111 年 國立臺灣大學生化科學系碩士班《細胞與分子生物學》

本題主要在考察 mRNA 疫苗的原理與特性。mRNA 疫苗的關鍵在於將編碼特定抗原的 mRNA 分子送入細胞內，讓細胞自行合成抗原，進而引發免疫反應。

選項 A 提及 mRNA 可透過噬菌體 T7 RNA 聚合酶體外合成，這是正確的。T7 RNA 聚合酶是常見的體外轉錄工具，效率高且專一。

選項 B 描述了 mRNA 的結構，包含 5' 端帽（5'-cap）、5' 非轉譯區（5'-UTR）、編碼區（coding region）和 3' 非轉譯區（3'-UTR），這是標準的真核生物 mRNA 結構，對於 mRNA 的穩定性和轉譯效率至關重要。

本題考查轉錄因子的結構與功能。轉錄因子是調節基因轉錄的蛋白質，通常包含幾個重要的結構域。

選項 A 描述了轉錄因子的典型結構：DNA 結合域（DNA binding domain, DBD）負責與 DNA 的特定序列結合，而轉錄激活域（transactivation domain, TAD）則負責與其他蛋白質（如轉錄起始複合物、輔助因子）相互作用，促進或抑制轉錄。此敘述正確。

選項 B 提到酸性結構域（acidic domain）是 DNA 結合域。這是不正確的。酸性結構域通常是轉錄激活域的一部分，它們帶負電，可以與其他蛋白質結合。

本題考查真核生物不同 RNA 分子由哪種 RNA 聚合酶（RNA polymerase）轉錄。真核生物有三種主要的 RNA 聚合酶：Pol I、Pol II 和 Pol III。

Pol I 主要轉錄核糖體 RNA (rRNA) 的前驅物（18S, 5.8S, 28S rRNA）。
Pol II 主要轉錄信使 RNA (mRNA)、大多數小分子 RNA（如 microRNA (miRNA)、small interfering RNA (siRNA)）和長鏈非編碼 RNA（long non-coding RNA, lncRNA）。

本題考查核糖體的結構與功能，特別是負責解碼（decoding）的部分。核糖體是蛋白質合成的場所，由大次單元（large subunit）和小次單元（small subunit）組成。

在原核生物中，核糖體由 30S（小次單元）和 50S（大次單元）組成，總共是 70S。30S 次單元包含 16S rRNA 和蛋白質。50S 次單元包含 23S rRNA、5S rRNA 和蛋白質。
在真核生物中，核糖體由 40S（小次單元）和 60S（大次單元）組成，總共是 80S。40S 次單元包含 18S rRNA 和蛋白質。60S 次單元包含 28S rRNA、5.8S rRNA、5S rRNA 和蛋白質。

本題考查 tRNA 的結構特徵。所有 tRNA 分子都有一個共同的 3' 端序列，即 CCA 序列。

本題考查細胞內蛋白質分泌途徑，特別是分泌性蛋白質的經典路徑。淋巴球製造並分泌蛋白質，這些蛋白質需要經過特定的細胞器進行修飾、加工和運輸。脈衝追蹤實驗（pulse-chase experiment）是研究此類蛋白質運輸的重要方法。

經典的分泌途徑如下：

1. 蛋白質在粗糙內質網（rough endoplasmic reticulum, RER）上合成，並進行摺疊和初步修飾。
2. 從 RER 運輸到高基氏體（Golgi apparatus），在高基氏體中進行進一步的修飾、分類和包裝。

本題考查離子跨膜運輸的方式。題目中細胞內鈉離子濃度為 0.05 mM，而細胞外（池塘）鈉離子濃度為 0.005 mM。這意味著細胞內的鈉離子濃度高於細胞外。

離子的跨膜運輸有幾種方式：

1. 簡單擴散（simple diffusion）：物質順濃度梯度運輸，不需載體蛋白，不耗能。
2. 滲透作用（osmosis）：水分子順濃度梯度運輸。
3. 促進性擴散（facilitated diffusion）：物質順濃度梯度運輸，需要載體蛋白或通道蛋白，不耗能。

本題考查胞吞作用（endocytosis）後，被吞入物質的去向。胞吞作用是細胞通過細胞膜內陷形成囊泡，將細胞外的物質包裹進來的一種方式。

胞吞作用的過程會形成一個膜結合的囊泡（vesicle），這個囊泡內包含被吞入的物質。這個囊泡會被運輸到細胞內的特定位置，並可能與其他細胞器融合。

選項 A 說「因為沒有囊泡參與」，這是錯誤的，胞吞作用的定義就是涉及囊泡的形成。
選項 B 說「因為它通過囊泡運輸到膜結合的細胞器」，這是可能的。被吞入的物質會先進入一個內吞體（endosome），內吞體是膜結合的細胞器，之後內吞體可能會進一步發育或與溶酶體融合。

本題考查第二信使（second messenger）的概念。第二信使是在細胞內傳遞激素信號的小分子物質。當激素（第一信使）與細胞表面的受體結合後，會激活細胞內的信號轉導通路，產生第二信使。第二信使進一步激活細胞內的靶蛋白，最終引起細胞的生理反應。

本題考查神經元動作電位的產生過程。動作電位是神經元傳遞電信號的一種快速、短暫的電位變化。其產生過程涉及離子通道的開關和離子濃度的變化。

動作電位的產生過程大致如下：

1. 閾值（Threshold）：當神經元受到刺激，膜電位去極化（depolarization）達到閾值時，動作電位就會被觸發。這通常是由於電壓門控鈉離子通道（voltage-gated Na⁺ channel）開始開放。
2. 去極化（Depolarization）：閾值被達到後，大量的電壓門控鈉離子通道快速開放，導致細胞外大量的 Na⁺ 離子快速流入細胞內。這使得細胞內電位迅速由負轉正，達到峰值（約 +30 mV）。

本題考查細胞週期中，細胞分裂期（M phase）進展所需的細胞週期蛋白（cyclins）和細胞週期蛋白依賴性激酶（cyclin-dependent kinases, CDKs）。CDKs 是催化劑，而細胞週期蛋白是其調節亞基，它們的組合決定了 CDK 的活性。

在細胞週期中，不同的細胞週期蛋白-CDK 複合物負責調控細胞週期的不同階段：

• G₁ 期：Cyclin D-CDK4/6 複合物
• G₁/S 期轉換：Cyclin E-CDK2 複合物
• S 期：Cyclin A-CDK2 複合物

本題考查 DNA 複製過程中的岡崎片段（Okazaki fragment）。DNA 複製是半不連續的。DNA 聚合酶只能沿著 5' 到 3' 方向合成 DNA。

在複製叉（replication fork）處，由於 DNA 雙鏈的反向平行性，一條母鏈（模板鏈）可以被連續合成（稱為前導鏈，leading strand），而另一條母鏈（模板鏈）則必須以不連續的方式合成（稱為滯後鏈，lagging strand）。

本題考查先天免疫（innate immunity）和適應性免疫（adaptive immunity）的區別。先天免疫是機體的第一道防線，具有非特異性，反應迅速，包括物理屏障、吞噬細胞、自然殺傷細胞（NK cell）等。適應性免疫是特異性的，反應較慢，但記憶性強，主要由 T 細胞和 B 細胞介導。

選項 A CD8+ 毒殺性 T 細胞（cytotoxic T cell）是適應性免疫的一部分，負責識別並殺死被病毒感染的細胞或腫瘤細胞。

本題考查誘發細胞凋亡（apoptosis）的信號分子。細胞凋亡是一種程序性細胞死亡，對維持組織穩態和發育至關重要。

選項 A Fas ligand（FasL）是腫瘤壞死因子（TNF）家族的成員，它可以與細胞表面的 Fas 受體結合，激活細胞內的凋亡信號通路（死亡受體通路）。

核心觀念

點突變（point mutation）是指 DNA 單一核苷酸或單一鹼基對發生改變，常見形式包括：

• 單一鹼基替換（base substitution）
• 單一核苷酸的插入或缺失（indel）

其中，鹼基替換可分為轉換（transition）與顛換（transversion）。若鳥嘌呤（G）與胸腺嘧啶（T）之間發生替換，屬於單一鹼基對的改變，因此是點突變。

DNA 單股斷裂與雙股斷裂則屬於 DNA 結構損傷。除非後續修復錯誤造成特定鹼基對改變，否則斷裂本身不等於點突變。

解題方法

逐一判斷各選項描述的是：

1. 單一鹼基或核苷酸序列的改變；
2. 或僅是 DNA 骨架的斷裂損傷。

只有直接造成單一鹼基對替換的事件，才能符合點突變的定義。

選項分析

A. DNA single-strand break

DNA 單股斷裂是 DNA 的一條股在磷酸二酯鍵處斷裂，屬於 DNA strand break。它可能由氧化壓力、輻射或 DNA 修復中間產物造成。

單股斷裂本身沒有指定某一個鹼基被替換，也沒有形成特定的核苷酸序列變化，因此不是點突變。若修復過程發生錯誤，後續才可能間接導致突變，但那不是單股斷裂本身的定義。

因此 A 錯誤。

B. benzo(a)pyrene conversion of guanine to a thymine base

核心觀念

本題考查重組 DNA 技術中，哪些操作通常需要酵素催化。判斷重點是：操作本身是否涉及酵素催化的核酸合成、連接或切割，而不是操作前後的所有步驟是否曾用到酵素。

解題方法

逐項判斷六種操作是否通常依賴酵素：

1. 核酸雜交（nucleic acid hybridization）：依據互補核酸序列間的鹼基配對形成雙股，不需要酵素催化。
2. DNA 定序（DNA sequencing）：常用 DNA 聚合酶延伸新生股，例如桑格定序；定序反應通常依賴酵素。
3. DNA 連接（DNA ligation）：DNA 連接酶催化 DNA 片段間形成磷酸二酯鍵。
4. 特定位點切割 DNA：通常使用限制酶辨識特定序列並切開 DNA。
5. 合成任意指定序列的 DNA：常見的寡核苷酸合成採固相化學合成法，不依賴酵素。

本題考查單株抗體生產中，雜交瘤細胞（hybridoma cell lines）的永生化（immortalization）機制。單株抗體是通過雜交瘤技術生產的，該技術是將產生特定抗體的 B 細胞（漿細胞）與能夠無限增殖的骨髓瘤細胞（myeloma cell）融合而成的雜交瘤細胞。

選項 A 引入致癌基因（oncogenes）過度表達，可能會導致細胞癌變，但不是生產單株抗體的標準方法。
選項 B 細胞融合（cell fusion）是產生雜交瘤細胞的關鍵步驟。將 B 細胞與骨髓瘤細胞融合，使雜交瘤細胞同時具備產生抗體和無限增殖的能力。

本題考查遺傳密碼的簡併性（degeneracy）。遺傳密碼是 DNA 或 RNA 核苷酸序列與氨基酸序列之間的對應關係。

簡併性是指在一個密碼子（codon）序列中，一個氨基酸可以由多個不同的密碼子編碼。

選項 A 錯誤。一個密碼子只能編碼一個氨基酸（或一個終止信號）。
選項 B 描述的是反密碼子（anticodon）與密碼子（codon）之間的配對規則，特別是沃森-克里克鹼基配對之外的「擺動配對」（wobble pairing），這與簡併性是相關的，但

本題考查免疫球蛋白（immunoglobulin, Ig）序列產生巨大多樣性的機制。免疫球蛋白，即抗體，能夠識別無數種抗原，這種廣泛的識別能力依賴於其變異區（variable region）氨基酸序列的巨大多樣性。

產生這種多樣性的機制主要包括：
A. DNA 重排（DNA rearrangement）：在 B 細胞發育過程中，免疫球蛋白基因會發生體細胞重組（somatic recombination），也稱為 V(D)J 重組。這個過程涉及將多個可變區基因片段（V, D, J）隨機組合，以及在基因連接過程中引入隨機的核苷酸插入（N 區插入）和缺失，從而產生天文數字級別的抗體可變區序列。

本題考查單鏈 DNA 結合蛋白（Single-stranded DNA-binding proteins, SSBs）的功能。SSBs 是在 DNA 複製、修復和重組過程中結合到單鏈 DNA 上的蛋白質。

它們的主要功能包括：

1. 穩定單鏈 DNA：防止單鏈 DNA 回復退火（re-annealing）或形成 الثانو結構（secondary structures），為 DNA 聚合酶等酶提供穩定的模板。
2. 保護單鏈 DNA：防止單鏈 DNA 被核酸酶降解。
3. 參與 DNA 複製起始：在複製起始點結合，幫助解旋酶解開雙鏈 DNA。
4. 參與 DNA 修復和重組。

本題考查表觀遺傳調控（epigenetic regulation）。表觀遺傳調控是指在不改變 DNA 序列的基礎上，通過化學修飾 DNA 或組蛋白，調控基因表達的機制。

A. DNA 甲基化：DNA 甲基化，尤其是在 CpG 島上，通常與基因沉默（gene repression）相關。但它並非「永遠」（forever）的標記，因為存在去甲基化機制，且甲基化模式可能隨細胞類型或環境變化。因此，A 敘述不夠精確。
B. 組蛋白乙醯化：組蛋白乙醯化（histone acetylation）通常會降低組蛋白 N 端尾部的正電荷，使其與帶負電的 DNA 的結合減弱，從而鬆弛染色質結構（euchromatin），有利於基因轉錄。因此，乙醯化通常是激活基因表達，而不是壓制。A. 壓縮染色質（heterochromatin）與基因沉默相關，而乙醯化趨向於打開染色質。因此，B 敘述錯誤。
C. 組蛋白的 N 端：組蛋白（特別是 H2A, H2B, H3, H4）的 N 端尾部富含帶正電荷的氨基酸，如賴氨酸（lysine）和精氨酸（arginine）。

本題考查前體 mRNA（pre-mRNA）剪接（splicing）的過程。剪接是真核生物 mRNA 成熟過程中的一個重要步驟，它通過去除內含子（introns）並連接外顯子（exons）來形成成熟的 mRNA。

A. 內含子和外顯子：前體 mRNA 確實包含內含子和外顯子。內含子通常比外顯子長，並且在大多數情況下，一個基因可以包含多個內含子。此敘述正確。
B. 剪接體（Spliceosome）：剪接是由一個大型的 RNA-蛋白質複合物——剪接體（spliceosome）催化的。剪接體由多個小核核糖核蛋白（snRNPs）組成。此敘述正確。

本題考查真核生物 mRNA 5' 端帽（5'-cap）的結構。真核生物 mRNA 在轉錄後會在其 5' 端加上一個特殊的結構，稱為 5' 帽。這個帽結構是由一個 7-甲基鳥苷（7-methylguanosine, m⁷G）通過一個 5'-5' 三磷酸鍵連接到 mRNA 最前面的核苷酸上形成的。

7-甲基鳥苷的結構是：一個鳥苷（Guanosine）的嘌呤環的 N7 位置被甲基化，並且通過一個特殊的 5'-5' 三磷酸鍵連接到 mRNA。

觀察選項提供的結構圖：
A. 包含一個氨基（NH₂）和一個氮原子（N），看起來像一個嘌呤鹼基，但結構不完整。
B. 包含一個氨基（NH₂）和多個氮原子，結構看起來像鳥嘌呤（Guanine）的衍生物，並且有兩個環。
C. 結構類似 B，也是一個雙環結構，帶有氨基。
D. 結構類似 C，但連接方式不同。
E. 結構看起來像一個單環的嘧啶鹼基，帶有氨基。

5' 帽的關鍵成分是鳥苷（Guanosine）的衍生物。鳥苷是嘌呤類鹼基（Guanine）與核糖結合而成的核苷。鳥嘌呤的結構是雙環的。

核心觀念

本題考查真核生物翻譯起始階段的 preinitiation complex（起始前複合體） 組成。

真核翻譯起始大致可分為：

1. 43S 起始前複合體形成：
   40S 小次單位結合起始因子與起始 tRNA。
2. mRNA 招募與掃描：
   複合體辨認 mRNA 的 5′ cap，沿 mRNA 掃描起始密碼 AUG。
3. 60S 大次單位加入：
   形成完整的 80S 起始複合體，進入延長階段。

其中，真核核糖體的 40S 小次單位含有 18S rRNA；60S 大次單位則含有 28S、5.8S 與 5S rRNA。

典型的 43S 起始前複合體包含：

• 40S 小次單位
• 18S rRNA
• eIF1、eIF1A、eIF3、eIF5
• eIF2-GTP-Met-tRNAiMet 三元複合體

解題方法

判斷選項是否屬於起始前複合體，可依序檢查：

1. 此階段是小次單位先參與，還是大小次單位已經結合？
2. 起始 tRNA 是由哪一種核苷酸狀態的 eIF2 攜帶？
3. 選項是否為標準的真核翻譯起始因子？
4. 選項是否屬於核糖體小次單位的結構成分？

真核翻譯起始的關鍵三元複合體為：

因此，40S 小次單位及其所含的 18S rRNA 可以出現在起始前複合體中；60S 大次單位則是在起始階段後期才加入。

選項分析

A. 60S

錯誤。

60S 是真核核糖體的大次單位。起始前複合體主要由 40S 小次單位組成，需等到起始密碼 AUG 正確辨認、起始因子釋放後，60S 才加入形成完整的 80S 核糖體。

因此，60S 不屬於典型的 43S 起始前複合體。

B. eIF2·ATP+Met-tRNAiMet

錯誤。

eIF2 確實會與起始 tRNA 結合，但正確形式是：

本題考查細胞膜運輸的相關敘述。

1. 整合膜蛋白的結構：整合膜蛋白（Integral membrane protein）嵌入或跨越細胞膜。由於細胞膜內層由疏水性脂質雙層組成，因此整合膜蛋白在跨膜區域通常會包含一個或多個疏水性氨基酸鏈段（約 20-30 個氨基酸長），這些鏈段與膜脂質的疏水尾部相互作用。此敘述正確。
2. 胞吐作用（Exocytosis）：胞吐作用是細胞將其內部的物質（如蛋白質、神經遞質）通過囊泡與細胞膜融合的方式分泌到細胞外的過程。

本題考查紅血球細胞對某分子跨膜運輸機制的判斷。根據提供的四個實驗結果來推斷運輸方式。

1. 雙向運輸：分子可以雙向移動，這與順濃度梯度運輸（擴散）或某些共運輸有關，但不能排除其他方式。
2. 順濃度梯度運輸：分子始終順濃度梯度移動。這排除了需要消耗能量逆濃度梯度運輸的主動運輸。
3. 無需能量：運輸過程不消耗能量，這也與主動運輸（需要能量）相悖。
4. 運輸速率達到飽和：當濃度差增加時，運輸速率達到最大值。這表明運輸過程涉及載體蛋白或通道蛋白，因為它們的數量是有限的，存在飽和現象。簡單擴散（simple diffusion）的速率與濃度差大致呈線性關係，不會達到飽和。

本題考查細胞骨架（cytoskeleton）的相關敘述。細胞骨架是由蛋白質纖維構成的動態網絡，為細胞提供結構支持、維持細胞形態、參與細胞運動和物質運輸。

1. 動態組裝與拆卸：細胞骨架的組分，如微管（microtubules）、微絲（actin filaments）和中間纖維（intermediate filaments），都是由蛋白質亞基動態組裝和拆卸形成的。這種動態性是細胞骨架執行多種功能的基礎，例如細胞運動、細胞分裂中的染色體分離。此敘述正確。

本題考查幹細胞（stem cells）的特性。幹細胞具有自我更新能力和分化潛能。

1. 不對稱細胞分裂（Asymmetric cell division）：幹細胞可以進行不對稱細胞分裂，即一次分裂產生一個與母細胞相同的幹細胞（維持自我更新）和一個具有特定分化潛能的子細胞（開始分化）。這是維持幹細胞庫和產生分化細胞的重要機制。此敘述正確。

本題考查細胞-細胞和細胞-基質黏附的相關概念。

1. 細胞表面黏附分子家族：細胞黏附分子（Cell Adhesion Molecules, CAMs）是參與細胞間和細胞與細胞外基質間相互作用的蛋白質。主要的黏附分子家族包括整合素（integrins）、免疫球蛋白超家族（Ig superfamily, 如 NCAMs）、鈣黏蛋白（cadherins）和選擇素（selectins）。因此，敘述 1「主要細胞表面黏附分子家族包括整合素」是正確的，整合素是其中一個重要家族，主要介導細胞與細胞外基質的黏附。
2. 脊椎動物的間隙連接：間隙連接（gap junctions）是細胞間連接的一種，允許小分子和離子在相鄰細胞之間直接通過。脊椎動物的間隙連接由連接蛋白（connexins）組成，形成通道。黏附蛋白（adherins）是另一類細胞黏附分子，例如通過鉸鏈蛋白（cadherin）介導的黏附連接（adherens junctions）和橋粒（desmosomes）。

本題考查在 DNA 複製壓力（replication stress）下，S 期（DNA 複製期）的主要調控者。DNA 複製壓力是指 DNA 複製過程中遇到的障礙，例如單鏈 DNA 的形成、複製叉的停滯等。

在 S 期，當遇到 DNA 損傷或複製壓力時，細胞會啟動 DNA 損傷反應（DNA damage response, DDR）。其中，ATM（Ataxia-telangiectasia mutated）和 ATR（Ataxia-telangiectasia and Rad3-related）是兩個關鍵的激酶，它們在 DNA 損傷反應中起核心作用。

• ATR：ATR 主要響應單鏈 DNA 的形成，它與 ATR 相互作用蛋白（如 ATRIP）一起識別複製叉附近的單鏈 DNA，並被激活。激活的 ATR 會磷酸化下游的多個底物，包括複製因子（如 MCM 複合物、PCNA）和細胞週期檢查點激酶（如 Chk1），從而阻止 DNA 複製的進展，並啟動 DNA 修復。ATR 在 S 期複製壓力響應中起主要作用。

本題考查癌症免疫療法（cancer immunotherapy）的應用。癌症免疫療法旨在利用人體自身的免疫系統來識別和殺死癌細胞。

A. 抗 PD1 抗體（Anti-PD1 antibody）：PD-1（Programmed cell death protein 1）是 T 細胞表面的抑制性受體。PD-L1（PD-1 ligand 1）是許多癌細胞上表達的配體。當 PD-1 與 PD-L1 結合時，會抑制 T 細胞的活性，使癌細胞逃避免疫監視。抗 PD1 抗體可以阻斷 PD-1 與 PD-L1 的結合，重新激活 T 細胞，使其能夠攻擊癌細胞。這是一種重要的免疫檢查點抑制療法。
B. 抗 PDL1 抗體（Anti-PDL1 antibody）：與抗 PD1 抗體類似，抗 PDL1 抗體直接阻斷 PD-L1 與 PD-1 的結合，達到同樣的免疫激活效果。

本題考查在基因工程中，為蛋白質加入組氨酸標籤（His-tag）的目的。在將人類蛋白質的 cDNA 導入大腸桿菌（E. coli）進行表達生產時，通常會在蛋白質的 N 端或 C 端加入一段由多個組氨酸（histidine）組成的短肽序列，稱為組氨酸標籤（His-tag），例如六個組氨酸（(His)₆）。

這種修飾的主要目的是為了便於蛋白質的純化。

• 組氨酸標籤能夠與鎳離子（Ni²⁺）或鈷離子（Co²⁺）等金屬離子發生強烈的親和作用。
• 通過將表達並純化後的蛋白質樣品通過一個含有固定化鎳離子（如 IMAC, Immobilized Metal Affinity Chromatography）的親和層析柱，帶有組氨酸標籤的蛋白質會被選擇性地吸附在層析柱上，而其他雜質則會

本題考查 RNA 干擾（RNA interference, RNAi）機制。RNAi 是一種通過雙鏈 RNA（double-stranded RNA, dsRNA）來抑制特定基因表達的機制。

RNAi 的過程大致如下：

1. dsRNA 的引入：外源的 dsRNA 或細胞內產生的 dsRNA 會被細胞中的 Dicer 酶切割成小干擾 RNA（small interfering RNA, siRNA）或微小 RNA（microRNA, miRNA）。
2. RISC 複合物的形成：siRNA/miRNA 與 RNA 誘導的沉默複合物（RNA-induced silencing complex, RISC）結合，其中一個 RNA 鏈（通常是乘客鏈）被降解，而另一個 RNA 鏈（導航鏈）保留在 RISC 中。

本題考查蛋白質二維電泳（two-dimensional gel electrophoresis, 2D-PAGE）的原理。二維電泳是利用兩種不同的物理化學性質來分離蛋白質，從而獲得更高分辨率的蛋白質譜。

第一維電泳通常是基於蛋白質的等電點（isoelectric point, pI）進行分離，即等電聚焦（Isoelectric Focusing, IEF）。在這個過程中，蛋白質在一個 pH 梯度中移動，直到達到其等電點（pI），此時蛋白質的淨電荷為零，停止移動。

第二維電泳通常是基於蛋白質的分子量進行分離，即 SDS-聚丙烯醯胺凝膠電泳（SDS-PAGE）。

本題考查糖脂（Glycolipids），特別是神經節苷脂（gangliosides）的性質。糖脂是細胞膜上的一類脂質，由脂質部分（通常是神經醯胺 ceramide）和寡糖鏈組成。

1. 帶負電荷的寡糖鏈：許多糖脂，特別是神經節苷脂，其寡糖鏈上含有唾液酸（sialic acid）殘基。唾液酸帶有負電荷，因此含有唾液酸的糖脂寡糖鏈是帶負電荷的。此敘述正確。
2. 神經元細胞膜中糖脂的含量：神經節苷脂在神經細胞膜的細胞外leaflet 中富含，並且在神經系統中扮演重要角色。然而，它們在神經元細胞膜總脂質質量中所佔的比例通常遠低於 20%。

本題考查細胞內外離子濃度的比較。細胞膜內外離子濃度差異是細胞維持正常生理功能（如產生電信號、滲透壓平衡、離子運輸）的基礎。

一般情況下，細胞內外的離子濃度比較如下：

• 鈉離子（Na⁺）：細胞內濃度遠低於細胞外。
• 鉀離子（K⁺）：細胞內濃度遠高於細胞外。
• 氯離子（Cl⁻）：細胞內濃度通常低於細胞外，但受到細胞膜電位的影響，其分佈可能略有不同。
• 鈣離子（Ca²⁺）：細胞內游離鈣離子濃度極低，遠低於細胞外。

本題考查細胞膜上 ATP 驅動的離子泵。這些泵通過水解 ATP 來提供能量，將離子逆濃度梯度運輸。題目問哪個泵每個轉運週期水解兩個 ATP 分子。

A. 多藥耐藥性蛋白（Multidrug resistance protein, MDR）：MDR 蛋白是一類 ABC 轉運蛋白，通常將細胞內的藥物或毒素泵出細胞，消耗 ATP。具體水解 ATP 的數量取決於其類型，但一些 MDR 蛋白（如 P-糖蛋白）在每個轉運週期水解一個 ATP。
B. Na⁺-K⁺ 泵（Na⁺-K⁺ pump）：鈉鉀泵（Na⁺/K⁺-ATPase）是質膜上的一種 ATP 酶，它通過水解一個 ATP 分子，將 3 個 Na⁺ 離子泵出細胞，同時將 2 個 K⁺ 離子泵入細胞。因此，它每個轉運週期水解一個 ATP。
C. V 型 ATP 酶（V-type ATPase）：V 型 ATP 酶是存在於細胞內膜（如溶酶體膜、液泡膜）上的質子泵，它通過水解 ATP 將質子（H⁺）泵入膜腔，導致腔內酸化。V 型 ATP 酶的轉運機制比較複雜，一些研究表明，在某些情況下，其轉運週期可能與水解 2 個 ATP 或更多 ATP 相關，但更常見的說法是每個轉運週期水解一個 ATP 來泵送質子。然而，有些資料顯示，V-ATPase 的轉運循環涉及到多個亞基的協同運動，可能間接涉及多個 ATP 的水解。

核心觀念
RNA polymerase II（Pol II）啟動子（promoter）是負責招募 Pol II 與一般轉錄因子（GTF）啟動轉錄的 DNA 序列區域。它主要包含核心元件（core promoter）與近端啟動子元件（proximal promoter elements）。

• 核心元件（如 TATA box、Inr、BRE、DPE）是 GTF 結合並定位 轉錄起始點（TSS） 的位置。
• 近端啟動子元件則是 轉錄激活因子（activator） 或 抑制因子（repressor） 結合的位點。
  增強子（enhancer）與沉默子（silencer） 通常位於啟動子之外的遠端或近端調控區，不屬於 Pol II 啟動子本身的構成要素。

解題步驟

1. 辨識選項內容
   • A.「核心元件是 GTF 結合的區域」——這正是 Pol II 核心啟動子的定義。
   • B.「增強子（enhancer）結合轉錄激活子」——增強子是 遠端調控序列，不在啟動子內。
   • C.「沉默子（silencer）結合抑制子」——沉默子同樣是 遠端或近端抑制序列，亦不屬於啟動子本身。
   • D.「TATA box 指示轉錄起始點」——TATA box 是經典的核心啟動子元素，屬於 Pol II 啟動子。
   • E.「全部皆可為構成要素」——若 B、C 為遠端調控序列，則此說法不成立。

核心觀念

Shine-Dalgarno sequence（SD 序列）是原核生物 **mRNA 上游非轉譯區（5′ UTR）**中的一段核苷酸序列，通常位於起始密碼子 AUG 上游約 5～10 個核苷酸處。

其主要功能是與核糖體 30S 次單位中 16S rRNA 的 3′端互補配對，協助核糖體定位，使 AUG 正確置於轉譯起始位置，進而啟動蛋白質合成。因此，SD 序列是原核生物的核糖體結合位點。

解題方法

題幹的三個空格可依序判斷：

1. SD 序列位於哪一種分子的哪一端？
   • 位於 mRNA 的 5′端非轉譯區。
2. 它的主要功能是什麼？
   • 提供核糖體結合與定位訊號。
3. 與 SD 序列互補配對的是什麼？
   • 是 16S rRNA 的 3′端，但題目問的是 SD 序列本身所在位置及其功能。

因此完整敘述為：

The Shine-Dalgarno sequence resides on the 5′ end of mRNA and is the site for ribosome binding.

選項分析

A. 3′; peptidyl-tRNA; formyl transferase

錯誤。SD 序列不位於 peptidyl-tRNA 的 3′端。peptidyl-tRNA 是攜帶延伸中多肽鏈的 tRNA，並非核糖體辨識 mRNA 的分子。formyl transferase 的作用是將甲醯基加到起始 methionine 上，也不是 SD 序列的功能。

B. 5′; DNA; polymerase binding

核心觀念

翻譯作用中，核糖體將新胺基酸接到正在延長的多胜肽鏈上的反應，稱為 peptidyl transfer（胜肽基轉移），由 **peptidyl transferase（胜肽基轉移酶）**催化。

反應發生於核糖體的大次單元，主要步驟如下：

1. 帶有多胜肽鏈的 peptidyl-tRNA 位於 P site。
2. 新進入的 aminoacyl-tRNA 位於 A site。
3. A site 上胺基酸的 $\alpha$-amino group 攻擊 P site 上 peptidyl-tRNA 的酯鍵。
4. 原本連接在 P site tRNA 上的多胜肽鏈，轉移到 A site tRNA 的胺基酸上。
5. 形成新的 peptide bond，多胜肽鏈因此延長一個胺基酸。

可概括表示為：

此反應的催化核心主要由核糖體大次單元的 rRNA 構成，因此核糖體被視為具有 ribozyme 性質；蛋白質成分主要負責維持核糖體結構與協助正確定位。

解題方法

先辨認題目所描述的事件：「翻譯過程中實際形成 peptide bond 的步驟」。

翻譯延長作用常見的三個階段包括：

• 胺基酸進入 A site
• peptidyl transfer：形成 peptide bond
• translocation：核糖體沿 mRNA 移動，使 tRNA 改變位置

題目問的是形成 peptide bond 的反應名稱及其催化者，因此應選擇：

• 反應名稱：peptidyl transfer
• 催化者：peptidyl transferase

選項分析

A. peptide bond-formation; peptidase

錯誤。

「peptide bond formation」只是對反應結果的描述，不是本題所要求的標準反應名稱。更重要的是，peptidase 是分解 peptide bond 的酵素，通常參與蛋白質降解，不是催化翻譯過程中胜肽鏈延長的酵素。

B. transpeptidation; transpeptidase

錯誤。