109 年 國立臺灣大學病理學研究所《基礎分子生物學》

本題考查染色體末端的結構與功能。染色體末端，即端粒（Telomere），是位於染色體兩端的特殊結構，主要由重複性的 DNA 序列和蛋白質組成。端粒的主要功能是保護染色體末端，防止其與其他染色體末端或 DNA 斷裂處發生融合，同時也解決了 DNA 複製時末端複製的問題，確保了遺傳物質的穩定性。

本題考查 DNA 轉錄過程中的「編碼股」（coding strand）定義。在基因轉錄過程中，DNA 雙股中的一股作為模板股（template strand），按照鹼基互補配對原則合成 mRNA。而另一股 DNA 則稱為編碼股，其序列（除了 T 被 U 取代外）與合成的 mRNA 序列相似，因此被稱為編碼股。

(A) 編碼股的 DNA 序列與產生的 RNA 轉錄物序列對應（除了 T 變 U）。這是正確的定義。
(B) RNA 股的序列與 RNA 轉錄物序列對應。

本題考查普利昂（Prion）的組成。普利昂是一種特殊的傳染性蛋白質，它們不含核酸（RNA 或 DNA），而是由一種異常摺疊的蛋白質引起。普利昂蛋白（PrP）本身是細胞膜上的一種正常蛋白質，但在某些情況下，它會發生構象改變，形成具有感染性的形式（PrP^Sc），並能誘導其他正常的 PrP 蛋白（PrP^C）也發生構象改變，從而導致神經系統疾病，如庫賈氏病（Cre

本題考查真核細胞中 DNA 壓縮比（packing ratio）最高的時間點或區域。DNA 壓縮比是指 DNA 長度與其所佔據的核小體（nucleosome）或染色質（chromatin）體積的比例。DNA 必須高度壓縮才能容納在細胞核內。

(A) DNA replication：DNA 複製時，DNA 雙股會解旋，雖然有組蛋白的參與，但相較於細胞分裂中期，壓縮程度較低。

本題考查質體表現載體（plasmid expression vector）的典型組成。質體表現載體是常用於基因工程和分子生物學研究的工具，用於將外源基因導入宿主細胞並使其表達。其常見的特徵包括：

(A) Replication origin (ori)：提供 DNA 複製的起始點，確保質體能在宿主細胞中穩定複製和維持。

本題考查動物細胞中除了細胞核之外，含有遺傳物質的胞器。

(A) Golgi apparatus（高基氏體）：主要參與蛋白質和脂質的修飾、分選和運輸，不含遺傳物質。
(B) Mitochondrion（粒線體）：粒線體含有自己的環狀 DNA（mtDNA）和核糖體，能夠合成部分自身所需的蛋白質，因此含有遺傳物質。

本題考查關於細胞核（nucleus）的敘述，找出錯誤的選項。

(A) Structures as a double-membrane compartment：細胞核由雙層核膜（nuclear envelope）包圍，形成一個雙層膜結構的隔室。此敘述正確。
(B) Containing bulk of genome：細胞核是真核細胞中大部分遺傳物質（DNA）的所在地。此敘述正確。
(C) RNA transcription：RNA 的轉錄（transcription）主要發生在細胞核內。此敘述正確。

核心觀念

本題考大腸桿菌 DNA 甲基化如何調控染色體複製起始。大腸桿菌的 Dam 甲基轉移酶會在 GATC 序列中的腺嘌呤加上甲基。複製起始點 oriC 含有多個 GATC 位點；複製完成後，親代股仍帶有甲基，新合成的子代股尚未甲基化，因此 oriC 暫時呈現半甲基化狀態。

SeqA 蛋白會優先結合半甲基化的 GATC 位點，並使新複製的 oriC 暫時處於不易再次起始的狀態；之後 Dam 將新股甲基化，oriC 恢復完全甲基化。這段短暫的封鎖有助於避免同一細胞週期內立即重複啟動複製。SeqA 對複製起始的調控、oriC 甲基化狀態與 SeqA 結合

解題方法

先辨認題目問的是「DNA 甲基化在大腸桿菌 DNA 複製中的主要角色」，而非甲基化在細菌中的所有功能。接著抓住複製起始點的狀態變化：

因此，關鍵是半甲基化 oriC 暫時受抑制、延後再次起始；這對應選項 (A)。

選項分析

本題考查分子生物學中心法則（Central Dogma）的定義。分子生物學的中心法則最早由 Francis Crick 提出，描述了遺傳信息的流動方向。最初的中心法則指出，遺傳信息的流動是從 DNA 到 RNA，再到蛋白質。這個過程包括兩個主要步驟：

1. Transcription (轉錄)：DNA 序列被轉錄成 RNA 序列。
2. Translation (轉譯)：RNA 序列被轉譯成蛋白質序列。

因此，中心法則的核心是轉錄和轉譯。

核心觀念

真核生物的前體 mRNA（pre-mRNA）在成為成熟 mRNA 前，通常需經過多種加工步驟，主要包括：

• Splicing（剪接）：移除 intron，連接 exon。
• Editing（RNA 編輯）：特定位點的核苷酸被插入、刪除或改變，使成熟 RNA 序列與原始轉錄產物不同。
• Polyadenylation（多聚腺苷酸化）：在 mRNA 的 $3'$ 端加入 poly(A) tail，協助 mRNA 的穩定、輸出與轉譯。

因此，這三者都可歸類為 mRNA processing 的內容。

解題方法

題幹問的是「哪一項不會發生於 mRNA processing？」

逐一判斷前三個生物學名詞是否屬於 mRNA processing：

1. Splicing：屬於 mRNA processing。
2. Editing：屬於部分 mRNA 的加工方式。
3. Polyadenylation：屬於 mRNA processing。

前三項都會發生於 mRNA processing，因此不存在一個單獨的前三項選項可作為「不會發生」的答案。正確選項是 None of the above。

選項分析

(A) Splicing

錯誤。真核生物 pre-mRNA 通常含有 intron 與 exon。Splicing 會移除 intron，並將 exon 接合成成熟 mRNA，是典型的 mRNA processing。

(B) Editing

本題考查 CRISPR-Cas9 系統的敘述，找出錯誤的選項。CRISPR-Cas9 是一種強大的基因編輯工具，其原理源於細菌的適應性免疫系統。

(A) One of the great genome-editing tools：CRISPR-Cas9 系統因其精確性、效率和易用性，被認為是革命性的基因編輯工具。此敘述正確。
(B) A naturally occurred system in yeast：CRISPR-Cas9 系統是細菌和古菌（Archaea）中發現的一種天然存在的免疫系統，用於抵禦病毒感染。酵母（yeast）是真核生物，雖然酵母也存在類似的基因調控機制，但 CRISPR-Cas9 系統本身並非天然存在於酵母中。此敘述錯誤。

本題考查遺傳密碼中終止密碼子（stop codons）的數量。遺傳密碼由 64 種三聯體密碼子（codons）組成，每個密碼子由三個核苷酸組成。這些密碼子用於編碼 20 種氨基酸，或者作為起始密碼子（start codon），或者作為終止密碼子（stop codons）。

核心觀念

真核生物有三種主要的核內 RNA 聚合酶。RNA 聚合酶 I 主要轉錄大型核糖體 RNA；RNA 聚合酶 II 主要轉錄 mRNA，也轉錄部分小型核 RNA；RNA 聚合酶 III 主要轉錄 tRNA、5S rRNA 等小 RNA。

TATA box 是部分啟動子中的 DNA 序列，通常位於轉錄起始點上游，常見共識序列為 TATAAA。它可由轉錄因子辨識，協助定位轉錄起始複合體。判斷時要注意：同一種 RNA 聚合酶所轉錄的基因，啟動子結構也可能不同；「有些啟動子含 TATA box」不代表該聚合酶負責的所有基因都有 TATA box。

解題方法

逐一判斷三種 RNA 聚合酶是否有其負責的基因，其啟動子含 TATA box：

• RNA 聚合酶 I 的典型 rRNA 啟動子主要由核心啟動子區與上游控制區等元素構成，通常不以 TATA box 為特徵。
• RNA 聚合酶 II 的許多啟動子含有 TATA box。
• RNA 聚合酶 III 的啟動子依基因類型而異；例如部分小核 RNA 基因的啟動子含有上游 TATA box。tRNA 與 5S rRNA 等常見 Pol III 基因則主要仰賴位於轉錄區內的啟動子元素。

因此，具有含 TATA box 啟動子例子的聚合酶是 RNA 聚合酶 II 與 III。

選項分析

本題考查 DNA 拓撲異構酶（DNA topoisomerases）的敘述，找出錯誤的選項。DNA 拓撲異構酶是一類能夠改變 DNA 超螺旋結構的酶，它們在 DNA 的複製、轉錄、重組和修復等過程中起著至關重要的作用。

(A) DNA topoisomerases can cleave DNA backbone at phosphodiester bond：DNA 拓撲異構酶通過切割 DNA 骨架上的磷酸二酯鍵來改變 DNA 的拓撲結構。這是它們發揮作用的機制。此敘述正確。
(B) Only participate enzymatically in overwinding, knotting and catenation of DNA：DNA 拓撲異構酶參與的過程不僅僅是超螺旋、打結和鏈間連接（catenation），還包括解開超螺旋、移除糾纏等，以緩解 DNA 的張力。因此，「Only」這個詞使得此敘述不完全正確。它們的酶促活性不僅限於「overwinding」（超螺旋），還包括解旋、鬆弛等。

本題考查檢測蛋白質之間相互作用（protein-protein interaction, PPI）的方法。題目已經列出了兩種常用的方法：酵母雙雜交（Yeast two-hybrid, Y2H）和共免疫沉澱（Co-immunoprecipitation, Co-IP）。需要找出另一種能夠檢測 PPI 的方法。

(A) RNAi screening technology：RNA 干擾（RNAi）技術主要用於研究基因功能，通過降低特定基因的表達水平來觀察表型變化，通常不直接用於檢測蛋白質之間的相互作用。
(B) Yeast one-hybrid：酵母單雜交（Yeast one-hybrid, Y1H）是用於篩選與特定 DNA 序列結合的轉錄因子，而不是檢測蛋白質之間的相互作用。

本題考查關於氨基酸的敘述，找出錯誤的選項。

(A) The essential amino acid is due to that they can not be produced from other compounds of human body：必需氨基酸是指人體無法自行合成，必須從飲食中獲取的氨基酸。此敘述正確。
(B) There are 10 proteinogenic amino acid are called "essential"：人體需要 20 種蛋白質組成氨基酸（proteinogenic amino acids）。其中，成人有 9 種是必需氨基酸（leucine, isoleucine, valine, lysine, methionine, phenylalanine, threonine, tryptophan, histidine），兒童還有 1 種（arginine）也是必需的。因此，說有 10 種必需氨基酸（即使是成人）是不準確的，而且兒童和成人必需氨基酸的數量不同。此敘述錯誤。

核心觀念

本題考查異染色質（heterochromatin）的特徵、分類、基因表現，以及組蛋白修飾與染色質凝縮狀態的關係。

異染色質通常具有以下特性：

• DNA 排列緊密，染色時較深。
• 基因轉錄活性通常較低。
• 富含重複性 DNA，例如 satellite DNA。
• 可分為：
  • 組成型異染色質（constitutive heterochromatin）：長期保持凝縮，常見於著絲粒與端粒附近。
  • 兼性異染色質（facultative heterochromatin）：可依細胞類型或發育階段，在異染色質與常染色質狀態間轉換。
• 常與組蛋白 H3 第 9 位離胺酸的二甲基化或三甲基化，即 $H3K9me2$、$H3K9me3$，相關。

解題方法

判斷本題的關鍵，是逐項比對異染色質的經典定義與相關組蛋白修飾。

其中最需要注意的是選項（C）所寫的組蛋白位置。異染色質經典相關標誌是：

也就是 H3 的第 9 位 lysine（K9）發生二甲基化或三甲基化，而不是題目所寫的 H3K19。H3 的 N 端尾部並沒有可作為此經典標誌的「第 19 位 lysine」，因此（C）為錯誤敘述。

選項分析

（A）正確

異染色質通常是 DNA 與組蛋白高度凝縮、緊密包裝的區域，因此相較於較為開放的常染色質，轉錄因子較不易接近 DNA。

「tightly packed form of DNA」正是異染色質的重要特徵。

（B）正確

異染色質可分為組成型異染色質與兼性異染色質。

• 組成型異染色質通常長期保持凝縮狀態，抑制其中基因的轉錄。
• 兼性異染色質則可依發育、細胞分化或生理狀態改變其凝縮程度，例如哺乳類雌性體細胞的 X 染色體失活。

核心觀念

催化劑是能降低反應活化能、加速反應速率，且在反應前後本身不被消耗的物質。生物系統中的主要催化大分子為：

• 蛋白質酵素（protein enzymes）
• 催化性 RNA（ribozymes）

因此，本題考查的是各類生物分子是否具有催化功能，以及「酵素不一定都是蛋白質」這項重要觀念。

解題方法

逐一判斷各選項是否包含已知具有催化功能的生物分子：

1. 蛋白質可藉由胺基酸側鏈形成活性部位，催化代謝、DNA 複製、RNA 轉錄等反應。
2. RNA 除了傳遞遺傳資訊，也有部分分子能折疊成特定三維結構，直接進行催化，稱為 核酶（ribozyme）。
3. 脂質與醣類主要負責膜結構、能量儲存、細胞辨識等功能，並非生物系統中典型的催化大分子。
4. 脂肪酸屬於脂質的基本組成單位，甚至不屬於大分子，不能列為此題所指的催化性大分子。

選項分析

(A) RNA：正確

部分 RNA 具有催化功能，稱為核酶。例如：

• 核糖體中的 rRNA 可參與胜肽鍵形成，核糖體的胜肽轉移酶中心主要由 rRNA 構成。
• 某些 RNA 可催化自身剪接。
• RNase P 中的 RNA 成分可參與 tRNA 前驅物的切割。

這些例子證明 RNA 不只是遺傳資訊載體，也能作為生物催化劑。

(B) Protein：正確

絕大多數生物酵素都是蛋白質。蛋白質可利用活性部位中的胺基酸殘基，透過酸鹼催化、共價催化、金屬離子催化及受質定位等方式降低活化能。

例如：

本題考查 Ras 蛋白的失活狀態，找出錯誤的敘述。Ras 蛋白是一類小 GTPase，在細胞信號傳導中起關鍵作用，特別是參與細胞生長、分化和存活的信號通路。Ras 蛋白的活性受到 GTP/GDP 結合狀態和其構象的調控。

(A) Cell proliferation activation：Ras 蛋白的活性狀態（通常是 GTP 結合狀態）會激活細胞增殖。因此，失活狀態（GDP 結合狀態）應抑制細胞增殖，而不是激活。此敘述錯誤。
(B) Gene mutation leads to cancer development：Ras 基因的突變（例如在 GTP 結合域）常常導致 Ras 蛋白處於持續的活性狀態（GDP 結合能力下降，GTP 結合增強），從而異常激活下游信號通路，促進細胞不受控制的增殖，導致癌症。因此，突變導致癌症是正確的。

本題考查質體（plasmid）為宿主提供的抗性類型，找出不是由質體提供的。質體是細菌等微生物中常見的環狀或線性 DNA 分子，它們可以獨立於染色體進行複製，並可以攜帶一些對宿主有益的基因，例如抗性基因。

(A) Antibiotics resistance (抗生素抗性)：質體經常攜帶抗生素抗性基因，這是細菌對抗生素產生抗性的重要原因，也是基因工程中常用的篩選標記。
(B) Heat resistance (耐熱性)：一些質體可能攜帶與熱休克蛋白（heat shock proteins）表達相關的基因，從而賦予宿主一定的耐熱性。
(C) Toxic resistance (毒素抗性)：一些質體可以攜帶抵抗特定毒素的基因，例如重金屬離子耐受性基因。

好的，這題是關於蛋白質複合物中穩定作用力的問題。

核心觀念：
蛋白質之間的相互作用，特別是形成穩定的蛋白質複合物，是透過多種非共價鍵的協同作用來維持的。這些鍵的總和提供了足夠的結合能，使得蛋白質能夠穩定地結合在一起。

解題過程：

題目詢問哪些化學鍵有助於穩定兩個蛋白質形成一個複合物。我們需要分析選項中的各種化學鍵在蛋白質結構穩定中的作用，特別是蛋白質與蛋白質之間的相互作用。

• (A) H-bond (氫鍵)： 氫鍵是蛋白質二級結構（如 α-helix 和 β-sheet）形成和維持的重要力量，同時也廣泛存在於蛋白質與蛋白質之間，以及蛋白質與水分子之間。在蛋白質複合物中，氫鍵可以穩定蛋白質表面的相互作用區域。
• (B) Ionic bond (離子鍵)： 離子鍵是帶有相反電荷的基團之間產生的靜電吸引力。在蛋白質中，這通常發生在帶有正電荷的胺基酸（如離胺酸 Lys、精胺酸 Arg）和帶有負電荷的胺基酸（如麩胺酸 Glu、天門冬胺酸 Asp）之間。這些離子鍵在蛋白質複合物的形成中扮演重要角色，尤其是在離子強度較低的環境中。

核心觀念

本題考「協同性氧結合」與蛋白質的四級結構。血紅素（hemoglobin, Hb）由多個次單元組成；氧分子結合其中一個次單元後，會引發構形改變，進而影響其他次單元對氧的親和力，這種次單元間的調控稱為變構作用（allostery）。

肌紅蛋白（myoglobin, Mb）是單體，沒有次單元間的交互作用，因此不呈現血紅素的協同性氧結合。

解題方法

判斷關鍵在於比較 Hb 與 Mb 的結構層級：

• Hb 是由多個次單元組成的四聚體，具有四級結構。
• Mb 是單一多肽鏈，具有三級結構，但沒有四級結構。

氧結合引發的構形變化，能在 Hb 的不同次單元之間傳遞，使後續氧分子更容易結合。這種次單元間的溝通，需要多次單元組成的四級結構。因此正確選項是 (A) Quaternary structure。

選項分析

• (A) Quaternary structure：正確。 Hb 的多次單元組成四級結構，使氧結合造成的構形變化能影響其他次單元，產生變構調控與協同性。

核心觀念

酵素是生物催化劑，能加快特定反應。反應速率與活化自由能障礙 $\Delta G^{\ddagger}$ 有關：反應物必須跨越能量障礙，形成過渡態，才能轉變為產物。酵素藉由穩定過渡態、提供較低能障的反應途徑，降低 $\Delta G^{\ddagger}$，使反應較快進行。

酵素不改變反應物與產物之間的自由能差 $\Delta G$，因此不改變反應平衡；它改變的是到達平衡的速率。題目選項 C 的 $\Delta G^{\ddagger}$ 指活化自由能，不是「中間體」本身。

解題方法

判斷酵素催化原理時，先區分兩種自由能：

$\Delta G$ 描述反應整體的熱力學變化，決定反應方向與平衡位置。

$\Delta G^{\ddagger}$ 描述反應物到達過渡態所需跨越的能障，與反應速率相關。酵素降低後者，所以反應速率增加；它不改變前者。

選項分析

核心觀念

此題考胺基酸側鏈對紫外線的吸收。蛋白質中主要造成紫外吸收的胺基酸是具有芳香環的胺基酸：色胺酸、酪胺酸與苯丙胺酸。其中色胺酸與酪胺酸在約 $280\ \text{nm}$ 有明顯吸收；苯丙胺酸也會吸收紫外線，但吸收較弱。

芳香環中的共軛電子可吸收特定波長的紫外光，因此常用 $280\ \text{nm}$ 吸光度估測蛋白質濃度。

解題方法

逐一檢查選項的側鏈是否含有能吸收紫外線的芳香環。具有芳香環者判為有紫外吸收；其餘列出的側鏈不具芳香環，在此類考題的判斷範圍內不屬於主要紫外吸收胺基酸。

選項分析

核心觀念

本題考的是胺基酸側鏈在生理條件下的酸鹼性。生理條件通常指生理 pH 約為 7.4；側鏈可接受質子並帶正電的胺基酸屬於鹼性胺基酸。

常見鹼性胺基酸為離胺酸（Lysine）、精胺酸（Arginine）與組胺酸（Histidine）。離胺酸側鏈的胺基及精胺酸側鏈的胍基，在生理 pH 下主要呈質子化狀態，因此帶正電。

解題方法

判斷各選項的側鏈在生理 pH 下是否呈鹼性或帶正電。離胺酸側鏈胺基的 $pK_a$ 約為 10.5，精胺酸側鏈胍基的 $pK_a$ 約為 12.5，兩者都遠高於生理 pH，因此大多數側鏈會維持質子化並帶正電，符合鹼性胺基酸的特徵。

選項分析

• (A) Aspartic acid（天門冬胺酸）：側鏈含羧基，在生理 pH 下主要去質子化並帶負電，屬於酸性胺基酸，錯誤。

核心觀念

肽鍵是胺基酸之間形成的共價鍵，連接前一個胺基酸的羰基碳與下一個胺基酸的氮。氮原子的孤電子對可與羰基的 $\pi$ 電子離域，使肽鍵具有部分雙鍵性。這會限制肽鍵的旋轉，並使肽鍵周圍的原子大致共平面。

解題方法

判斷各選項時，抓住「共振造成部分雙鍵性」這個核心：肽鍵的 $C-N$ 鍵不能像一般單鍵般自由旋轉，因此肽鍵平面化；相鄰鍵的旋轉主要發生在 $\phi$ 與 $\psi$ 兩個鍵角，而非肽鍵本身。

選項分析

• (A) 正確。 肽鍵有共振，氮原子的孤電子對與羰基 $\pi$ 電子離域，使 $C-N$ 鍵帶有部分雙鍵性。更精確地說，是電子離域造成肽鍵具有部分雙鍵特性。
• **(B) 正確。

核心觀念

真核細胞有三種主要的核內 RNA 聚合酶，其產物可用來分類判斷：

• RNA 聚合酶 I：轉錄大部分核糖體 RNA 前驅物，包括 45S rRNA。
• RNA 聚合酶 II：轉錄蛋白質編碼基因，產生前驅 mRNA，經加工後成為 mRNA；也轉錄部分小核 RNA。
• RNA 聚合酶 III：主要轉錄 tRNA、5S rRNA，以及部分小核 RNA，例如 U6 snRNA。

解題方法

先依各選項的 RNA 類型判斷其聚合酶來源：45S rRNA 歸 RNA 聚合酶 I；tRNA 與 U6 snRNA 歸 RNA 聚合酶 III；蛋白質編碼基因的 mRNA 歸 RNA 聚合酶 II。據此逐一分類即可。

選項分析

• (A) 45S ribosomal RNA：錯。 45S rRNA 是核糖體 RNA 前驅物，由 RNA 聚合酶 I 轉錄。
• **(B) Glyceraldehyde dehydrogenase mRNA：對。

核心觀念

本題考查乳糖操縱組（lac operon）的分解代謝物抑制。葡萄糖充足時，細胞內環磷酸腺苷（cAMP）濃度下降，造成 CAP（分解代謝物活化蛋白）無法有效結合 DNA，因而不能促進 lac 操縱組的轉錄。

lac 操縱組也受 Lac 阻遏蛋白調控：沒有乳糖時，Lac 阻遏蛋白會結合操縱序列，抑制轉錄；有乳糖時，乳糖代謝產物異乳糖與阻遏蛋白結合，使其離開操縱序列。這是與葡萄糖造成的調控不同的另一層控制。

解題方法

依題幹的關鍵字「培養基含有葡萄糖」判斷其考點：葡萄糖會降低細胞內 cAMP，使 CAP 不活化、無法結合 CAP 結合位點。少了 CAP 對轉錄的促進，即使有乳糖，lac 操縱組的轉錄也會大幅降低。

因此，題目所問的葡萄糖效應對應選項 (A)。

選項分析

核心觀念

限制酶切割 DNA 上的特定辨識序列。若假設 A、T、G、C 等機率出現，且各位置彼此獨立，長度為 $n$ 的特定序列平均每 $4^n$ 個鹼基出現一次，因此平均片段長度約為：

所以，四個鹼基長的辨識序列，平均約每 $4^4=256$ bp 出現一次。

解題方法

逐一看各酶辨識序列的長度，再套用 $L\approx4^n$。不過，本題有兩個酶都辨識四個鹼基，因此在「四種鹼基等機率」的標準簡化假設下，會有兩個選項符合 256 bp。

若考慮 E. coli 的 GC 含量約 50.8%，並以鹼基組成估算，假設 $G=C=0.254$、$A=T=0.246$，則：

• AluI 的 AGCT 出現機率約為 $0.246^2\times0.254^2$，平均間距約 254 bp。
• HpaII 的 CCGG 出現機率約為 $0.254^4$，平均間距約 240 bp。

因此，按這項組成估算，最接近 256 bp 的是 AluI。但這仍是依鹼基組成所作的近似；若要精確判定特定 E. coli 基因組的切割片段平均長度，還需要知道該基因組中各辨識序列的實際出現次數。

選項分析

核心觀念

這題考的是鋅指（zinc finger）蛋白質結構中，哪些胺基酸側鏈會與鋅離子結合，協助維持蛋白質的立體構形。

常見的 C₂H₂ 型鋅指由兩個半胱胺酸（cysteine）與兩個組胺酸（histidine）配位一個鋅離子。鋅離子穩定此結構，使蛋白質能以特定構形與 DNA 結合。

解題方法

辨認鋅指的典型配位胺基酸即可：半胱胺酸以含硫側鏈、組胺酸以含氮側鏈與鋅離子配位。因此，選項中找出 cysteine 與 histidine。

選項分析

• (A) Tryptophan（色胺酸）：錯誤。 色胺酸的吲哚環不是典型鋅指的鋅離子配位基團。
• **(B) Histidine（組胺酸）：正確。

核心觀念

限制酶辨認特定 DNA 序列，並切開雙股 DNA。兩股切割位置若錯開，會留下單股突出端，稱為黏性末端；突出端可位於 $5′$ 端或 $3′$ 端。若兩股在同一位置切開，則形成平末端。

因此，限制酶切割的末端型態取決於特定酵素的辨認序列與切割位置。

解題方法

先判斷題目是在問某一種限制酶的切割結果，還是在問限制酶的一般能力。題目沒有指定酵素，也沒有說明是單選或複選，因此應依限制酶的一般切割型態判斷：

• 切割位置錯開，可形成 $5′$ 突出端或 $3′$ 突出端。
• 兩股切割位置相同，可形成平末端。

選項分析

• (A) $5′$ 突出端：正確。 部分限制酶會錯開切割兩股 DNA，留下延伸的 $5′$ 單股端。例如 EcoRI 會形成 $5′$ 突出端。
• **(B) $3′$ 突出端：正確。

核心觀念

本題考查有絲分裂期間核膜的變化。典型的有絲分裂中，核膜會在前期晚段至前中期解體，使紡錘體微管能接觸染色體；到末期，核膜再於子染色體周圍重新形成。因此，核膜的消失是暫時性的。

解題方法

依有絲分裂各階段判斷核膜是否持續存在：

• 前期晚段至前中期：核膜解體。
• 末期：核膜重新形成，包圍分開的染色體。

核膜先解體、後重建，故正確選項是「暫時消失」。

選項分析

• (A) disappears temporarily：正確。 典型有絲分裂中，核膜在分裂期間解體，並於末期重建。
• **(B) does not disappear：錯誤。

核心觀念

基因突變會改變 DNA 序列，進而影響轉錄出的 mRNA，以及翻譯產物的胺基酸序列或長度。判讀時要看突變是否改變密碼子、是否形成或移除終止密碼子，以及閱讀框是否改變。

解題方法

依突變對蛋白質產物的影響分類：

• 密碼子改變，但仍編碼胺基酸：可能改變胺基酸，也可能因遺傳密碼簡併而不改變胺基酸。
• 產生提前終止密碼子：通常形成較短的多胜肽。
• 原本的終止密碼子被改成編碼胺基酸的密碼子：翻譯延長至下一個終止密碼子，形成較長的多胜肽。

以下以一般單一開放閱讀框、標準翻譯機制判斷各選項。

選項分析

• (A) 正確。 錯義突變會使密碼子改為編碼另一種胺基酸；移碼突變也可能改變突變點之後的胺基酸序列。
• (B) 正確。 同義突變雖改變密碼子，仍可能編碼相同胺基酸，因為多種密碼子可指定同一種胺基酸。

核心觀念

真核細胞的蛋白質合成稱為轉譯，是核糖體讀取 mRNA 上的密碼子，依序接上胺基酸以形成多肽鏈。一般真核 mRNA 由細胞核移至細胞質後，在細胞質中的核糖體進行轉譯。

核糖體可游離於細胞質，或附著在粗糙內質網表面；附著於內質網的核糖體仍位於細胞質側。

解題方法

先判斷題目問的是 mRNA 轉譯的位置，而非 mRNA 的轉錄、加工或蛋白質後續修飾位置。一般真核 mRNA 的轉譯場所是細胞質，因此選細胞質所在的選項。

選項分析

• (A) nucleus（細胞核）錯誤。 真核細胞的 mRNA 主要在細胞核內轉錄及加工，成熟 mRNA 輸出到細胞質後才進行轉譯。
• (B) mitochondria（粒線體）錯誤。 粒線體有自己的基因組與核糖體，可轉譯粒線體基因組編碼的 mRNA；

核心觀念

胺基酸之間普遍可透過主鏈形成肽鍵，將胺基酸連成蛋白質。這題考的是另一種特定的共價鍵：半胱胺酸側鏈的巰基可氧化形成雙硫鍵，使兩個半胱胺酸殘基共價連結，穩定蛋白質的立體結構。

解題方法

判斷各選項的側鏈是否具有能形成特定共價連結的官能基。半胱胺酸側鏈含有巰基（$-\mathrm{SH}$）；兩個巰基氧化後形成雙硫鍵：

形成雙硫鍵後的兩個半胱胺酸殘基稱為胱胺酸。由於題目問的是胺基酸之間的特定共價連結，應選具有巰基的半胱胺酸。

選項分析

核心觀念

DNA 複製時，DNA 聚合酶以去氧核苷三磷酸作為原料，包含 dATP、dGTP、dCTP 和 dTTP。題目選項以較概括的「nucleotide triphosphate」表示三磷酸核苷酸，因此要選三磷酸形式。

解題方法

判斷 DNA 聚合酶使用哪種原料，可從新核苷酸接到 DNA 鏈上的反應來看：新加入的去氧核苷三磷酸，其三磷酸基團提供形成磷酸二酯鍵所需的反應基團。延伸中 DNA 鏈末端的 $3'$-OH 與新核苷酸的 $\alpha$-磷酸形成鍵結，並釋出焦磷酸（$PP_i$）。

因此，DNA 聚合酶的底物是三磷酸形式；反應後，核苷酸以單磷酸形式留在 DNA 鏈中。

選項分析

核心觀念

細胞分餾前，必須先破壞細胞膜，使細胞內的胞器與其他成分釋出。這題考的是溶液張力與水分移動：細胞放入低張溶液時，水會經由細胞膜進入細胞，使細胞膨脹；若膨脹到超過細胞膜的承受能力，就會破裂。

解題方法

先看題幹的關鍵字 placing them in（將細胞置於某種溶液中）。選擇能藉由滲透作用使水進入細胞、造成細胞膨脹破裂的溶液。

低張溶液的溶質濃度低於細胞內液，水分淨移動方向為由細胞外進入細胞內。因此，應選低張溶液。

選項分析

• (A) sonicator（超音波破碎器）：錯誤。 超音波可用機械振動破壞細胞，但它是破碎設備，不是將細胞置入後利用溶液張力破壞細胞的條件。
• (B) high speed blender（高速均質器）：錯誤。 高速均質可透過機械剪力破碎細胞，但題目問的是將細胞置於何種溶液中；

核心觀念

本題考查胺醯－tRNA 合成酶（aminoacyl-tRNA synthetase）的功能與反應特性。這類酵素負責將正確的胺基酸接到相應的 tRNA 上，形成胺醯化 tRNA，供核糖體在轉譯時使用。

胺基酸接到 tRNA 的 3′ 末端 CCA 序列末端腺苷的羥基上，形成酯鍵。反應需要 ATP 提供能量；酵素雖具有辨識與校對機制，仍可能發生錯誤。

解題方法

逐項比對選項與胺醯－tRNA 合成酶的三項基本特性：

1. 產物接在哪裡：胺基酸接到 tRNA 的 3′ 末端，不是 mRNA。
2. 是否需要能量：反應使用 ATP 活化胺基酸，再將胺基酸轉移到 tRNA。
3. 辨識與正確率：酵素對胺基酸與 tRNA 有高度專一性，但校對並非完全無誤，因此偶爾會出錯。

因此，符合題意的選項為 (A)、(D)、(E)。

選項分析

• (A) 正確。
  胺醯－tRNA 合成酶將胺基酸接到 tRNA 的 3′ 末端 CCA 序列末端腺苷上，形成胺醯－tRNA。胺基酸與腺苷上的羥基之間形成酯鍵。

核心觀念

核糖體是由核糖體 RNA（rRNA）與蛋白質組成的核糖核蛋白複合體，負責翻譯 mRNA，並在翻譯過程中促進多肽鏈延長。原核生物核糖體通常為 $70S$，由 $30S$ 小次單元與 $50S$ 大次單元組成；真核生物細胞質核糖體通常為 $80S$，由 $40S$ 小次單元與 $60S$ 大次單元組成。

$S$ 是 Svedberg 沉降係數的單位，反映粒子在離心場中的沉降行為，不能直接相加。因此，$30S+50S=70S$，而不是 $80S$。

解題方法

逐項核對核糖體的組成、功能與次單元數量：

1. 若選項說核糖體只有蛋白質，須檢查是否忽略 rRNA。
2. 若選項描述多肽鏈延長，須確認是否屬於核糖體的翻譯功能。
3. 若選項談次單元，須確認數量，並辨別 $S$ 值是沉降係數而非質量單位。
4. 若選項聲稱大量分泌蛋白的細胞不用核糖體，須檢查是否符合蛋白質合成的基本機制。

選項分析

核心觀念

本題考辨認分離方法的依據。等密度梯度離心會讓粒子在密度梯度中移動，直到到達與自身浮力密度相同的位置，因此可依粒子的浮力密度分離。常見的介質包括蔗糖或氯化銫梯度。

解題方法

圖中第 40 題問「哪一種方法可依粒子密度分離」，選項依序為親和層析、SDS 聚丙烯醯胺膠體層析、離子交換層析、凝膠過濾層析與離心。判斷關鍵是比較各方法所利用的性質：離心搭配密度梯度時，可依粒子的浮力密度分離，因此選 (E) centrifugation。

選項分析

• **(A) affinity chromatography（親和層析）錯誤：**依分子與固定相配體之間的專一性結合能力分離，例如抗體與抗原的結合。
• **(B) SDS polyacrylamide gel chromatography 錯誤：**依原卷文字照錄，此選項寫的是「SDS polyacrylamide gel chromatography」。