109 年 國立清華大學生命科學院聯招：分子與細胞生物研究所、分子醫學研究所、生物資訊與結構生物研究所、生物科技研究所、系統神經科學研究所丁組《微生物學》

本題考驗對真菌 (Fungi) 各類群的特徵、致病性以及產生的毒素的了解。

(A) 篩菌門 (Ascomycota) 確實包含酵母菌 (yeasts) 和黴菌 (molds)。這是正確的敘述。
(B) 麴黴屬 (Aspergillus) 是一類常見的黴菌，其孢子可經由呼吸道進入人體，引起肺部麴黴菌病 (pulmonary aspergillosis)。這是正確的敘述。
(C) 擔子菌門 (Basidiomycota)，又稱「柄菌門」，其成員包含我們常食用的蘑菇 (mushrooms)。這是正確的敘述。

核心觀念

本題考查感染與致病的基本名詞，包括毒素型中毒（intoxication）、菌血症（bacteremia）、毒血症（toxemia）、病原菌造成的疾病、細胞內寄生，以及人畜共通傳染病。

判讀時要區分病原體本身進入血液，與病原體產生的毒素進入血液；也要留意疾病名稱是否和病原體的類型相符。

解題方法

逐項核對敘述中的名詞定義與病原體特性：

1. Intoxication 指疾病由病原體產生的毒素所致。
2. Bacteremia 指細菌存在於血液中；血液中有細菌毒素則稱為 toxemia。
3. Chlamydia 是專性細胞內寄生菌，不能在宿主細胞外獨立繁殖。
4. 動物傳給人的傳染病稱為人畜共通傳染病；mycosis 則指真菌感染。

選項分析

(A) 正確。
毒素型中毒是由病原體產生的特定毒素引起的疾病。某些情況下，患者攝入的是食物中已形成的毒素，因此致病作用主要來自毒素，而非病原菌在人體內大量繁殖。

核心觀念

本題比較三域生物（細菌、古菌、真核生物）的細胞構造、代謝能力與基因表現機制。判斷時要分清楚「典型特徵」和「只存在於某一域」：某項特徵若不是該域獨有，就不能只憑熟悉的例子推斷其分布。

解題方法

逐項比對各域的代表性特徵。判斷本題最關鍵的線索是氣囊（gas vesicles）：它們是由蛋白質組成、能調節浮力的構造，已知存在於部分細菌與古菌，並非真核生物的典型構造。因此，選項 (C) 把分布對調了。

選項分析

(A) 正確。 生物固氮並非真核生物的典型能力；具固氮能力的生物主要分布於細菌，也包括部分古菌，例如產甲烷古菌。古菌與細菌的固氮機制皆涉及固氮酶系統。產甲烷古菌固氮的研究綜述

(B) 正確。 真核生物具有由核膜包圍的細胞核，核內有核仁；細菌與古菌沒有膜包圍的細胞核，也沒有真核型核仁。

(C) 錯誤，為本題預期答案。 氣囊是部分細菌與古菌的蛋白質構造，可協助水生微生物調節浮力；選項卻說它們存在於真核生物與古菌、而不在細菌，與實際分布相反。氣囊分布與功能綜述

(D) 以教科書的典型比較來說大致正確，但文字過於絕對。 真核生物的前驅信使 RNA 通常會進行 5′ 加帽、3′ 加上穩定的多聚腺苷酸尾，以及剪接移除內含子；

核心觀念

本題考查重組 DNA 技術與微生物基因體學中的基本方法，包括全基因組擴增、限制酶切割位置、宏基因體分析、藍白斑篩選，以及 DNA 導入微生物細胞的方式。

判斷限制酶選項時，關鍵是區分不同類型的切割位置：第一型限制酶辨識特定序列，但通常在距離辨識序列一段距離的位置切割；第二型限制酶則在辨識序列內或其附近切割，因此常用於基因選殖。

解題方法

逐一檢查各敘述是否符合該技術的定義。特別留意選項是否把不同類型的限制酶混為一談；只要題幹聲稱第一型與第二型限制酶都在辨識序列直接切割，就與第一型限制酶的切割特性不符。

選項分析

(A) 正確。 多重置換擴增（multiple displacement amplification, MDA）是非 PCR 的 DNA 擴增方法，利用具鏈置換能力的 DNA 聚合酶進行等溫擴增。樣本量極少時，包括單一細胞的 DNA，也可用 MDA 擴增。

(B) 錯誤。 第一型限制酶雖能辨識特定 DNA 序列，但切割位置通常在辨識序列之外，且切割位置可能不固定，不符合「直接在辨識位置切割」的描述。

本題考驗關於革蘭氏陽性菌 (Gram-positive bacteria) 的特徵、致病性及重要性的知識。

(A) α-溶血 (alpha-hemolysis) 是指某些細菌（包括某些鏈球菌屬 Streptococcus）在血洋菜膠 (blood agar) 上生長時，造成紅血球部分裂解，產生綠色的暈圈。完全裂解紅血球並產生清晰透明暈圈的是 β-溶血 (beta-hemolysis)。此敘述將 α-溶血誤述為完全裂解。因此，此敘述是錯誤的。
(B) 中毒性休克症候群 (Toxic shock syndrome, TSS) 確實是由金黃色葡萄球菌 (Staphylococcus aureus) 引起，其病理機制是細菌外毒素（如超抗原 superantigens）刺激 T 細胞大量釋放細胞激素 (cytokines)，導致全身性發炎反應。此敘述是正確的。

本題考驗關於微生物光合作用、氮循環以及代謝途徑的知識。

(A) 藍綠菌 (Cyanobacteria) 進行的是產氧光合作用 (oxygenic photosynthesis)，它們擁有光系統 I (PSI) 和光系統 II (PSII)，並以水 (water) 作為電子來源，釋放氧氣。此敘述錯誤地指出藍綠菌只含有光系統 I。
(B) Anammox (無氧氨氧化) 反應是一個厭氧 (anaerobic) 的過程，將氨 (ammonia) 和亞硝酸鹽 (nitrite) 轉化為氮氣 (nitrogen gas)，並非好氧 (aerobic) 過程。此敘述是錯誤的。

核心觀念

本題考查抗酸性細菌細胞壁的組成。結核分枝桿菌的細胞壁含有分枝菌酸，這是一類長鏈脂肪酸，屬於脂質。分枝菌酸形成富含脂質、具有蠟樣特性的細胞壁層，使細菌不易被一般染色流程中的酸性酒精脫色，因此稱為抗酸性細菌。

解題方法

題幹指出該結構由分枝菌酸構成。判斷關鍵是辨認分枝菌酸的化學類別：它是脂肪酸，脂肪酸屬於脂質，因此空格應填「脂質」。

選項分析

• (A) proteins（蛋白質）：錯誤。蛋白質由胺基酸組成，分枝菌酸不是蛋白質。
• (B) carbohydrates（醣類）：錯誤。醣類包含多醣等結構；

核心觀念

本題考查微生物學發展史上的重要人物、研究方法與關鍵貢獻，尤其包括：

• 電子顯微鏡的發展
• 生物學命名制度
• 疾病與病原微生物因果關係的判定
• 三域系統與核糖體 RNA 分析
• 天花疫苗的發展

題目問「不正確」的敘述，因此必須逐一核對人物與其真正的學術貢獻。

解題方法

判斷歷史敘述題時，應將每個人物與其最具代表性的貢獻配對：

• Ernst Ruska：穿透式電子顯微鏡
• Carl Linnaeus：雙名法
• Robert Koch：科赫氏法則
• Carl Woese：以核糖體 RNA 研究生物演化與古菌
• Edward Jenner：天花疫苗

其中最容易混淆的是 Louis Pasteur 與 Robert Koch。Pasteur 對病原學與疫苗學貢獻極大，但用來建立「特定微生物造成特定疾病」因果關係的經典判準，是 Robert Koch 提出的科赫氏法則。因此錯誤選項為（C）。

選項分析

（A）正確

Ernst Ruska 是德國物理學家，與 Max Knoll 共同發展第一台實用的穿透式電子顯微鏡（transmission electron microscope, TEM）。

TEM 以電子束穿透極薄的樣本，利用電子的波動性獲得遠高於可見光顯微鏡的解析度，對病毒、細菌超微結構及細胞內構造的研究具有重要意義。

Ernst Ruska 因電子顯微鏡的基礎工作，與 Gerd Binnig、Heinrich Rohrer 共同獲得 1986 年諾貝爾物理學獎。因此本選項正確。

（B）正確

Carl Linnaeus（林奈）建立現代生物分類與雙名法（binomial nomenclature）。

雙名法以兩個拉丁化名稱表示物種：

$$\text{屬名}+\text{種加詞}$$

例如大腸桿菌的學名為：

$$\textit{Escherichia coli}$$

其中 \textit{Escherichia} 是屬名，\textit{coli} 是種加詞。微生物也依循此命名原則，因此將林奈與微生物的雙名命名制度連結，基本上是正確的敘述。

（C）錯誤

本選項將「建立病原微生物與特定疾病之因果關係判準」歸功於 Louis Pasteur，這是不正確的。

這套經典判準是 Robert Koch 提出的科赫氏法則（Koch’s postulates），內容可概括為：

核心觀念

本題考查細菌與古菌的遺傳多樣性如何產生與演化。遺傳多樣性可來自新變異的產生，例如突變與水平基因轉移；族群中的變異也會受天擇與族群隔離影響，進而改變基因頻率或使不同族群分化。

細菌與古菌主要以二分裂繁殖，並沒有真核生物典型的減數分裂與配子融合式有性生殖。因此，五個選項中，有性生殖最不可能是細菌與古菌演化遺傳多樣性的來源。

解題方法

先區分兩類作用：

1. 產生遺傳變異：突變可產生新等位基因；水平基因轉移可讓基因在不同細胞間移動。
2. 改變變異的頻率或促進族群分化：天擇會改變不同基因型的相對比例；隔離會減少族群間的基因交流，促進分化。

再檢視生物的繁殖方式：細菌與古菌主要透過二分裂繁殖，不進行典型有性生殖。因此，選項中的「有性生殖」最不符合其一般生物學特徵。

選項分析

(A) Binary fission（二分裂）—不是答案
二分裂是細菌與古菌主要的繁殖方式。子細胞通常與親代細胞相近，二分裂本身不會像有性生殖的重組那樣大量重新組合基因；但 DNA 複製時發生的突變，以及其他遺傳變化，仍可在繁殖過程中傳給後代。因此，二分裂是族群延續與變異傳遞的途徑，不能說完全與多樣性演化無關。

本題考驗關於細菌結構和生理特徵的知識。

(A) 某些細菌，例如進行光合作用或固氮作用的細菌，確實具有發達的細胞內膜系統，例如類囊體膜 (thylakoid membranes) 或類黃酮體 (invaginations of the plasma membrane)，這些膜結構增加了細胞質膜的表面積，有利於進行更複雜的代謝活動。此敘述是正確的。
(B) 細菌的核區 (nucleoid) 包含其染色體 (chromosome)，通常是環狀 DNA。然而，細菌的染色體通常不與組蛋白 (histones) 結合。組蛋白是真核生物 DNA 的主要包裝蛋白。細菌有類組蛋白 (histone-like proteins)，但與真核生物的組蛋白不同。此敘述是錯誤的。
(C) 細菌的細胞膜成分與真核生物不同。

核心觀念

本題考查細菌細胞壁的功能、革蘭氏陽性菌與陰性菌去除細胞壁後的名稱，以及細菌表面蛋白與脂多醣的特性。

細胞壁中的肽聚醣提供機械支撐，可抵抗低滲環境下水分進入造成的膨脹與破裂。相對地，質壁分離是細胞處於高滲環境時，水分外流使細胞質膜及細胞內容物收縮、與細胞壁分離；細胞壁並不能阻止這種水分流失。

解題方法

先逐項判斷細菌表面結構的基本事實，再檢查選項（E）所描述的細胞壁功能是否符合滲透作用方向：

• 低滲環境：水進入細胞，細胞壁可防止滲透性裂解。
• 高滲環境：水離開細胞，造成質壁分離；細胞壁無法防止此現象。

因此，只要確認（E）把細胞壁對這兩種現象的作用說反了，即可判定答案。

選項分析

核心觀念

本題考查 Gram stain（革蘭氏染色）的染色流程，以及脫色時間過長造成的判讀錯誤。

革蘭氏染色依序包括：

1. 初染：結晶紫（crystal violet），使所有細菌呈紫色。
2. 媒染：碘液（iodine），與結晶紫形成較大的結晶紫－碘複合物。
3. 脫色：酒精或酒精－丙酮，移除未被細胞壁牢固保留的染料。
4. 復染：番紅（safranin），使脫色後的細胞呈粉紅色。

革蘭氏陽性菌具有厚的肽聚糖細胞壁，能夠保留結晶紫－碘複合物；革蘭氏陰性菌肽聚糖層較薄，且具有外膜，脫色後會失去紫色，再被番紅染成粉紅色。

解題方法

正常情況下：

• 革蘭氏陽性菌：保留結晶紫－碘複合物，呈紫色。
• 革蘭氏陰性菌：被脫色後，再接受番紅復染，呈粉紅色。

本題的關鍵是「脫色劑留置過久」。過度脫色會使革蘭氏陽性菌原本保留的結晶紫－碘複合物也被移除，因此革蘭氏陽性菌先變成無色，之後在復染步驟中被番紅染成粉紅色。

革蘭氏陰性菌本來就會在脫色步驟失去紫色，隨後被番紅染成粉紅色。因此，兩者最後皆呈粉紅色。

選項分析

核心觀念

本題考查「活菌數」的測定。微生物學中，活菌通常指在特定培養條件下仍能生長繁殖的微生物。測定活菌數最常用的方法是平板計數法：將樣本稀釋後塗布或混入培養基，培養後計算菌落形成單位（colony-forming units, CFU）。

若已知稀釋倍數、接種體積與菌落數，原始樣本的活菌濃度可表示為：

$$\text{CFU/mL} = \frac{\text{菌落數} \times \text{稀釋倍數的倒數}} {\text{接種體積（mL）}}$$

解題方法

判斷各方法是否能測定「活」的微生物，關鍵在於它是否能區分仍能繁殖的細胞與死亡細胞。平板計數法透過培養形成菌落，因此測得的是可在該培養條件下生長的微生物數量；光學、質量或粒子計數方法通常測得的是總細胞量或總粒子數，無法單靠測量結果判定存活狀態。

選項分析

• (A) 光度計測量光散射：錯誤。
  光散射或濁度反映懸浮液中的總細胞量，活細胞與死細胞都會影響讀值，不能直接判定活菌數。

本題考驗對滅菌學 (sterilization) 中相關參數的定義。

(A) 熱死亡時間 (Thermal Death Time, TDT) 是指在特定溫度下，殺死所有微生物所需的最短時間。它關注的是「所有」微生物，而不是 90%。
(B) 熱死亡點 (Thermal Death Point, TDP) 是指在特定時間內（通常為 10 分鐘）殺死所有微生物所需的最低溫度。它關注的是溫度，而不是時間。

本題考驗對病毒基本結構的了解。

病毒的基本結構包括遺傳物質（核酸）和蛋白質外殼（衣殼）。

• 遺傳物質可以是 RNA 或 DNA，可以是單鏈或雙鏈。
• 蛋白質外殼（衣殼, capsid）由蛋白質亞單位組成，用於保護核酸。

(A) RNA only - 遺傳物質是 RNA，但病毒還需要蛋白質外殼。
(B) RNA or DNA in a protein coat - 這描述了病毒最基本的組成，即遺傳物質（RNA 或 DNA）被蛋白質外殼包裹。這是最簡單的病毒結構。

本題考驗關於無套膜病毒 (nonenveloped viruses) 如何進入真核細胞 (eukaryotic host cells) 的機制。

無套膜病毒缺乏細胞膜來源的脂質套膜，因此它們進入細胞的方式與有套膜病毒有所不同。
(A) 融合 (fusion) 是有套膜病毒進入細胞的常見方式，病毒套膜與宿主細胞膜融合，將核衣殼 (nucleocapsid) 釋放到細胞質中。無套膜病毒沒有套膜，因此無法進行融合。
(B) 飲作用 (pinocytosis) 是一種胞吞作用 (endocytosis)，即細胞吞噬液體和小顆粒。
(C) 胞吞作用 (endocytosis) 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。許多無套膜病毒進入真核細胞都依賴於宿主細胞的胞吞作用。病毒被包裹在內吞囊泡 (endocytic vesicle) 中進入細胞。

本題考驗病毒滴定 (viral titration) 的計算，即計算噬斑形成單位 (plaque-forming units, PFU) 的濃度。

已知條件：

• 取樣體積 = 0.2 ml
• 稀釋倍數 = $10^{-4}$
• 產生的噬斑數量 = 90 個

計算步驟：

1. 計算稀釋液中的 PFU 濃度 (PFU/ml)：
   稀釋液中的 PFU 濃度 = 噬斑數量 / 取樣體積
   PFU/ml (diluted) = 90 PFU / 0.2 ml = 450 PFU/ml

2. 計算未稀釋原液中的 PFU 濃度 (PFU/ml)：
   未稀釋原液的 PFU 濃度 = PFU/ml (diluted) / 稀釋倍數

本題考驗對測定病毒懸液活性 (viability) 的常用實驗方法的了解。

(A) 直接鏡檢計數 (direct microscopic count)，例如使用電子顯微鏡，可以計算病毒顆粒的總數，但無法區分活病毒和死病毒，因此不能用於測定病毒的活性。
(B) 血球凝集試驗 (hemagglutination assay) 是一種測定病毒滴度的常用方法，它利用病毒使紅血球凝集的現象來估計病毒的濃度。雖然它與病毒的感染性相關，但它測量的是病毒顆粒的數量（或與紅血球結合的能力），而不是直接的細胞感染活性。
(C) 瓊脂糖 (agarose) 是一種凝膠電泳的介質，本身不是一種測定病毒活性的試驗。

本題考驗對類病毒 (viroids) 的特性了解。類病毒是比病毒更小的感染性因子，它們僅由環狀單鏈 RNA 組成，沒有蛋白質外殼。

(A) 類病毒是裸露的 RNA 分子，沒有蛋白質外殼，更沒有脂質雙層套膜。套膜是某些病毒才有的結構。因此，此敘述是錯誤的。
(B) 類病毒沒有蛋白質衣殼 (protein capsids)。它們僅由 RNA 組成。此敘述是正確的。

核心觀念

本題考查「衛星病毒」與「衛星核酸」在外殼蛋白編碼上的差異。**衛星病毒（satellite virus）具有自己的核酸基因組，能編碼包裹自身基因組的殼蛋白；但其複製仍依賴輔助病毒提供部分功能。**相較之下，衛星 RNA 與衛星 DNA 通常不編碼殼蛋白，而是借用輔助病毒的殼蛋白包裝。ICTV 衛星類因子介紹；NCBI 衛星 RNA 定義

解題方法

抓住題幹的關鍵詞 encodes its own capsid proteins，判斷哪一類衛星因子的基因組具有殼蛋白基因。符合此定義的是 satellite virus。須注意：「能編碼自己的殼蛋白」不代表「能獨立複製」；衛星病毒仍可依賴輔助病毒完成複製等生命週期功能。

選項分析

核心觀念

樹突細胞（dendritic cells）是先天免疫的重要哨兵細胞，也是連結先天免疫與適應性免疫的抗原呈現細胞。它們以模式辨識受體（pattern recognition receptors, PRRs）辨認病原體相關分子模式（pathogen-associated molecular patterns, PAMPs），例如細菌脂多醣；接著可攝取、處理抗原，並呈現給初始 T 細胞，啟動後續免疫反應。這種對病原體共有分子特徵的辨識，屬於先天免疫，不等同於 T、B 細胞對特定抗原的辨識。樹突細胞辨認 PAMP 並連結 T 細胞反應 先天與適應性免疫的連結

解題方法

先依選項中的細胞功能線索，辨認較典型的免疫細胞：含組織胺顆粒、引發過敏反應的是肥大細胞；抗蠕蟲防禦常見嗜酸性球；能辨識 PAMP 並參與非特異性防禦的則符合樹突細胞的先天免疫角色。據此，若題目要選樹突細胞最具代表性的功能，答案為 (D)。

選項分析

• **(A) 參與過敏與過敏性超敏反應的發展：有生物學依據，但不是本題最具代表性的分類特徵。**樹突細胞可攝取過敏原、呈現抗原，並促成過敏原特異性 T 細胞反應，因此確實參與過敏致敏與後續發炎。若本題是單選，不能把 A 解讀成毫無關聯；題目若以「最具代表性的先天免疫功能」作答，則 D 更直接。

核心觀念

樹突細胞（dendritic cells）是先天免疫的重要哨兵細胞，也是連結先天免疫與適應性免疫的抗原呈現細胞。它們以模式辨識受體（pattern recognition receptors, PRRs）辨認病原體相關分子模式（pathogen-associated molecular patterns, PAMPs），例如細菌脂多醣；接著可攝取、處理抗原，並呈現給初始 T 細胞，啟動後續免疫反應。這種對病原體共有分子特徵的辨識，屬於先天免疫，不等同於 T、B 細胞對特定抗原的辨識。樹突細胞辨認 PAMP 並連結 T 細胞反應 先天與適應性免疫的連結

解題方法

先依選項中的細胞功能線索，辨認較典型的免疫細胞：含組織胺顆粒、引發過敏反應的是肥大細胞；抗蠕蟲防禦常見嗜酸性球；能辨識 PAMP 並參與非特異性防禦的則符合樹突細胞的先天免疫角色。據此，若題目要選樹突細胞最具代表性的功能，答案為 (D)。

選項分析

• **(A) 參與過敏與過敏性超敏反應的發展：有生物學依據，但不是本題最具代表性的分類特徵。**樹突細胞可攝取過敏原、呈現抗原，並促成過敏原特異性 T 細胞反應，因此確實參與過敏致敏與後續發炎。若本題是單選，不能把 A 解讀成毫無關聯；題目若以「最具代表性的先天免疫功能」作答，則 D 更直接。

本題考驗對血液學基本術語的理解，特別是關於哺乳動物骨髓中血細胞發生的過程。

(A) 溶血 (hemolysis) 是指紅血球的破裂和血紅蛋白的釋放。
(B) 內穩態 (homeostasis) 是指生物體維持內部環境相對穩定的狀態。
(C) 止血 (hemostasis) 是指身體停止出血的過程，包括血管收縮、血小板聚集和凝血。

核心觀念

宏基因體學（metagenomics）是研究環境樣本中微生物群落整體遺傳物質的學科。研究者直接從土壤、海水、腸道等樣本萃取 DNA，分析其中多種微生物的基因組資訊，不必先將每一種微生物分離並培養。

宏基因體學可用來描述群落的組成與多樣性，也能找出群落所具有的基因與潛在代謝功能。

解題方法

作答時抓住三個要素：

核心觀念

**反向疫苗學（reverse vaccinology）**是以病原體的全基因體序列為起點，利用生物資訊方法篩選可能具有免疫原性的抗原，再以實驗測試其能否誘發保護性免疫的疫苗開發策略。它的方向是由「基因體資訊」往下找「候選抗原」；傳統方法則多由培養病原體、分離成分或觀察免疫反應開始。這種策略可系統性尋找候選抗原，包含不易以傳統方法發現的抗原。原始研究回顧；基因體疫苗學回顧

解題方法

作答時抓住「基因體先行、電腦篩選、實驗驗證」三個步驟：

核心觀念

最低抑菌濃度（minimal inhibitory concentration, MIC）是抗微生物藥物敏感性測試中的指標，表示在規定的體外測試條件下，能抑制微生物可見生長的最低藥物濃度。

解題方法

核心觀念

微生物的次級代謝物（secondary metabolites），是微生物在特定生長階段或環境條件下合成的化合物；它們通常不是細胞基本生長、能量代謝或繁殖所必需的產物，也不屬於普遍參與基本生命活動的核心代謝產物。

次級代謝物常由初級代謝途徑的中間產物轉化而來，合成途徑常具有物種或菌株特異性。它們可協助微生物適應環境，例如抑制競爭者、影響宿主、取得資源或進行訊號傳遞。

常見例子包括抗生素、色素、毒素及部分生物鹼。放線菌和絲狀真菌是許多已知抗生素的生產者。

解題方法

題目要求定義，作答時抓住三個要素：

1. 何時產生：常在生長後期或特定環境條件下合成。
2. 與基本生長的關係：通常不是微生物在標準條件下生長與繁殖所必需。

核心觀念

甲基營養生物（methylotroph）是能利用較二氧化碳還原的單碳化合物作為碳源與能量來源的微生物。常見基質包括甲烷、甲醇、甲醛、甲酸，以及甲基胺等甲基化化合物。部分定義也涵蓋含多個碳、但沒有碳—碳鍵的化合物。

解題方法

這是名詞定義題，作答時抓住三個要素即可：微生物、還原態單碳基質、供應碳與能量。只列出甲醇或甲烷等例子，卻沒有說明其代謝用途，定義便不完整。甲烷氧化菌（methanotroph）能利用甲烷，是甲基營養生物的一類。

選項分析

核心觀念

鐵是微生物生長所需的微量元素，但在含氧環境中，三價鐵（Fe³⁺）常以難溶形式存在，微生物不易直接取得。**鐵載體（siderophore）**是微生物在缺鐵時合成並分泌的小分子螯合物，能以高親和力結合 Fe³⁺，形成鐵載體－鐵複合物，再由細胞表面的專一性受體辨識並運入細胞。

解題方法

核心觀念

VBNC 是 viable but nonculturable 的縮寫，中文常譯為「存活但不可培養狀態」。它描述某些細菌在逆境下仍保有存活特徵，卻無法在原本適合該菌生長的常規培養基上形成菌落或繁殖。逆境例如營養缺乏、低溫、滲透壓改變或消毒劑等環境壓力。Oliver 的綜述

解題方法

題目要求定義 VBNC，作答時抓住兩個條件即可：

核心觀念

「Chemolithoheterotroph（化能無機異營生物）」是依照能量來源、電子供體與碳源分類的營養型態：

• 化能（chemo-）：以化學反應取得能量，不靠光能。
• 無機營養（litho-）：以無機物作為電子供體，經氧化反應取得能量。
• 異營（heterotroph）：以有機物作為主要碳源，合成細胞所需的有機物。

解題方法

依序拆解名稱中的字根，確認三項來源：

核心觀念

病毒中和作用（viral neutralization）是指抗體與病毒表面結構結合，因而使病毒失去感染宿主細胞能力的作用。抗體常結合病毒表面的附著蛋白或套膜醣蛋白，阻止病毒附著於宿主細胞受體、進入細胞，或完成感染所需的後續步驟。

中和不必使病毒顆粒被分解或消失；判定重點是病毒的感染力降低或喪失。因此，能與病毒結合的抗體不一定都是中和抗體，只有能抑制感染的抗體才具有中和活性。

解題方法

這是定義題，作答時抓住三個要素即可：

核心觀念

「發炎小體」（inflammasome）是先天免疫細胞內形成的多蛋白訊號複合體。細胞質中的感受器辨識病原體相關分子模式（PAMP）或損傷相關分子模式（DAMP）後，發炎小體組裝並活化 caspase-1，促進發炎反應。

典型組成包括：

• 感受器蛋白：辨識感染或細胞損傷訊號，例如 NLRP3、AIM2、NLRC4。
• 接合蛋白：常見為 ASC（又稱 PYCARD），協助感受器與 caspase-1 接合。
• 效應酵素前驅物：procaspase-1，組裝後被活化為 caspase-1。

活化的 caspase-1 會切割 pro-IL-1β 與 pro-IL-18，使其成熟並釋放；

核心觀念

此題考查嵌合抗原受體 T 細胞（chimeric antigen receptor T cells，CAR-T 細胞）的定義與受體組成。CAR-T 細胞是經基因工程改造、表現嵌合抗原受體的 T 淋巴球；該受體將抗原辨識與 T 細胞活化功能整合在同一分子中。

典型 CAR 包含：

• 胞外抗原辨識區：常由抗體的單鏈可變區（scFv）構成，可辨識目標細胞表面的抗原。
• 鉸鏈區與跨膜區：連接並固定受體於細胞膜上。
• 胞內訊號區：包含 CD3ζ 活化訊號，並常加入 CD28 或 4-1BB 等共刺激訊號，以促進 T 細胞活化、增殖與存活。

解題方法

核心觀念

**Mimivirus（擬菌病毒）**是感染阿米巴原蟲的巨型雙股 DNA 病毒，代表宿主為 Acanthamoeba polyphaga。它的顆粒大、基因組複雜，外觀一度被誤認為細菌；但它仍是病毒，須利用宿主細胞進行複製，並沒有細菌的細胞結構與獨立代謝能力。Science 原始基因組研究、ICTV Mimiviridae 報告

解題方法

這是名詞定義題，作答時交代三項即可：它是什麼、感染誰、為何受到注意。

Mimivirus 是大型病毒，具有雙股 DNA 基因組；典型宿主是阿米巴原蟲。其衣殼直徑約 $400$ 奈米，病毒顆粒表面另有纖維，整體尺寸可達約 $700$ 至 $750$ 奈米；基因組約 $1.18$ 百萬個鹼基對。這些特徵使它的尺寸與基因組都超出一般人對病毒的印象。

核心觀念

本題考藍綠菌的色光適應（chromatic adaptation）：部分藍綠菌會依照環境光的波長，調節藻膽體（phycobilisome）中藻膽蛋白的相對含量，使捕光天線更有效吸收當下可用的光。

藻紅蛋白（phycoerythrin, PE）主要吸收藍綠光；藻藍蛋白（phycocyanin, PC）主要吸收橙紅光。藍綠菌依光質改變色素合成與相關基因表現，讓捕光色素組成配合照射光的波長。不同菌種調節色素的方式和幅度可有差異。藻膽蛋白的吸收特性與色光適應概述；藍綠菌對橙光與藍綠光的色素反應

解題方法

先判斷兩種色素各自較能吸收哪種波長，再套用「增加能吸收環境中主要光線的色素」這個原則：

核心觀念

共軛焦掃描雷射顯微鏡（confocal scanning laser microscope, CSLM）的核心，是以聚焦雷射逐點照明樣本，並在偵測器前設置針孔，阻擋焦平面以外的光。針孔與樣本的焦平面在光學上共軛，因此能大幅減少離焦訊號，取得清晰的光學切片。

成像原理與解題方法

可依序描述照明、掃描、訊號篩選與成像：

1. 標記樣本並聚焦雷射：先以螢光染劑、螢光抗體或螢光蛋白標記樣本。雷射經物鏡聚焦到樣本中的一個小區域，激發螢光分子。
2. 逐點掃描樣本：掃描系統使聚焦光點依序移動，通常以光柵方式掃過同一焦平面的各個位置。每個掃描位置都對應影像中的一個像素。
3. 收集並篩選螢光：樣本發出的螢光由物鏡收集，經分光鏡及濾光元件與激發雷射分開，再通過共軛焦針孔抵達偵測器。

核心觀念

題目中的「its」缺少前文所指的顯微鏡名稱；以下依常見考題脈絡，假設它指的是共軛焦雷射掃描顯微鏡（confocal laser scanning microscope, CLSM），並比較它與落射螢光顯微鏡（epifluorescence microscope）的功能與操作。

兩者都以螢光標記觀察樣本，並由物鏡收集螢光；主要差異在於照明方式，以及如何處理焦平面以外的訊號。

解題方法

比較時掌握兩個問題：第一，激發光照亮樣本的範圍；第二，焦平面以外發出的螢光會不會進入影像。

• 落射螢光顯微鏡以寬場激發光照亮視野中的螢光分子。激發光與螢光發射光都經由物鏡，並由二向色鏡與濾光片分離。因為焦平面上下的樣本也可能被激發，其發出的螢光會一併被收集，造成離焦背景與影像模糊。
• 共軛焦雷射掃描顯微鏡以聚焦雷射逐點照明樣本，並逐點掃描重建影像。發射光經過與樣本焦平面共軛的針孔（pinhole）；

核心觀念

本題考查流感病毒的抗原漂移（antigenic drift）與抗原轉變（antigenic shift），以及兩者如何改變人群中的免疫狀態，進而影響疾病傳播。

流感病毒表面的血球凝集素（HA）與神經胺酸酶（NA）是重要抗原。人體感染或接種疫苗後，會產生能辨識這些抗原的抗體。若病毒抗原改變，既有抗體的辨識與中和效果便可能降低，使病毒能感染更多原本具有免疫力的人。

解題方法

作答時先區分兩種抗原變化的發生速度與幅度，再連結它們對人群免疫力與疫情規模的影響：

• 抗原漂移是逐步累積的小幅變化，容易造成免疫保護逐漸下降，與季節性流感流行及疫苗株更新有關。
• 抗原轉變是突然出現的大幅抗原變化，可能使病毒具備新的 HA 或 NA 組合；由於人群對新抗原的免疫力普遍較低，可能引發大規模流行，甚至全球大流行。

抗原漂移：逐步逃避免疫

抗原漂移主要來自病毒複製時累積的點突變，常發生於編碼 HA、NA 的基因。當突變改變了抗體辨識的抗原表位，原有抗體的結合或中和能力就會減弱。

其傳播上的重要性如下：

1. 削弱既有免疫保護：曾感染或接種疫苗的人，仍可能感染抗原已改變的病毒。
2. 促成季節性流行：病毒逐年累積變化，易感者增加，病毒便能持續在人群中傳播。
3. 造成疫苗株與流行株不匹配：因此流感疫苗需要定期依流行病毒株更新。

抗原轉變：快速出現新抗原組合