115學年度分科測驗生物
有關植物光合作用中「固碳反應」的敘述,下列何者錯誤?
十八世紀英國醫生簡納發現牛痘膿汁可以預防天花,進而發展出人類的第一支疫苗,開啟人類使用疫苗防禦疾病的新時代。對於接種牛痘膿汁對天花產生免疫效果的可能原因,下列何者正確?
題組 3-4 (4分)
圖1為某陸域生態系中,甲、乙、丙三物種個體數量隨時間推移之變化圖。根據圖1及所學回答3–4題。 圖
有關圖1所呈現的現象或推論,下列何者正確?
承上題,若以箭號代表食物鏈中能量流轉方向,下列何者最有可能為甲、乙、丙三者之間的能量流轉關係?
某學者發現甲品系玉米芽鞘向光性較其他品系微弱,他要如何設計實驗來證實此現象是因其生長素產量較低所造成?
將一植株相近部位具有葉片之兩枝條剪下,其切口分別浸泡於含有放射性元素之胺基酸培養液中培養,並命名為甲組及乙組。噴灑少量細胞分裂素於甲組葉片;乙組則無。培養適當時間之後,相較於乙組,甲組葉片會呈現下列何種情況?
生態學家觀察到,棲地零碎化後,除影響原生物種外,外來物種成功入侵的機率也可能顯著上升。下列何者最能解釋棲地零碎化增加外來物種入侵的機率?
促性腺素釋素(GnRH)的受體抑制劑,可以用於治療特定生殖系統疾病。下列何者為服用GnRH受體抑制劑的病人最有可能發生的現象?
某種以植物種子為食的鳥類族群棲息於特定區域,經長期觀察記錄此族群鳥喙之大小,發現其頻度分布有從集中轉趨分散的趨勢。對於造成此現象的原因,下列何者最合理?
不同棲地環境具有獨特的穩定同位素比值,而生物自環境攝入的穩定同位素可保留在其組織中,故測量生物體樣本的穩定同位素比值可反映其棲地的特性。圖2顯示甲~丁四個不同大蒜族群樣本中,18O/16O^{18}\mathrm{O}/^{16}\mathrm{O} 比值與 2H/1H^2\mathrm{H}/^1\mathrm{H} 比值的關係。根據圖2,下列敘述何者正確? 圖
真核細胞的粒線體是製造ATP的主要場所,而ATP無法自由進出粒線體,須藉由內膜上不耗能的ADP/ATP轉運蛋白運送。邦克列酸是一種粒線體毒素,會抑制此轉運蛋白,使其失去原有功能。ADP/ATP轉運蛋白將ATP由粒線體運送至細胞質的方式,最接近下列哪一種運輸方式?當該轉運蛋白活性受到邦克列酸抑制後,粒線體會逐漸失去功能。若此時氧氣充足,人體細胞內的哪一種作用仍能持續產生ATP?
考古研究發現14,000年前的麵包硬到難以入口,羅馬時代的人會將啤酒泡沫混入麵糰,讓麵包變得蓬鬆好吃,後來瞭解是啤酒泡沫中酵母菌的作用。下列哪種生物技術可以協助科學家在考古過程中,解析出具百年歷史的窯烤麵包中所含的酵母菌種類?
現代的生態保育策略目標為:正確地認識生物多樣性的威脅來源,並給予適當而有效的科學治理方法。下列關於生物多樣性威脅的敘述,哪些正確?
某植物基因具有A與a兩個等位基因,若讓基因型AA的雄花與基因型aa的雌花雜交,使雌花在正常情況下產生種子。有關該基因的敘述,下列哪些正確?
有關人體神經元細胞膜和動作電位的敘述,下列哪些正確?
拉不拉多犬的毛色,由兩個位於不同體染色體的基因所控制。第一個為黑色素基因,有二個等位基因:E(顯性,產生黑色素)和e(隱性,不產生黑色素)。若黑色素基因為顯性,則由第二個密度基因控制色素密度,也有二個等位基因:B(顯性,使毛色呈現黑色)和b(隱性,使毛色呈現巧克力色);若黑色素基因為隱性,則密度基因沒有作用,毛色呈現米黃色。根據上述說明,下列敘述哪些正確?
科學界對生命起源於何處的問題仍眾說紛紜。然而隨科學進展,有若干說法已被普遍接受。下列哪些屬於目前科學界所接受的說法?
有關胃液及其調節的敘述,下列哪些正確?
有關人體泌尿系統與其調控機制的敘述,下列哪些正確?
題組 20-22 (6分)
辛格與尼克森在西元1972年提出的細胞膜流體鑲嵌模型指出,組成細胞膜的磷脂質與蛋白質可以在膜的平面上自由橫向移動與漂移,但在缺乏特定傳遞蛋白協助下,雙層磷脂質間的分子極少發生互換。後續許多實驗結果大致支持此模型的流體特性,但也顯示細胞膜並非是均質的構造,磷脂質與膜蛋白在膜上的移動會受到局限。影響細胞膜分子流動的原因很多,其中有兩個與細胞膜的構造相關。 動物細胞的細胞膜含有許多膽固醇,相對於一般磷脂質,膽固醇的分子結構中含有四個碳環,體積龐大又缺乏可塑性。堆疊在脂雙層構造中時,膽固醇與含有飽和脂肪酸的磷脂質間具有較高的親和性。膽固醇在細胞膜中的分布不均勻,在稱為「脂筏」的細胞膜區塊中含量特別高。脂筏也是許多受體蛋白質集中分布的區域,是細胞膜訊息傳遞功能的關鍵構造。 細胞膜骨架是另一個影響細胞膜分子流動的構造,它是由緊貼在細胞膜內側的微絲,以及細胞膜上許多能與微絲接合的膜蛋白所組成。細胞膜骨架具有維持細胞特定形狀的功能,但為了讓包括細胞移動等作用順利進行,細胞膜骨架微絲與膜蛋白的結合會隨時進行動態調整。 依據本文及習得知識,回答20–22題。
下列何者不符合目前修正後的細胞膜流體鑲嵌模型?
下列哪些分子在細胞膜脂筏中的密度,可能比其他細胞膜區域高?
下列哪些細胞的功能或現象可能涉及細胞膜骨架的動態調節?
題組 23-25 (6分)
墨西哥麗脂鯉(Astyanax mexicanus)生活在不同環境的族群具有高度的形態差異,例如棲息於地表河流的有眼族群,以及生活於地底石灰岩洞穴中的無眼族群。儘管外觀與生理特徵差異相當大,兩者仍屬於同一物種。根據分子序列所建構的親緣關係圖(圖3)顯示,不同的洞穴族群應該是由地表族群在不同時間、地點分別進入洞穴後獨立形成。這些洞穴族群彼此隔離,卻不約而同發生如失去眼睛之類的性狀改變。此種獨立演化出相同表徵的現象即稱為「平行演化」。 圖 科學家發現,名為Shh的訊息分子基因表現量在洞穴無眼族群的胚胎中,顯著高於地表有眼族群,而主導眼部發育的 Pax6 基因表現量則相對較低。若使地表有眼族群的胚胎過度表現 Shh 基因,Pax6 基因的表現量便會受到Shh訊息分子抑制而降低。Pax6蛋白可促進眼部細胞增生,故 Pax6 基因表現量降低會進一步導致其眼睛異常縮小。 此外,提高 Shh 基因表現量也會同時大幅增加味蕾數量,並使大腦掌管嗅覺的區域變大。科學家進一步比較不同地理位置的洞穴族群,發現這些獨立演化的族群都有 Shh 基因表現量提升與 Pax6 基因表現量下降的現象,顯示地底洞穴族群可反覆以同樣的基因調控變化來產生多種性狀的平行演化。 依據本文及習得知識,回答23–25題。
上述墨西哥麗脂鯉的研究發現中,哪些現象可以說明曾經發生平行演化?
某生進行親緣關係分析時,僅採樣了洞穴族群,忘了把地表河流族群納入,所得結果應該為何?
在亞洲,有另一種魚進入洞穴,形成無眼族群的案例。科學家發現牠們僅有眼睛消失,味覺及嗅覺相關構造並未有相對應的增加。下列發育調控的變化,何者最有可能為造成該魚種的洞穴族群失去眼睛的原因?
題組 26-28 (6分)
類胡蘿蔔素是一群脂溶性有機色素,存在於植物及行光合作用的藻類中。先前「黃金米」的開發,也是以增加稻米中類胡蘿蔔素的合成為目標。利用β-胡蘿蔔素在人體能轉變成維生素A,以改善缺乏的問題。近來發現類胡蘿蔔素代謝物,在延長種子壽命中扮演重要角色。 植物烯合酶(PSY)為類胡蘿蔔素生物合成過程中重要的關鍵酵素,PSY 基因過量表現品系的種子壽命顯著延長,且植物體內的活性氧(ROS,生物體代謝產生的含氧活性分子)含量較低。相較之下,來自 psy 突變體的種子在高ROS水平下存活率降低。一般種子中能同時檢測到葉黃素和β-胡蘿蔔素。 然而眾多類胡蘿蔔素中,只有β-胡蘿蔔素及其衍生代謝物(β-環狀物和β-離子酮)能延長種子壽命。CCD1和CCD4酵素能專一性切割類胡蘿蔔素,使其裂解成其他較小的分子產物。在 ccd1/4 雙突變植物中,可發現種子壽命顯著降低,即使在 ccd1/4 雙突變體中過量表現 PSY 基因,也會降低種子壽命。這些結果支持β-胡蘿蔔素的裂解對保存種子壽命的必要性,並強調種子類胡蘿蔔素在農業中的重要性。 依據本文與習得知識,回答26–28題。
有關「黃金米」的敘述,下列何者錯誤?
有關類胡蘿蔔素及其合成相關酵素的敘述,下列哪些正確?
有關種子壽命的敘述,下列何者正確?
甲生與乙生血型相同,甲生父母血型皆為AB型,而乙生父親為O型、母親為A型。以抗體檢驗血型的探討活動中,取等量甲生與乙生的血液進行實驗,可觀察到加入__抗體後血液產生凝集現象,且凝集的速度__,因為__。
某生利用發酵管(如圖4)來觀測酵母菌的發酵作用。下列敘述何者正確? 圖
某生對於植物葉片上氣孔的分布與其所處環境的關係深感興趣,因此塗抹指甲油於九層塔與水蘊草的葉片上,然後製成水埋玻片,利用複式顯微鏡觀察。下列相關敘述哪些正確?
某生進行生態球實驗,以探討不同變因對生態系穩定度的影響。該生準備了四個大小相同且可以完全密封的透明玻璃瓶,內部皆裝入等量的無菌水與底沙,分別進行下列不同配置,密封兩週後,觀察各組的生物存活狀況。表1記載實驗設置及結果:
甲乙丙丁
光照有有有無
水蘊草有有無有
黑殼蝦有無有有
硝化菌有有有有
兩週後結果蝦與水蘊草皆存活水蘊草存活蝦死亡蝦與水蘊草皆死亡
下列相關推論,哪些正確?
某生進行豬心解剖探討活動時,將豬心剖開,分成腹側(靠近胸腔腹面的一側)與背側(靠近胸腔背面的一側)兩半。圖5為其中一半的剖面,根據黑、白箭號分別所指腔室的構造判斷,這是哪一半?判斷的依據為何? 圖
某生對於光合作用中的光反應很感興趣,因此利用0.5 M蔗糖溶液萃取菠菜葉中的葉綠體後,進行希爾反應;實驗設計甲~丁管如表2所示,乙、丁兩管多加1 ml的0.5 M蔗糖溶液,以使各管溶液之總體積相同。經照光或黑暗處理30分鐘後,離心取上清液,觀察其顏色變化。
甲乙丙丁
0.5 M蔗糖溶液3 ml4 ml3 ml4 ml
葉綠體溶液1 ml0 ml1 ml0 ml
0.05% DCPIP溶液0.5 ml0.5 ml0.5 ml0.5 ml
照光處理照光照光鋁箔包裹不透光鋁箔包裹不透光
有關此實驗的敘述,下列哪些正確?
甲生以複式顯微鏡觀察人類血液抹片並製作報告,圖6為實驗報告中的附圖及標示,可觀察到許多血球細胞。下列相關敘述哪些正確? 圖
題組 36-37 (6分)
下視丘分泌促甲狀腺素釋素(TRH),刺激腦垂腺前葉分泌甲狀腺刺激素(TSH),TSH經由血流刺激甲狀腺分泌甲狀腺素,過多的甲狀腺素則會回饋調控TRH及TSH的釋放。碘是製造甲狀腺素的重要元素,人體若因食物缺乏碘,會導致甲狀腺素產量下降,反而會使得甲狀腺腫大,稱為缺碘性甲狀腺腫。 葛瑞夫茲氏病(Graves’ disease)是一種自體免疫疾病,病人的身體會製造抗體,過度刺激甲狀腺細胞上的TSH受器,導致甲狀腺增生腫大,分泌過多的甲狀腺素。依據本文與習得知識,回答36–37題。
有關甲狀腺素或其調控的敘述,下列哪些正確?
(a)相較於健康的人,葛瑞夫茲氏病患者的血液中TRH濃度及TSH濃度分別會如何變化?(填寫增加、不變或減少)(2分) TRH濃度: TSH濃度: (b)TRH與甲狀腺素分別由何種方式運送至腦垂腺前葉,以影響TSH的分泌?(填寫神經內分泌細胞或血液)(2分) TRH: 甲狀腺素:
題組 38-39 (4分)
某生因細菌感染就診,醫生開立了為期7天的抗生素療程,並特別叮嚀:「即使吃藥3天就好了,也絕對不能自行停藥,必須把7天的藥全部吃完,以避免未來產生具有抗藥性的超級細菌。」
關於醫生叮嚀背後的生物學原理,下列哪一項解釋最為正確?
某生於試管中培養一野生菌株,細菌族群生長一段時間後,加入一劑略低於建議用量的抗生素,且不持續投藥。若醫生的說法正確,於作答區圖中畫出理論上該細菌族群於投藥後的族群大小變化趨勢(自投藥起至最後平衡狀態時)。(2分)
題組 40-42 (6分)
學者為瞭解水分在植物根部兩種橫向運輸的途徑,發展出特殊技術,以鹽類X堵塞根部細胞之細胞壁孔洞。圖7為實驗材料根部橫切面圖,表3則為根部導水度測量值(可作為水滲透能力指標,值越大則水越容易被吸收)。依據本文與習得知識,回答40–42題。 圖
控制組鹽類X處理組
導水度14.84.2
該實驗材料為單子葉或雙子葉植物?(2分)
已知乙具分裂能力能形成支根。試回答甲和乙各為何種構造?(2分) 甲: 乙:
處理鹽類X後,實驗材料最主要的根部水分橫向運輸途徑(方式)為何?(2分)
題組 43-45 (6分)
圖8為P先生家族的某隱性遺傳疾病譜系圖,方形為男性,圓形為女性,實心圖案為病患,空心圖案為正常人。已知該遺傳疾病由一對基因所調控。依據圖8與習得知識,回答43–45題。 圖
此疾病是否為性聯遺傳?(2分)
假設此基因之正常等位基因為A,而罹患此疾病之等位基因為a,則P成員之基因型為何?(2分)
承上題,試寫出Q成員之合理基因型?(2分)
題組 46-47 (4分)
神經元間或神經元與動器之間的訊息傳遞,需依賴突觸的結構來進行。若以某離子通道阻斷劑神經毒素來處理某一化學性突觸,該突觸前神經元仍會有動作電位產生,但神經元與下一個細胞間的訊息傳遞會受阻。依據習得知識,回答46–47題。
該神經毒應為何種離子通道的阻斷劑?(2分)
若受阻部位發生在運動神經元末梢與骨骼肌細胞之間的突觸連結,則突觸前神經元無法釋放何種神經傳遞物到突觸間隙?(2分)
題組 48-49 (4分)
圖9為一DNA載體,載體上MCS區段含有多個限制酶的切位,Ampr\mathrm{Amp^r} 為抗抗生素的基因。甲生利用此載體進行重組DNA的實驗,要將目標DNA片段以BamHI和EcoRI兩限制酶切位接入載體中。重組DNA的接合反應結束後,以大腸桿菌培養重組DNA,再利用限制酶和電泳技術確認重組DNA是否成功。依據圖9與習得知識,回答48–49題。 圖
除限制酶之外,進行重組DNA實驗還需要使用到哪種酵素?(2分)
此DNA接合反應成功後,若想把來自大腸桿菌的重組DNA中,接入的DNA片段從載體中再切下來,須使用什麼限制酶?(2分)