112 年 國立中山大學海洋生態與保育研究所(在職生)《普通生物學》
第 1 題
- In analyzing the number of difference bases in a DNA sample, which result would be consistent
with the base-pairing rules?
A).
B).
C).
D).
E).
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本題考查 DNA 的鹼基互補配對原則。DNA 雙股螺旋結構中,腺嘌呤 (A) 永遠與胸腺嘧啶 (T) 配對,鳥糞嘌呤 (G) 永遠與胞嘧啶 (C) 配對。因此,在一個雙股 DNA 分子中,A 的數量應等於 T 的數量,G 的數量應等於 C 的數量。
選項分析:
A) :此選項表示 A 與 T 的總和等於 G 與 T 的總和,這並不符合鹼基配對原則。
第 2 題
- Which of the following descriptions of the coral reefs is wrong?
A). One of the most diverse ecosystems on earth
B). Corals are small-sized marine invertebrates living in compact colonies of many identical units
C). There are no coral reefs in Peng-Hu Islands (澎湖)
D). Increase in water temperature can cause coral bleaching
E). Some corals rely on symbiotic algae to provide additional energy.
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本題考查珊瑚礁生態系統的相關知識,要求選出錯誤的敘述。
選項分析:
A) 珊瑚礁被譽為「海洋中的熱帶雨林」,是地球上生物多樣性最高的生態系統之一。此敘述正確。
B) 珊瑚是由許多微小的海洋無脊椎動物「珊瑚蟲」所構成,牠們分泌碳酸鈣骨骼,並以緊密的群體(colony)方式生活,每個個體(unit)在群體中功能相似。此敘述正確。
第 3 題
- What type of migration does coho salmons (Oncorhynchus kisutch) have?
A). Anadromous
B). Catadromous
C). Amphidromous
D). All of the above
E). None of the above
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本題考查魚類的洄游類型。題目詢問銀鮭(coho salmon, Oncorhynchus kisutch)的洄游方式。
洄游類型定義:
- Anadromous (溯海性):魚類在海水中成長,但為了繁殖(產卵)而洄游至淡水中。
- Catadromous (溯河性):魚類在淡水中成長,但為了繁殖(產卵)而洄游至海水中。
第 4 題
- What type of migration does Japanese eel (Anguilla japonica) have?
A). Anadromous
B). Catadromous
C). Amphidromous
D). All of the above
E). None of the above
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本題考查魚類的洄游類型。題目詢問日本鰻(Japanese eel, Anguilla japonica)的洄游方式。
洄游類型定義:
- Anadromous (溯海性):魚類在海水中成長,但為了繁殖(產卵)而洄游至淡水中。
- Catadromous (溯河性):魚類在淡水中成長,但為了繁殖(產卵)而洄游至海水中。
- Amphidromous (迴游性):魚類在淡水和海水之間進行洄游,但其洄游的目的不是為了繁殖,而是為了尋找食物或適宜的棲息地。
第 5 題
- Why is ATP an important molecule in metabolism?
A). Its terminal phosphate bond has higher energy than the other two.
B). It is one of the four building blocks for DNA synthesis.
C). It provides energy coupling between exergonic and endergonic reactions.
D). Its hydrolysis provides an input of free energy for exergonic reactions.
E). Its terminal phosphate group contains a strong covalent bond that, when hydrolyzed, releases
free energy.
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本題考查 ATP 在代謝中的重要性。ATP (adenosine triphosphate) 是細胞中最主要的能量貨幣。
選項分析:
A) ATP 分子有三個磷酸基團,由兩個高能磷酸鍵連接。雖然這兩個鍵的能量較高,但並非「比其他兩個高」,而是指相對於一般共價鍵,其水解釋放的能量較多。然而,更精確的說法是,ATP 水解釋放的能量可以驅動其他非 स्वतः進行的反應。此選項不夠精確。
B) DNA 的組成單元是去氧核糖核苷酸,其組成包括去氧核糖、磷酸和含氮鹼基。ATP 是一種核苷酸,但其糖是核糖,且有三個磷酸基團,是 RNA 的組成單元之一(ATP 本身是腺苷三磷酸,作為 RNA 的組成單元時,是腺苷三核苷酸 ATP)。ATP 並非 DNA 的「四種」建構單元。DNA 的四種建構單元是四種去氧核苷酸(dATP, dGTP, dCTP, dTTP)。此選項錯誤。
第 6 題
- Which of the following is true about imprinting?
A). It is a type of learning that does not involve innate behavior.
B). It causes behaviors that last for only a short time.
C). It occurs only in birds
D). It happens to many adult animals, but not to their young.
E). It may be triggered by visual or chemical stimuli.
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本題考查「印隨學習」(imprinting)的特性。印隨學習是一種特殊的學習形式,通常發生在動物生命早期,並且一旦形成,影響會持續很長時間。
選項分析:
A) 印隨學習通常與動物的先天行為(innate behavior)緊密相關。例如,雛鳥對第一個移動的物體產生跟隨行為,這種跟隨的傾向是先天的,而對特定物體的識別則是一種學習。因此,印隨學習並非完全不涉及先天行為。此選項錯誤。
B) 印隨學習的行為影響通常是長期的,甚至是終生的,例如對父母或配偶的識別。此選項錯誤。
第 7 題
- Which of the following statements is representative of the second law of thermodynamics?
A). Cells require a constant input of energy to maintain their high level of organizations.
B). Every energy transformation by a cell decreases the entropy of the universe.
C). Heat represents a form of energy that can be used by most organisms to do work
D). Without an input of energy, organisms would tend toward decreasing entropy
E). Conversion of energy from one form to another is always accompanied by some gain of free
energy.
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核心觀念
本題考查熱力學第二定律及其在生物體中的應用。
熱力學第二定律指出:每當能量發生轉換或轉移時,宇宙總熵不會減少:
其中,熵(entropy,)可理解為能量分散程度或系統無序程度。生物體雖然能維持高度組織化的結構,但必須持續輸入能量,並將部分能量以熱的形式散失,以抵銷自身內部熵增加的趨勢。
因此,細胞維持高度組織化狀態,並不代表宇宙總熵下降;細胞只是透過能量輸入,使局部熵降低,同時造成周遭環境的熵增加。
解題方法
判斷本題的關鍵,是檢查各選項是否符合以下兩項內容:
- 能量轉換不可能百分之百有效,部分能量會以熱散失。
- 在沒有能量輸入時,系統會朝熵增加、組織化程度降低的方向發展。
符合「細胞需要持續輸入能量以維持高度組織化」的敘述,即代表熱力學第二定律。
選項分析
A. Cells require a constant input of energy to maintain their high level of organizations.
細胞需要持續輸入能量,才能維持高度組織化的結構與功能。
細胞內的蛋白質、膜系統、核酸及各種代謝路徑都具有高度秩序。若沒有能量供應,細胞會逐漸失去維持這些結構所需的條件,並朝向較無序的狀態發展。
細胞可以降低自身的局部熵,但同時會將熱及代謝廢物釋放到環境中,使環境熵增加,符合:
因此 A 正確,代表熱力學第二定律。
B. Every energy transformation by a cell decreases the entropy of the universe.
每一次細胞進行能量轉換,都會使宇宙熵降低。
第 8 題
- After surgical removal of an infected gallbladder, a person must be especially careful to restrict
dietary intake of
A). Mineral.
B). Fat.
C). Carbohydrate.
D). Water.
E). All of the above.
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本題考查膽囊切除手術後的飲食注意事項。膽囊(gallbladder)的主要功能是儲存和濃縮肝臟分泌的膽汁,並在進食時將膽汁釋放到小腸,幫助消化脂肪。
膽囊切除後,膽汁會持續從肝臟流入小腸,但其儲存和濃縮的功能喪失,可能導致膽汁分泌的量和時間點與進食的節奏不完全匹配,尤其是在大量攝取脂肪時。因此,膽汁對脂肪的乳化和消化作用會受到影響。
第 9 題
- Which of the following defines a genome?
A). Representation of a complete set of a cell's polypeptides.
B). The complete set of an organism's polypeptides.
C). The complete set of a species' polypeptides.
D). A karyotype.
E). The complete set of an organism's genes.
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本題考查「基因體」(genome)的定義。
基因體是指一個生物體或有機體所擁有的全部遺傳物質的總和。這通常包括其所有的 DNA(或在某些病毒中是 RNA)序列。
選項分析:
A) 多肽(polypeptide)是蛋白質的組成單位,是基因的產物。一個細胞的多肽集合是蛋白質體(proteome)的一部分,而不是基因體。
B) 生物體的多肽集合是該生物體的蛋白質體(proteome),而不是基因體。
第 10 題
- Which of the following is a true statement about sexual vs. asexual reproduction?
A). Asexual reproduction, but not sexual reproduction, is characteristic of plants and fungi.
B). In asexual reproduction, offspring are produced by fertilization without meiosis.
C). In sexual reproduction, individuals transmit 50% of their genes to each of their offspring.
D). Sexual reproduction requires that parents be diploid.
E). Asexual reproduction produces only haploid offspring.
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本題考查有性生殖與無性生殖的比較。
選項分析:
A) 植物和真菌可以進行有性生殖和無性生殖。例如,許多植物通過種子(有性)或無性繁殖(如營養繁殖)來繁衍。真菌也可以通過孢子(有性或無性)或菌絲斷裂(無性)來繁殖。因此,說無性生殖「是」植物和真菌的特徵,而有性生殖「不是」,這是錯誤的。
B) 無性生殖(asexual reproduction)是指由單一親代產生遺傳上與親代相同的後代,通常通過分裂、出芽、孢子形成等方式,不涉及配子結合(受精)和減數分裂(meiosis)。「沒有減數分裂」是正確的,但「沒有受精」是更關鍵的區別。選項中提到「沒有減數分裂」,這點是正確的,但「沒有受精」是無性生殖的另一個重要特徵。然而,如果這句話的意思是「後代是由沒有經過減數分裂的細胞產生的」,那麼就可能是正確的。但更嚴謹的說法是,無性生殖不涉及配子形成和結合。
第 11 題
- Which of the following lists of organisms is ranked in correct order from lowest to highest
percent in production efficiency?
A). Fish, insects, mammals.
B). Insets, fish, mammals.
C). Mammals, insects, fish.
D). Insects, mammals, fish.
E). Mammals, fish, insects.
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本題考查不同類群生物的生產效率(production efficiency)。生產效率通常指生物體將攝取的能量轉化為自身生物量的比例。在生態學中,通常認為生產效率與生物體的代謝速率、生長方式、生命週期等因素有關。一般而言,變溫動物(如魚類、昆蟲)的生產效率通常低於恆溫動物(如哺乳動物),因為恆溫動物需要消耗大量能量維持體溫,可供生長和繁殖的能量比例相對較低。然而,在同類群中,生產效率也可能不同。
一般生態學的觀點是:
- 昆蟲 (Insects):作為變溫動物,相較於魚類,牠們的生長率可能較高,但其生產效率的排名會有所不同,取決於具體物種。
- 魚類 (Fish):作為變溫動物,牠們的能量消耗相對較低,但其生產效率通常被認為比哺乳動物低。
- 哺乳動物 (Mammals):作為恆溫動物,需要消耗大量能量維持體溫,因此用於生長和繁殖的能量比例較低,生產效率通常被認為是最低的。
第 12 題
- Which term most precisely describes the cellular process of breaking down large molecules into
smaller ones?
A). Catalysis.
B). Metabolism.
C). Anabolism.
D). Catabolism.
E). Dehydration.
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本題考查細胞內物質代謝的過程。題目要求選出最精確描述「將大分子分解為小分子」的術語。
選項分析:
A) 催化(Catalysis)是指加速化學反應的過程,通常由酶(enzyme)來完成。它描述的是反應的速率,而不是反應的類型(分解或合成)。
B) 代謝(Metabolism)是細胞內所有化學反應的總稱,包括合成和分解過程。它是一個總括性的術語,不專指分解過程。
C) تركيب (Anabolism) 是指合成代謝,即將小分子組合成大分子的過程,例如蛋白質的合成。這與題目要求相反。
第 13 題
- Which term most precisely describes the cellular process by which the body changes food and
drink into energy?
A). Catalysis.
B). Metabolism.
C). Anabolism.
D). Dehydration.
E). Catabolism.
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本題考查細胞如何將食物轉化為能量。題目要求選出最精確描述「身體將食物和飲料轉化為能量」的過程。
選項分析:
A) 催化(Catalysis)是指加速化學反應的過程,是代謝的一部分,但不是整個過程。
B) 代謝(Metabolism)是細胞內所有化學反應的總稱,包括將食物分解以獲取能量(分解代謝)以及利用這些能量合成必要物質(合成代謝)。將食物轉化為能量是代謝的核心功能之一。因此,Metabolism 是最恰當的術語。
C) 合成代謝(Anabolism)是指合成大分子的過程,例如利用能量來構建細胞結構,而不是直接將食物轉化為能量。
第 14 題
- Which of the following is not a polymer?
A). Glucose.
B). Starch.
C). Cellulose.
D). Chitin.
E). DNA.
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本題考查生物大分子,特別是聚合物(polymer)的概念。聚合物是由許多重複的單體(monomer)單元連接而成的長鏈分子。
選項分析:
A) 葡萄糖(Glucose)是一種單醣(monosaccharide),是碳水化合物的基本組成單元。它本身不是聚合物。
B) 澱粉(Starch)是由葡萄糖單元聚合而成的多醣(polysaccharide),是一種聚合物。
第 15 題
- Analysis of jawbones from the skeletal remains of a vertebrate animal reveal its dietary patterns
owing to
A). The size of the mouth opening.
B). Whether the mouth is the most anterior structure.
C). The prevalence of specific kinds of teeth.
D). The evidence of food molecules still present.
E). The position of muscle attachment sites.
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本題考查如何從脊椎動物的顎骨化石推斷其飲食習慣。
選項分析:
A) 口腔開口的大小(mouth opening)可以提供一些線索,但不是最主要的依據。
B) 口腔是否位於最前端(most anterior structure)與飲食習慣的關聯不大。
C) 牙齒的形態、大小、排列和磨損情況(prevalence of specific kinds of teeth)是判斷動物飲食習慣的關鍵指標。
第 16 題
- Some bacteria are metabolically active in hot springs because
A). They are able to maintain a lower internal temperature.
B). High temperature make catalysis unnecessary.
C). Their enzymes have high optimal temperatures.
D). Their enzymes are completely insensitive to temperature.
E). All of the above.
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本題考查嗜熱細菌(thermophilic bacteria)在熱泉中保持代謝活性的原因。
選項分析:
A) 雖然有些生物可以通過生理機制調節體溫,但大多數生活在極端高溫環境中的細菌(如熱泉中的嗜熱菌)並非通過「維持較低的內部溫度」來適應,而是牠們的細胞結構和生化過程能夠在高溫下正常運作。此選項不正確。
B) 高溫本身並不能使催化(catalysis)變得不必要。生物體內需要進行大量的生化反應,這些反應都需要酶的催化才能在生物體內合理的時間尺度內發生。此選項錯誤。
第 17 題
- After drinking alcoholic beverages, increased urine excretion is the result of
A). Inhibited secretion of antidiuretic hormone (ADH).
B). Increased reabsorption of water in the proximal tubule.
C). The osmoregulator cells of the brain increasing their activity.
D). Increased blood pressure.
E). Increased aldosterone production.
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本題考查酒精對人體排尿的影響。酒精(ethanol)是一種利尿劑,會導致尿量增加。
酒精的主要作用機制是抑制抗利尿激素(Antidiuretic Hormone, ADH),也稱為血管加壓素(vasopressin)的分泌。ADH 是一種由腦下垂體後葉釋放的激素,它作用於腎臟的集合管和遠曲小管,促進對水的重吸收。當 ADH 分泌被抑制時,腎臟對水的重吸收減少,導致尿量增加。
選項分析:
A) 酒精會抑制抗利尿激素(ADH)的分泌。ADH 分泌減少,導致腎臟對水的重吸收減少,尿量增加。此選項正確。
B) 腎臟近曲小管(proximal tubule)主要負責重吸收水、鈉離子、葡萄糖等,其水重吸收的比例相對固定,且受 ADH 的影響不大。
第 18 題
- An oocyte released from a human ovary enters the oviduct as a result of
A). The force of the follicular ejection directing the oocyte into the oviduct.
B). Movement of the oocyte through the pulsating uterus into the oviduct.
C). The wavelike beating of cilia lining the oviduct.
D). The beating action of the flagellum on the oocyte.
E). Peristaltic contraction of ovarian muscles.
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本題考查排卵後卵子進入輸卵管的過程。
排卵(ovulation)時,卵巢表面的濾泡(follicle)破裂,釋放出成熟的卵子(oocyte)。卵子隨後被輸卵管(oviduct,也稱 fallopian tube)的漏斗狀開口(infundibulum)捕捉,並進入輸卵管。
輸卵管內壁覆蓋有纖毛(cilia)和平滑肌。纖毛的規律性擺動(wavelike beating of cilia)會產生一個向輸卵管內部流動的液體和微粒的電流,將卵子向前推送。同時,輸卵管壁的平滑肌也會發生蠕動收縮(peristaltic contraction),進一步幫助卵子移動。
第 19 題
- Nitrifying bacteria participate in the nitrogen cycle mainly by
A). Converting nitrogen gas to ammonia.
B). Releasing ammonium from organic compounds, thus returning it to the soil.
C). Incorporating nitrogen into amino acids and organic compounds.
D). Converting ammonium to nitrate, which plants absorb.
E). Converting ammonia to nitrogen gas, which returns to the atmosphere.
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本題考查硝化細菌(Nitrifying bacteria)在氮循環中的作用。
氮循環是一個複雜的過程,涉及不同形態的氮在生物圈和非生物圈之間的轉化。硝化作用是氮循環中的一個關鍵步驟,由硝化細菌完成。硝化細菌主要分為兩類:
- 氨氧化細菌 (Ammonia-oxidizing bacteria):將氨()或銨離子()氧化成亞硝酸鹽(nitrite, )。
- 亞硝酸鹽氧化細菌 (Nitrite-oxidizing bacteria):將亞硝酸鹽()氧化成硝酸鹽(nitrate, )。
最終產物硝酸鹽()是植物最容易吸收的氮源。
第 20 題
- Unlike most bony fishes, sharks maintain body fluids that are isoosmotic to seawater, so they are
considered by many to be osmoconformers. Nonetheless, these sharks osmoregulate at least
partially by
A). Using their gills and kidneys to rid themselves of sea salts.
B). Tolerating high urea concentrations that balance internal salt concentrations to seawater
osmolarity.
C). Monitoring dehydration at the cellular level with special gated aquaporins.
D). Synthesizing trimethylamine oxide, a chemical that binds and precipitates salts inside cells.
E). Possessing a special adaptation that allows their cells to operate at an extraordinarily high salt
concentration.
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本題考查鯊魚(Sharks)的滲透調節機制。大多數硬骨魚(bony fishes)是滲透調節者(osmoregulators),牠們的體液滲透壓低於海水,需要不斷排出多餘的鹽分並保留水分。而鯊魚則比較特別,牠們的體液滲透壓接近海水,這使得牠們在滲透壓方面更像滲透壓順應者(osmoconformers)。然而,鯊魚仍然需要進行滲透調節,以維持體內離子的平衡並防止脫水。
鯊魚主要的滲透調節策略包括:
- 尿素和三甲胺氧化物(TMAO)的累積:鯊魚的血液中含有高濃度的尿素(urea)和三甲胺氧化物(trimethylamine oxide, TMAO)。尿素會提高體液的滲透壓,使其接近海水,從而減少水分的流失。TMAO 則是一種滲透壓保護劑,可以抵消尿素對蛋白質結構的破壞作用。
- 直腸腺(rectal gland):鯊魚有一個直腸腺,可以主動分泌高濃度的鹽分(主要是 和 )到腸道,然後隨糞便排出體外,從而幫助排出多餘的鹽分。
- 腎臟:鯊魚的腎臟可以重吸收大部分尿素,但也能排出少量鹽分。
第 21 題
- The principle of competitive exclusion states that
A). Competition in a population promotes survival of the best-adapted.
B). Two species cannot coexist in the same habitat.
C). Competition between two species always causes extinction or emigration of one species.
D). Two species that have exactly the same niche cannot coexist in a community.
E). Two species will stop reproducing until one species leaves the habitat.
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本題考查「競爭排斥原理」(Competitive Exclusion Principle)。該原理由 G.F. Gause 在 1930 年代提出。
競爭排斥原理指出,在一個穩定的生態系統中,如果兩個或多個物種佔據完全相同的生態位(niche),則牠們之間會發生強烈的競爭。由於資源有限,其中一個物種(通常是競爭能力較強的)最終會排斥另一個物種,導致後者滅絕或遷移。換句話說,兩個佔據完全相同生態位的物種無法在同一個棲息地長期共存。
選項分析:
A) 「種群內競爭促進適應者生存」是自然選擇的一個方面,但不是競爭排斥原理的內容。競爭排斥原理關注的是物種間的競爭。
B) 「兩個物種不能共存於同一棲息地」過於絕對。
第 22 題
- The absorption of fats differs from that of carbohydrates in that
A). Most absorbed fat first enters the lymphatic system, whereas carbohydrates directly enter the
blood.
B). Fat absorption occurs in the stomach, whereas carbohydrates are absorbed from the small
intestine.
C). Fats, but not carbohydrates, are digested by bacteria before absorption.
D). Processing of fats does not require any digestive enzymes, whereas the processing of
carbohydrates does.
E). Carbohydrates need to be emulsified before they can be digested, whereas fats do not.
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本題考查脂肪和碳水化合物在人體消化道中的吸收差異。
消化與吸收過程:
- 碳水化合物:
- 消化:口腔中的唾液澱粉酶開始初步消化,主要在小腸(十二指腸和空腸)被胰澱粉酶和腸道雙醣酶(如蔗糖酶、乳糖酶、麥芽糖酶)分解為單醣(葡萄糖、果糖、半乳糖)。
- 吸收:單醣主要在小腸(空腸和迴腸)被吸收,通過主動運輸或易化擴散進入小腸絨毛細胞,然後進入肝門靜脈,直接輸送到肝臟。
- 脂肪:
- 消化:主要在小腸(十二指腸)進行。膽汁(由肝臟產生,膽囊儲存)乳化脂肪,將大脂肪球分解成小脂肪滴,增加表面積。胰脂肪酶(pancreatic lipase)是主要的消化酶,將甘油三酯分解為脂肪酸和甘油單酯。
- 吸收:脂肪酸和甘油單酯在小腸絨毛細胞內重新組合成甘油三酯,並與膽固醇、磷脂、蛋白質等組合成乳糜微粒(chylomicrons)。
第 23 題
- A human who has no access to fresh water but is forced to drink seawater instead
A). will thrive under such conditions, as long as he has lived at the ocean most of his life.
B). will excrete more water molecules than taken in, because of the high load of ion ingestion.
C). will develop structural changes in the kidneys to accommodate the salt overload.
D). will find that drinking saltwater satiates his thirst.
E). will risk becoming overhydrated within 12 hours.
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本題考查人體飲用海水後的生理反應。海水含有極高的鹽分(約 3.5%),遠高於人體體液的滲透壓。
人體腎臟的主要功能是調節體液的滲透壓和離子平衡,排出代謝廢物和多餘的水分。腎臟能夠產生高滲透壓的尿液,但其尿液的滲透壓最高只能達到大約 1400 mOsm/L,而海水的滲透壓約為 1000 mOsm/L(取決於具體海水類型,但通常高於人體尿液極限)。
當人體攝入高鹽度的海水時,會發生以下情況:
- 滲透壓失衡:海水進入消化道,其高滲透壓會將體內的水分吸入腸道,導致細胞脫水,並引起腹瀉。
- 腎臟負荷過重:為了排出攝入的鹽分,腎臟需要產生比攝入水分更多的尿液來稀釋鹽分。由於人體腎臟產生的最高滲透壓尿液的滲透壓低於海水,因此,每喝下一口海水,腎臟為了排出其鹽分,需要消耗更多的體內水分來產生尿液。這意味著,攝入的海水越多,身體流失的水分也越多。
第 24 題
- After ingestion by humans, the first category of macromolecules to be chemically digested by
enzymes in the mouth is
A). Protein.
B). Carbohydrate.
C). Cholesterol and other lipids.
D). Minerals.
E). Nucleic acids.
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本題考查人體消化過程中,最早被酶化學消化的巨噬分子(macromolecules)的種類。
消化過程始於口腔。在口腔中,食物受到機械消化(咀嚼)和化學消化。化學消化主要通過唾液中的酶來實現。
唾液中含有兩種主要的酶:
- 唾液澱粉酶(Salivary amylase):也稱為唾液澱粉酶,負責初步消化碳水化合物(多醣),將其分解為較小的寡醣(如麥芽糖)。
- 舌脂酶(Lingual lipase):在口腔中被激活,但其主要活性在胃部,負責初步消化脂肪(脂質)。
第 25 題
- Certain nutrients are considered "essential" in the diets of some animals because
A). The nutrients are subunits of important polymers.
B). Only certain foods contain them.
C). Only those animals use those nutrients.
D). These animals are not able to synthesize these nutrients.
E). The nutrients are necessary coenzymes.
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本題考查「必需營養素」(essential nutrients)的概念。
必需營養素是指生物體無法自行合成,或者合成量不足以滿足生理需求的營養素,必須從飲食中獲取。
選項分析:
A) 必需營養素可能是某些聚合物的組成單元(如必需胺基酸是蛋白質的組成單元),但這不是必需營養素的定義。非必需胺基酸也不是聚合物的組成單元,但它們是胺基酸。
B) 「只有某些食物含有它們」可能是一種情況,但不是定義。
第 26 題40 分
- In ecology, r/K selection theory relates to the selection of combinations of traits in an organism that
trade-off between quantity and quality. Please complete the following table regarding the r- and K-
strategy using comparative descriptors (high vs low, short vs long, early vs late..., etc., except for
the example organism (20%, 1% each):
| Type | r-selection | K-selection |
|---|---|---|
| Example organism | ||
| Overall mortality | ||
| Number of offspring | ||
| Quality of offspring | ||
| Degree of Parental care | ||
| Reproductive Maturity | ||
| Population growth rate | ||
| Independence at birth | ||
| Generation time | ||
| Competition potential in crowded niches |
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核心觀念
本題考的是 選擇理論:不同生物的生活史特徵,反映其在「繁殖數量」與「單一後代投入」之間的取捨。
在邏輯斯成長模型中,
代表族群的內在增長率, 代表環境容納量。 選擇型生物傾向在資源充足、族群密度低時迅速繁殖; 選擇型生物則較適應資源有限、競爭激烈且族群接近環境容納量的情況。
解題方法與表格答案
判斷時可先看後代數量與親代投入:後代多、單一後代投入少,通常屬於 選擇型;後代少、單一後代投入多,通常屬於 選擇型。其他生命史特徵多半與這項取捨一致。
| 類型 | 選擇型 | 選擇型 |
|---|---|---|
| 代表生物 | 蠅類,例如果蠅 | 象類,例如大象 |
| 整體死亡率 | 高 | 低 |
| 後代數量 | 多 | 少 |
| 後代品質(單一後代投入) | 低 | 高 |
第 27 題20 分
There are four possible types of vaccines developed against the COVID-19 pandemic: inactivated virus, viral vector (i.e., Adenovirus), mRNA, and protein subunit. Please give a summary about the mechanism by a few sentences and a name of an approved vaccine for each type (20%, 2.5% each cell).
| Type of vaccine | Mechanisms | Vaccine name |
|---|---|---|
| Inactivated whole virus | ||
| Viral vector | ||
| mRNA | ||
| Protein-subunit |
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核心觀念
本題考的是疫苗如何讓免疫系統辨識 SARS-CoV-2 抗原,進而產生保護性免疫。四種疫苗的主要差異,在於「抗原如何進入人體」:直接注入失活病毒、用病毒載體送入抗原基因、注入 mRNA,或直接注入病毒蛋白。
抗原可活化 B 細胞,促使其分化並產生抗體;抗原呈現細胞也會呈現抗原,啟動 T 細胞反應。不同疫苗平台誘發抗體與細胞性免疫的程度不同。
解題方法
依序辨認每種疫苗提供給人體的是「完整失活病毒」、「抗原基因的載體」、「mRNA 指令」或「抗原蛋白本身」,再說明人體如何產生或辨識抗原,最後配上一種代表性疫苗名稱。
| 疫苗類型 | 作用機制 | 疫苗名稱 |
|---|---|---|
| 全病毒不活化疫苗 | 將 SARS-CoV-2 病毒以化學或物理方式失活,使其不能複製,再注入人體。免疫系統辨識病毒上的多種抗原並產生免疫反應;此類疫苗通常會搭配佐劑以增強反應。 | Sinovac-CoronaVac,屬不活化疫苗,列入 WHO 緊急使用清單。WHO 資料 |
| 病毒載體疫苗 | 使用經改造、通常不能在人類細胞中複製的腺病毒,攜帶 SARS-CoV-2 刺突蛋白基因。細胞表現該基因並製造刺突蛋白,接著引發抗體及 T 細胞反應。 | AstraZeneca Vaxzevria,為非複製型腺病毒載體疫苗。 |
第 28 題10 分
The 2022 Nobel Prize in Physiology or Medicine was awarded to the Swedish geneticist Svante Pääbo for his research in the field of genomes of extinct hominins and human evolution. Please give two examples of his research with a few summarizing sentences (10%, 5% each).
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核心觀念
本題考查古人類基因組學如何利用古代 DNA,重建已滅絕人族的演化關係,以及這些族群與現代人類之間的基因交流。古代 DNA 通常已降解,研究者須從古人類化石中取得 DNA、進行定序,再與現代人類及其他古人類的基因組比較。
解題方法
題目要求舉出兩項研究,每項以數句概述。作答時可選擇兩個代表性成果:尼安德塔人基因組定序與丹尼索瓦人的發現及其基因貢獻。每例交代研究材料或方法、主要發現,以及它對人類演化認識的意義。
研究例一:完成尼安德塔人基因組定序
帕博與研究團隊從尼安德塔人化石中提取古代 DNA,克服 DNA 降解及現代人類 DNA 污染等問題,並定序、分析尼安德塔人基因組。研究顯示,尼安德塔人與現代人類有共同祖先;兩群人在演化分支分開後仍曾交配。現今非洲以外的許多人群,約有 1% 至 4% 的基因組源自尼安德塔人,證明人類演化史包含不同人族之間的基因交流。