內膜系統是透過囊泡運輸來協同作用的胞器群,包含核膜、內質網、高基氏體、溶體、液泡和質膜。過氧化體雖有膜,但其生成與功能獨立於此系統,不參與囊泡交換,因此不屬於內膜系統。
針對水通道蛋白(aquaporins)的敘述何者最正確?
水通道蛋白是一種通道蛋白,專門讓水分子快速通過細胞膜,此過程不耗能且順著水勢梯度進行,屬於促進性擴散。(B)(C)皆描述主動運輸,與事實不符。(D)並非所有細胞都有水通道蛋白,其表現量因細胞種類與生理需求而異。
某太平洋小島上有同種雀鳥 1,000 隻。部分鳥為黃色羽毛,此性狀由隱性等位基因決定;其餘為綠色羽毛,由顯性等位基因決定。一場颶風後僅剩10 隻鳥,且全部為黃色羽毛。下列敘述何者正確?
颶風使族群數量從1,000隻銳減至10隻,此為典型的「族群瓶頸效應」。倖存者全為黃色(隱性yy),代表顯性等位基因(Y)已從基因池中消失,造成「遺傳多樣性喪失」。(A)錯在Y基因已失,不會再出現綠鳥。(C)此為遺傳漂變,非突變。(D)基因流動指族群間的基因交換,非族群內部交配。
某銅冶煉廠開始運作後,下風處植物族群逐漸適應空氣污染,例如耐酸性顯著提高。此為何種天擇形式?
環境壓力(空氣污染)使族群的表型朝特定方向(耐酸性提高)演化,偏好某一極端性狀的個體,此為方向性選擇。穩定選擇偏好中間型,分裂選擇偏好兩極端,而遺傳漂變則是隨機過程,與適應無關。
下列有關支持古菌(Archaea)與真核生物(Eukarya)相似性的證據,何者最正確?
古菌與真核生物在分子層次上更為接近。兩者皆具有多種且結構複雜的RNA聚合酶,與細菌僅有一種簡單的RNA聚合酶不同。其他選項錯誤:(A)真核生物有內含子;(B)真核生物為線性DNA且兩者皆有組蛋白;(C)肽聚醣為細菌細胞壁成分。
若某細胞的 trp 操縱子(trp operon)之操縱序列(operator)發生突變,使trp 抑制蛋白(trp repressor)無法結合,當加入色胺酸(tryptophan)時會如何?
色胺酸(tryptophan)作為共抑制物(corepressor)會與抑制蛋白結合使其活化。然而,因操縱序列(operator)突變,導致活化的抑制蛋白無法結合上去,RNA聚合酶仍可進行轉錄,因此trp酵素會持續產生。此為負向可抑制操縱子(negative repressible operon)的失控表現。
成體幹細胞的治療潛能有限,最主要的原因為___?
成體幹細胞是多潛能幹細胞(multipotent),其分化潛能僅限於其來源組織的特定細胞類型,這限制了其治療應用範圍。選項(A)與幹細胞定義矛盾。(B)成體幹細胞具完整基因組。(C)它們在組織中數量稀少,不易分離。
針對下列植物可食用部位的敘述,何者錯誤?
此敘述錯誤。白馬鈴薯是塊莖(tuber),為變態莖(modified stem),其上的「芽眼」是節,可發育為新枝條。變態根的例子是地瓜或胡蘿蔔。其他選項皆正確:芹菜梗是葉柄、胡蘿蔔是主根、洋蔥的層狀結構是變態葉。
促使根向下穿透土壤的生長,主要是因下列何種細胞生理現象所促進?
植物根的生長主要由根尖後方的「延長區」細胞快速伸長所驅動。頂端分生組織(B)主要負責細胞分裂以增加細胞數量,但真正將根尖推入土壤的物理力量來自於後方細胞的體積增大(延長)。根冠(A)主要功能為保護,木質部分化(D)則發生在更後方的成熟區。
樹木產生木材與樹皮所造成的周徑增加是由於
樹木周徑( girth)的增加,即變粗,是次級生長的結果。此過程由側生分生組織(維管束形成層與木栓形成層)負責,產生次級木質部(木材)與次級韌皮部(樹皮)。初級生長則是由頂端分生組織負責,使植物增高或伸長。
被子植物的精細胞到達卵細胞,主要透過何種方式?
被子植物的精細胞無鞭毛,無法自行游動。花粉粒在柱頭萌發後,會長出花粉管,將精細胞運送通過花柱,最終送達胚珠內的卵細胞完成受精。此為花粉管受精,為被子植物特徵。
礦物離子經由細胞內路徑(intracellular route)進入植物根部木質部細胞的最主要方式為__?
題目所問的細胞內路徑(intracellular route)即為共質體路徑(symplastic pathway)。礦物離子由根毛細胞的主動運輸吸收後,進入細胞質,再藉由胞間連絲(plasmodesmata)在細胞間移動,最終送入木質部。此路徑可繞過內皮層的卡氏帶屏障。(B)滲透作用是水的移動。(C)通過內皮細胞壁是質外體路徑,會被卡氏帶阻斷。
枝條分枝主要受哪兩種植物激素交互作用所控制?
枝條分枝主要由頂端優勢(apical dominance)控制。頂芽產生的生長素(auxin)會抑制側芽生長,而根部產生的細胞分裂素(cytokinin)則會促進側芽生長。這兩者濃度的相對比例決定了側芽是否萌發,是控制分枝的主要機制。
長日照植物的開花由何者啟動?
植物開花的關鍵是感受連續黑暗期的長度,而非光照期。長日照植物(應稱為短夜植物)開花的條件是「夜晚長度短於其臨界夜長」。若夜晚過長,即使白晝也很長,植物也不會開花。因此,(A) 是最精確的描述。
補體蛋白(complement proteins)不具有下列何種功能?
補體蛋白主要由肝臟合成,存在於血漿中,並非由自然殺手細胞釋放。攻擊癌細胞與病毒感染細胞是自然殺手細胞的功能,其機制是釋放穿孔素(perforin)與顆粒酶(granzymes),而非補體蛋白。選項A、B、D分別描述了補體蛋白的調理作用、觸發發炎與趨化作用,皆為其主要功能。
T 細胞如何辨識被病毒感染的細胞?
病毒感染細胞後,其蛋白質會在細胞內被分解成抗原片段,並與第一類MHC分子結合,呈現於細胞表面。細胞毒性T細胞(CTL)可透過其T細胞受體辨識此MHC-抗原複合體,進而啟動毒殺機制。其他選項描述的是干擾素功能、抗體依賴性毒殺作用或先天免疫的辨識機制,非T細胞辨識受感染細胞的主要方式。
在某些動物中,特殊的棕色脂肪(brown fat)細胞內之代謝分解在哪個期間會顯著增加?
棕色脂肪的主要功能是進行非顫抖產熱。其細胞內粒線體含有解偶聯蛋白(UCP1),能將呼吸作用產生的能量直接以熱能釋放,而非合成ATP。此過程在動物應對寒冷環境時會顯著增加,以維持體溫。顫抖產熱則依賴肌肉收縮。
飲酒後尿量增加主要為下列何種因素導致?
酒精會抑制腦下垂體後葉釋放抗利尿激素(ADH),導致集尿管對水的通透性下降,水分再吸收減少,進而產生大量稀釋的尿液。醛固酮(A)或近曲小管再吸收增加(D)皆會使尿量減少。血壓變化(B)並非主要原因。
下列有關更年期(menopause)的特徵敘述,何者正確?
更年期的根本原因是卵巢功能衰退,濾泡耗盡且對腦下垂體分泌的FSH與LH反應性降低,導致雌激素分泌銳減。由於失去雌激素的負回饋,腦下垂體會分泌更多的FSH與LH,故(B)錯誤。子宮內膜是因缺乏荷爾蒙刺激而萎縮,非磨損(C)。大腦GnRH分泌也會增加,故(D)錯誤。
若卵細胞以 EDTA 處理,則會造成下列何種現象?
EDTA是鈣離子螯合劑,會移除環境中的鈣離子。受精膜的形成(慢速多精阻斷)有賴於皮質顆粒釋放的酵素,這些酵素需要鈣離子作為輔因子來修飾卵黃膜,使其抬升並硬化。缺乏鈣離子會阻斷此過程。雖然頂體反應(A)也需鈣離子,但那是精子的反應,而題目是問對卵細胞的影響,故(D)為更直接且針對卵本身的答案。
阿茲海默症的神經退化過程,最主要涉及下列何種變化?
阿茲海默症的核心病理特徵始於突觸。β-類澱粉蛋白(Aβ)寡聚體堆積會優先損害突觸的結構與功能,導致突觸傳遞異常與突觸喪失,此現象早於大規模神經元死亡,是造成早期認知功能下降的主因。
在開發針對自體免疫疾病(如類風濕性關節炎)的調節性T細胞(Treg)相關療法時,下列何種策略最符合目前的醫學研究方向?
治療自體免疫疾病的目標是增強免疫抑制功能。調節性T細胞(Treg)扮演此角色,其功能依賴Foxp3。策略(B)透過體外擴增患者自身的Treg再回輸,直接增加具抑制功能的細胞數量,是合理療法。反之,(A)阻斷Foxp3、(C)刺激效應T細胞、(D)將Treg轉為促發炎的Th17,皆會加劇自體免疫反應。