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112-學測-自然-題組-55-60

中等
抗生素廣泛使用的結果會使抗藥性細菌增加,以致現有的抗生素不再有效,如何研發有效的新抗生素,是個熱門的課題。2022 年的諾貝爾化學獎頒給了三位從事點擊反應(click reactions)相關研究的學者,此類反應具有高效率產生化學鍵結的特性,若在生物分子上使用,可以使其便於與其他分子連接而產生新的應用。點擊反應便可以幫助化學家針對天然的抗生素進行修飾,或者直接用於合成新類型的分子,以開發新型抗生素來應對細菌抗藥性的問題。 在某新抗生素的研究中,發現X與Y兩種細菌可生存在人體腸道中的相同部位。若能製造抑制對方生長的化合物,即可爭奪有限的空間與資源,對自身族群的生存即有很大的助益。科學家針對144個志願者所提供的檢體,偵測X與Y存在與否的人數,數據如表9所示。 image.png
依據表9,細菌X與Y之間的關係最可能是下列何者?
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比較「有 X」與「無 X」兩欄中 Y 的出現比例。

下列哪一個試驗的設計(縱軸所施的劑量大小)最可以模擬「抗生素廣泛被使用的結果」,而得以測量細菌是否產生抗藥性或其抗藥性的程度?
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「廣泛使用」意味抗生素暴露壓力隨時間逐步加強,再量測族群能否存活。

廣泛使用抗生素使抗藥性細菌增加的演化力為何?
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抗生素不會定向產生所需突變;它改變的是不同細菌的存活與繁殖機會。

科學家成功的找到了一種新的抗生素−路鄧素(LugduninLugdunin,CX40HX62NX8OX6S\ce{C_40H_62N_8O_6S}),其結構如圖16所示。已知細菌合成路鄧素的方式,首先是串接常見的生物分子單體,形成鏈狀分子後,再將兩端相連成環狀分子。串接路鄧素的生物分子單體可形成哪一種重要有機物質? image.png
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觀察環狀分子中重複的 −CO−NH−-CO-NH- 鍵,這是胺基酸縮合形成的鍵。

根據文獻報導,路鄧素可使金黃葡萄球菌無法合成新的DNA、無法合成RNA、無法製造蛋白質,也無法製造細胞壁的前驅物,同時抑制了細菌四個主要生理代謝的途徑。下列有關DNA、RNA、蛋白質與細胞壁等物質的敘述,哪些正確?(應選3項)
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先分清植物細胞壁的纖維素與細菌細胞壁成分;DNA 和 RNA 的糖也不同。

科學家同時測試了路鄧素與另一種利用點擊反應開發出來的新型抗生素T作為比較,發現路鄧素與T對細菌S的最低抑菌濃度分別為 2.0μg/mL2.0 μg/mL 與 1.5×10−6M1.5\times10^{-6}M。若以莫耳濃度比較,則以何種抗生素處理細菌S,所需的濃度較低? 抗生素(路鄧素的莫耳質量為 782g/mol782g/mol,需寫出計算過程)
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先把 2.02.0 μg/mL 換成 g/L,再除以路鄧素莫耳質量。