111 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甲組《微生物學》

本題主要考驗學生對真菌界（Fungi）主要類群及其特徵的了解。題目要求選出錯誤的敘述。

A. 囊菌綱（Ascomycota）是真菌界最大的門，包含許多常見的黴菌（molds）和酵母菌（yeasts），例如麵包酵母（Saccharomyces cerevisiae）和青黴菌（Penicillium）。此敘述正確。
B. 麴菌屬（Aspergillus）的種類確實會引起麴菌病（aspergillosis）。然而，Aspergillus 主要經由吸入孢子感染，其主要入侵途徑是呼吸道，而非腸胃道。腸胃道感染雖然可能發生，但不是最主要的途徑。此敘述錯誤。

本題主要考驗學生對細菌各種代謝類型、分類和生理特徵的理解。題目要求選出錯誤的敘述。

A. 血洋菜（blood agar）常用於鑑定細菌的溶血素（hemolysin）活性。α-溶血（alpha-hemolysis）是指細菌部分地破壞紅血球，產生氧化的血紅素，在菌落周圍形成一層綠色的暈圈。此敘述正確。
B. 紫硫細菌（Purple sulfur bacteria）是一類光合細菌，它們利用硫化氫（H₂S）作為電子供體，將其氧化成單質硫（S）或硫酸鹽，並利用光能合成有機物。它們是光合自營菌（photolithoautotrophs）。此敘述正確。

本題考驗學生對細菌（Bacteria）、古菌（Archaea）和真核生物（Eukarya）三大域之間主要區別的理解。題目要求選出正確的敘述。

A. 真核生物（Eukarya）有膜包裹的細胞核，其中包含核仁。古菌（Archaea）是原核生物，沒有膜包裹的細胞核，因此也沒有核仁。此敘述錯誤。
B. 氣泡囊（Gas vesicles）是某些水生細菌和古菌用於調節浮力的結構，以在水中獲得最佳的光照位置。它們在真核生物中並不存在。此敘述錯誤。
C. 化能無機自營（Chemolithotrophy）是一種代謝方式，利用無機物氧化產生的能量來合成有機物。這種代謝方式在細菌（Bacteria）和古菌（Archaea）中都有發現，例如硝化細菌和某些硫氧化菌。此敘述錯誤。

核心觀念

本題考查細菌的革蘭氏染色、毒素相關名詞、傳播途徑，以及產腸毒素型大腸桿菌（ETEC）與肉毒桿菌毒素造成疾病的機制。

• 類毒素（toxoid）：細菌外毒素經處理失去毒性、仍保留抗原性的物質，可用於疫苗製作。
• 毒血症（toxemia）：毒素進入宿主血液並造成全身影響的狀態。
• ETEC：主要附著於小腸上皮細胞表面，分泌腸毒素引起腹瀉，通常不侵入上皮細胞。
• 食源性肉毒中毒：患者攝入食物中已形成的肉毒神經毒素；嬰兒型與傷口型肉毒中毒則是細菌在腸道或傷口內繁殖後產毒。

解題方法

逐一核對選項中的關鍵分類與致病機制：病原菌的革蘭氏性質、類毒素與毒血症的定義、疾病的傳播途徑，以及細菌本身或其毒素是否直接造成疾病。只有敘述與這些基本定義相符者正確。

選項分析

A. 錯誤。 鼠疫耶爾森菌（Yersinia pestis）是革蘭氏陰性短桿菌，不是革蘭氏陽性菌；它可引起鼠疫。美國疾病管制與預防中心（CDC）：鼠疫資料

核心觀念

本題考查抗菌化學療法中，各類抗生素的主要作用標的，以及抗菌活性的測定方法。

常見抗菌藥物作用機制如下：

因此，判斷選項時須核對「藥物—作用標的—生理結果」三者是否一致。

解題方法

逐一檢查每個選項所描述的抗菌藥物作用機制：

1. 若藥物作用於 DNA 複製、蛋白質合成或細胞壁合成，確認其標的是否正確。
2. 區分細胞壁與細胞膜：
   • 細胞壁主要成分為肽聚糖。
   • 細胞膜主要由磷脂雙層與膜蛋白構成。
3. 確認實驗方法測量的是蛋白質含量，還是抗菌效果。

選項分析

A. Fluoroquinolones block bacterial DNA replication, by inhibiting DNA gyrase and topoisomerase II.

正確。

Fluoroquinolones（氟喹諾酮類）會抑制細菌的 DNA gyrase（DNA 旋轉酶）與 topoisomerase IV。這些酶屬於細菌的第二型拓撲異構酶，負責調整 DNA 超螺旋、解除複製過程中的拓撲壓力，並協助染色體分離。

DNA gyrase 可將負超螺旋引入 DNA，使複製叉能順利前進；topoisomerase IV 則主要協助複製完成後的子代染色體分離。Fluoroquinolones 會穩定酶與 DNA 形成的中間複合體，使 DNA 產生斷裂，進而阻斷 DNA 複製並造成細菌死亡。

嚴格而言，細菌中常用的標準表述是「DNA gyrase 與 topoisomerase IV」；其中 DNA gyrase 本身就是第二型拓撲異構酶。依本題命題意旨，A 描述的是氟喹諾酮類抑制細菌 DNA 複製的正確機制。

B. Tetracyclines are antibacterial drugs that can inhibit the synthesis of peptidoglycans, the important component of bacterial cell wall.

錯誤。

Tetracyclines（四環黴素類）主要作用於細菌 30S 核糖體，阻止 aminoacyl-tRNA 進入核糖體的 A site，因而抑制蛋白質合成。其典型作用為抑菌性（bacteriostatic），不是直接抑制肽聚糖合成。

肽聚糖合成主要是 β-lactam 類抗生素與 glycopeptide 類抗生素的作用標的，例如：

• Penicillins、cephalosporins：抑制肽聚糖交聯。
• Vancomycin：結合肽聚糖前驅物，阻礙細胞壁形成。

因此，四環黴素的作用標的是蛋白質合成，而不是肽聚糖合成。

C. Penicillins are bactericidal by inhibiting bacterial cell membrane synthesis.

錯誤。

本題考驗學生對生物分類學（taxonomy）中「原生生物」（protists）概念的理解。題目要求選出「原生生物」不再被視為一個獨立的分類群（taxonomic group）的最主要原因。

A. 原生生物是細胞生物，具有真核細胞結構。此選項錯誤。
B. 原生生物中的許多成員是微小的，但它們是真核生物（eukaryotes）的一部分，而不是被排除在外。此選項錯誤。
C. 原生生物這個歷史上的分類群，主要包含真核生物。原核生物（prokaryotes）屬於細菌（Bacteria）和古菌（Archaea）兩個域。因此，原生生物不包含原核細胞類型。此選項錯誤。

本題考驗學生對於微生物分類學和系統發生學（phylogeny）研究方法的理解。題目描述發現了一種新微生物，需要確定其在演化上的親緣關係，並將其歸入正確的系統發生位置。

A. 小片段核糖體RNA（Small subunit rRNA, SSU rRNA）分析是現代微生物分類學和系統發生學研究中最重要的工具之一。由於rRNA基因在所有生物中普遍存在，且其序列演化速度適中，對其進行比較分析（例如比較序列的相似度或構建系統發生樹）可以有效地揭示生物之間的演化關係，尤其是在細菌和古菌的分類上。此方法對於確定微生物的演化親緣關係非常有效。此選項正確。
B. 顯微鏡分析（microscopic analysis）可以幫助我們了解微生物的形態、大小、結構等，這對於初步分類和鑑定有幫助，但它主要提供的是表型信息，無法直接揭示深層的演化關係。

本題考驗學生對不同類型顯微鏡的解析度（resolution）和應用範圍的了解，特別是觀察細胞內部微細結構的能力。

A. 光學顯微鏡（light microscope）的解析度約為 0.2 微米（µm），能夠觀察到細胞的整體形態、細胞核、細胞壁等較大的結構，但難以看清細胞內精細的膜狀細胞器或小分子結構。
B. 暗視野顯微鏡（dark-field microscope）是光學顯微鏡的一種，用於觀察未染色或對比度低的標本，使標本看起來明亮，背景黑暗。它能提高對某些細小結構的觀察能力，但解析度與普通光學顯微鏡相當，不足以看清細胞內部精細結構。

本題考驗學生對細菌細胞結構及其功能的了解，特別是哪些結構在低滲透壓環境下保護細胞免於裂解，並有助於確定細胞形態。

A. 細胞膜（Plasma membrane）是細胞的內層屏障，控制物質進出，但它本身並不能提供足夠的結構支撐來抵抗低滲透壓環境下的裂解。
B. 肽聚醣（Peptidoglycan）是細菌細胞壁的主要成分，它形成一個堅固的網狀結構，包圍在細胞膜外，為細胞提供機械強度，並抵抗滲透壓。在低滲透壓（稀釋溶液）中，細胞外的水分會進入細胞，增加細胞內壓力。肽聚醣層的存在能有效抵抗這種壓力，防止細胞因吸水過多而破裂（lysis）。

本題考驗學生對細菌趨化性（chemotaxis）的理解，特別是細菌在化學引誘劑（attractant）梯度中的運動行為。

細菌的運動模式包括「直線前進」（run）和「轉向」（tumble）。

• 在沒有化學梯度或梯度均勻的環境中，細菌會隨機地進行 run 和 tumble。
• 當細菌感知到化學引誘劑的梯度時，它們會進行「定向運動」（biased random walk）。
• 如果細菌朝著引誘劑濃度增加的方向運動（即「走上坡」），它們會延長 run 的時間，並減少 tumble 的頻率。
• 如果細菌朝著引誘劑濃度降低的方向運動（即「走下坡」），它們會增加 tumble 的頻率，以改變方向，重新尋找有利的方向。

本題考驗學生對細菌（Bacteria）和古菌（Archaea）之間主要區別的了解，以及哪些特徵可用於區分這兩個原核生物域。題目要求選出「無助於」區分這兩個域的特徵。

A. 小片段核糖體RNA（SSU rRNA）的序列是區分細菌和古菌最重要和最可靠的分子標記之一。它們的 rRNA 序列在演化上存在顯著差異。此特徵有助於區分。
B. 細胞膜脂質的類型是區分細菌和古菌的重要特徵。古菌的細胞膜主要由醚鍵連接的異戊二烯單元構成，並可能形成單層膜（monolayer），而細菌的細胞膜主要由酯鍵連接的脂肪酸構成，形成雙層膜（bilayer）。此特徵有助於區分。
C. 肽聚醣（Peptidoglycan）是細菌細胞壁的主要成分，賦予其結構強度。

本題考驗學生對細菌生長曲線（bacterial growth curve）的理解，特別是計算平均世代時間（mean generation time）的能力。

已知資訊：

• 接種時間：下午 4:00
• 接種數量 ($N_0$)：10,000 細胞
• 延滯期（lag phase）持續時間：1 小時
• 對數生長期（log phase）開始時間：下午 4:00 + 1 小時 = 下午 5:00
• 觀察時間點：晚上 9:00
• 在晚上 9:00 時的細胞數量 ($N_t$)：41,000,000 細胞（約 41 million）

首先，確定對數生長期持續的時間段。

• 對數生長期開始：下午 5:00
• 觀察時間點：晚上 9:00
• 對數生長期持續時間 ($t$) = 晚上 9:00 - 下午 5:00 = 4 小時。
  將時間換算成分鐘：$t = 4 \text{ hours} \times 60 \text{ minutes/hour} = 240 \text{ minutes}$。

細菌生長遵循指數生長模型，其公式為：
$N_t = N_0 \times 2^{t/g}$
其中：

• $N_t$ 是時間 $t$ 時的細胞數量
• $N_0$ 是起始細胞數量
• $t$ 是時間
• $g$ 是平均世代時間（mean generation time）

核心觀念

本題考查從「病原菌數量極少、正常菌叢數量很多」的糞便檢體中分離病原菌時，培養基與培養順序的選擇。

此情境的主要問題有兩個：

1. 病原菌初始數量太少，直接接種平板時容易低於檢出量。
2. 正常菌叢數量太多，會快速生長並掩蓋病原菌菌落。

因此需要先利用增菌培養（enrichment culture），提高目標病原菌相對於其他菌的數量，再使用**選擇性培養基（selective agar）**抑制非目標菌、分離目標病原菌。

理想流程為：

解題方法

判斷此題可抓住兩個關鍵字：

• very small numbers：表示目標菌數量很少，需要先增菌。
• abundant normal microbiota：表示背景菌叢很多，需要選擇性抑制。

增菌培養通常使用有利於目標病原菌生長的液體培養基；若該培養基同時抑制部分正常菌叢，則屬於選擇性增菌。經過增菌後，目標菌的數量增加，再將培養液接種到選擇性固體培養基上，即可獲得較容易辨識與分離的菌落。

所以最適合的策略是：

選項分析

A. Culture on enriched media

錯誤。

Enriched media（富集培養基）是添加血液、血清、特殊營養物或其他生長因子，以支持營養要求較高、較難培養之細菌生長的培養基，例如 blood agar 或 chocolate agar。

它的主要功能是提供較豐富的營養，並不一定能有效抑制糞便中的大量正常菌叢，也不能解決目標病原菌初始數量過少的問題。因此，單獨使用 enriched media 不足以達成目的。

B. Culture on differential media

錯誤。

Differential media（鑑別培養基）允許多種細菌生長，再利用菌落顏色、溶血反應、糖類發酵或其他生化反應，將不同細菌區分開來。

本題考驗學生對常見抗菌藥物作用機制的了解，特別是哪些藥物作用於蛋白質合成。題目要求選出「不抑制」蛋白質合成的藥物。

A. 四環黴素（Tetracycline）是一種抑制蛋白質合成的抗生素。它與細菌核糖體 30S 次單元結合，阻止氨醯-tRNA 的結合，從而抑制多肽鏈的延長。
B. 鏈黴素（Streptomycin）也是一種抑制蛋白質合成的抗生素。它與細菌核糖體 30S 次單元結合，引起密碼讀錯（misreading of mRNA）和過早終止。
C. 青黴素（Penicillin）是一類 β-內醯胺抗生素。

本題考驗學生對冠狀病毒（Coronaviruses）基本特徵的了解。題目要求選出「不正確」的敘述。

A. 冠狀病毒是具有包膜（envelope）的病毒。它們的基因組 RNA 被蛋白質包裹，然後被一個由病毒編碼的脂質雙層膜包圍，膜上嵌有病毒的結構蛋白（如刺突蛋白 S、包膜蛋白 E、膜蛋白 M）。此敘述正確。
B. 冠狀病毒是單股 RNA 病毒，但它們是「正鏈」（positive-sense）的。這意味著它們的 RNA 基因組可以直接作為 mRNA 在宿主細胞中翻譯成蛋白質。負鏈 RNA 病毒的基因組 RNA 需要先轉錄成互補的正鏈 RNA 才能進行翻譯。此敘述錯誤。

本題考驗學生對 COVID-19 疾病特徵的了解。題目要求選出「不正確」的敘述。

A. COVID-19 是一種由 SARS-CoV-2 病毒引起的疾病，自 2019 年底爆發以來，已在全球範圍內廣泛傳播，並被世界衛生組織（WHO）宣布為大流行病（pandemic disease）。因此，「COVID-19 is not pandemic disease」是錯誤的。此敘述錯誤。
B. SARS-CoV-2 病毒進入人體細胞的主要途徑是通過其刺突蛋白（Spike protein, S protein）與細胞表面的血管緊張素轉化酶 2（Angiotensin-converting enzyme 2, ACE2）受體結合。

核心觀念

本題考查 COVID-19 的基本流行病學與預防觀念，重點包括：

1. COVID-19 的病原體為 SARS-CoV-2。
2. 高齡者及具有心血管疾病、糖尿病、慢性呼吸道疾病或癌症等共病者，較容易發展為重症。
3. 接種疫苗並遵循所在地衛生主管機關指引，是降低感染及重症風險的重要措施。
4. 判斷「All of the choices are correct」時，必須先確認前面所有敘述是否正確。

解題方法

題幹問的是「哪一項不正確」。因此應逐項檢查 A～D：

• 若 A～D 中有一項錯誤，該項即為答案。
• 若 A～D 全部正確，則 E「所有選項皆正確」本身也成立。
• 在此情況下，題目便不存在「不正確」的選項，代表題幹或選項設計有矛盾。

選項分析

A. COVID-19 is an infectious disease caused by the SARS-CoV-2 virus

正確。COVID-19 是由嚴重急性呼吸道症候群冠狀病毒 2 型（SARS-CoV-2）所引起的傳染病。病毒主要侵犯呼吸道，也可能造成全身性器官損傷。

B. Older people and those with underlying medical conditions like cardiovascular disease or diabetes are more likely to develop serious illness

本題考驗學生對病毒結構的了解，特別是病毒包膜（viral envelope）的組成。題目要求選出「不正確」的敘述。

A. 病毒包膜是從宿主細胞膜（細胞膜、核膜或內質網膜）「出芽」形成，因此其基本成分是脂質雙層。此敘述正確。
B. 病毒包膜上嵌有病毒編碼的蛋白質，例如刺突蛋白（spike proteins）、基質蛋白（matrix proteins）等，這些蛋白質在病毒的感染過程中起重要作用。此敘述正確。
C. 病毒包膜的脂質雙層來自宿主細胞，因此其中也可能含有一些來自宿主的糖脂或糖蛋白。

本題考驗學生對病毒結構基本術語的掌握。題目詢問包裹病毒遺傳物質（核酸）的蛋白質外殼稱為什麼。

A. 基質（matrix）通常指病毒包膜內側的一層蛋白質，例如在某些有包膜病毒中（如流感病毒、HIV），它起到連接包膜和衣殼的作用，但它不是直接包裹遺傳物質的外殼。
B. 衣殼（capsid）是病毒最外層的蛋白質外殼，它直接包裹並保護病毒的核酸（遺傳物質）。衣殼由許多蛋白質亞基（protomers）組成的亞單位（capsomeres）構成。

本題要求解釋名詞「Antitoxin」。

Antitoxin 是一種抗體，專門用來中和細菌或其他生物體產生的外毒素（exotoxin）。當人體感染了產生外毒素的細菌（例如白喉桿菌、破傷風桿菌）時，免疫系統會產生針對這些外毒素的抗體，稱為抗毒素。這些抗體能夠結合到外毒素上，使其失去毒性，從而保護宿主免受毒素的傷害。

本題要求解釋名詞「Infection dose 50」，通常縮寫為 ID₅₀。

ID₅₀（Infectious Dose 50%）是指能夠感染實驗動物群體中 50% 個體的病原體（如細菌、病毒）的最小劑量。它是一個衡量病原體感染力（infectivity）的指標。

本題要求解釋名詞「Secondary metabolites」。

次級代謝產物（Secondary metabolites）是指在微生物、植物或動物的生長和繁殖的「主要」代謝過程中非必需的有機化合物。

本題要求解釋名詞「Psychrophile」。

嗜冷菌（Psychrophile）是指在低溫環境下生長良好，最適生長溫度通常低於 15°C，且能在 0°C 左右生長，但其高溫生長極限通常低於 20°C 的微生物。

本題要求解釋名詞「Mycology」。

本題要求解釋名詞「Siderophore」。

鐵載體（Siderophore）是由許多微生物（包括細菌、真菌）產生的一類具有高親和力的螯合劑，用於從環境中獲取溶解性鐵離子（Fe³⁺）。

本題要求解釋名詞「Decimal reduction time (D value)」。

D 值（D value）或稱十分之一還原時間，是滅菌學（sterilization）和食品科學中使用的術語，表示在特定溫度下，微生物（通常指特定菌種，如梭狀芽孢桿菌的芽孢）數量減少到原來的十分之一（即減少

本題要求解釋名詞「Gram stain」。

革蘭氏染色法（Gram stain）是一種常用的鑑別細菌細胞壁結構的染色技術，由丹麥微生物學家漢斯·克里斯蒂安·革蘭（Hans Christian Gram）於 1884 年發明。

這種染色法根據細菌細胞壁中肽聚醣的含量和結構，將細菌分為兩大類：

1. 革蘭氏陽性菌（Gram-positive bacteria）：細胞壁含有厚層肽聚醣，染色後會

本題要求解釋名詞「Viral neutralization」。

病毒中和（Viral neutralization）是指病毒失去感染宿主細胞能力（感染性）的過程。這種中和作用可以通過多種機制實現，其中最常見的是：

1. 抗體介導的中和：這是最主要的形式。病毒特異性的抗體（如 IgG、IgM）可以結合到病毒表面的關鍵結構，特別是那些介導病毒吸附和進入細胞的結構蛋白（如刺突蛋白、血凝素等）。

本題要求解釋名詞「Artificially acquired immunity」。

人工獲得性免疫（Artificially acquired immunity）是指通過人為手段，如接種疫苗（vaccination）或注射抗體（antibody administration），而獲得的免疫力。

1. 主動免疫（Active immunity）：通過接種疫苗，將減毒、滅活的病原體或其抗原成分引入體內，刺激機體自身的免疫系統產生記憶細胞和抗體。

本題要求解釋名詞「Antigenic determinant sites」。

抗原決定基（Antigenic determinant sites），或稱表位（epitope），是抗原分子上能夠被免疫系統（特別是抗體或 T 細胞受體）識別並結合的特定區域。

本題要求解釋名詞「Chronic infection」。

慢性感染（Chronic infection）是指由病原體引起的感染，其特點是感染持續時間長，病程緩慢，有時症狀輕微或不明顯，但病原體持續存在於宿主體內，可能對宿主造成長期損害。

本題要求解釋名詞「SARS-CoV-2 variants」。

SARS-CoV-2 變異株（SARS-CoV-2 variants）是指 SARS-CoV-2 病毒在自然演化過程中，其基因組發生突變而產生的一系列新的病毒株。由於 SARS-CoV-2 是一種 RNA 病毒，其複製過程中 RNA 聚合酶缺乏校對功能，容易產生突變。

本題要求解釋名詞「Viral RNA-dependent RNA polymerase」。

病毒 RNA 依賴性 RNA 聚合酶（Viral RNA-dependent RNA polymerase, RdRp）是一種酶，它能夠以 RNA 為模板，合成新的 RNA 分子。這種酶在細胞生物（包括細菌和真核生物）的正常代謝中並不常見，因為它們通常依賴 DNA 作為模板來合成 RNA（通過 DNA 依賴性 RNA 聚合酶）。

本題要求解釋三種不同類型的細菌：自營細菌、異營細菌和化能無機自營細菌。

1. 自營細菌（Autotrophic bacteria）
   自營細菌是指能夠自己合成有機物作為碳源和能源的細菌。它們不需要攝取預先形成的有機物。自營細菌又可細分為兩類：

   • 光合自營細菌（Photoautotrophic bacteria）：利用光能作為能源，將二氧化碳（CO₂）等無機碳源轉化為有機物。例如，藍綠菌（Cyanobacteria）和某些硫細菌。
   • 化能自營細菌（Chemoautotrophic bacteria）：利用無機物氧化釋放的化學能，將二氧化碳（CO₂）等無機碳源轉化為有機物。這類細菌也被稱為化能無機自營細菌（Chemolithotrophic bacteria）。

2. 異營細菌（Auxotrophic bacteria）
   異營細菌（Auxotrophic bacteria）是指除了基本營養物質外，還需要從外界攝取一種或多種預先形成的有機物（如胺基酸、核苷酸、維生素等）才能生長的細菌。它們自身無法合成這些必需的有機分子。
   更精確地說，當我們說一個菌株是「auxotrophic」時，通常是指它在某個特定的突變位點上，無法合成某種必需的有機分子，而野生型（wild-type）菌株則可以合成。例如，一個「leu⁻」的菌株是色氨酸（leucine）的營養缺陷型，它需要外源添加色氨酸才能生長。

3. 化能無機自營細菌（Chemolithotrophic bacteria）

本題要求解釋為什麼結核分枝桿菌（Mycobacteria）具有抗酸性（acid-fastness）。

結核分枝桿菌之所以具有抗酸性，是因為其細胞壁的特殊結構。結核分枝桿菌的細胞壁非常複雜，除了含有典型的肽聚醣層外，還含有大量的分枝菌酸（mycolic acids）。分枝菌酸是長鏈的脂肪酸，它們與細胞壁中的肽聚醣和多醣緊密結合，形成一層高度疏水的、蠟狀的細胞壁外層。

本題要求解釋 COVID-19 疫苗加強劑（booster dose）的重要性。

COVID-19 疫苗加強劑的重要性主要體現在以下幾個方面：

1. 恢復和增強免疫力：隨著時間的推移，疫苗誘導的免疫反應（包括抗體水平和細胞免疫）可能會逐漸減弱（waning immunity）。加強劑可以「重新啟動」或「提升」免疫系統，恢復和增強對病毒的保護力。
2. 應對變異株：SARS-CoV-2 病毒不斷演化出新的變異株，其中一些變異株可能具有更強的傳播能力或能逃避部分先前免疫產生的保護。

本題要求繪製革蘭氏陰性菌鞭毛的組裝圖並描述其運動機制。

一、鞭毛組裝的圖示（Diagram of Flagellar Assembly in Gram-negative Bacteria）

（請注意：此處為文字描述，實際作答時需繪製圖形）

圖示應包含以下主要結構和組件：

1. 基部（Basal body）：位於細胞膜和細胞壁中，由一系列環狀結構組成。

   • M 桿（M ring）：位於細胞膜內側。
   • P 桿（P ring）：位於周質空間（periplasmic space）內，連接到細胞壁的肽聚醣層。
   • L 桿（L ring）：位於細胞壁外側（對革蘭氏陰性菌而言）。
   • S 桿（S ring）：位於周質空間，連接到鞭毛絲。
   • 馬達蛋白（Motor proteins）：如 FliG, FliM, FliN，它們位於細胞質膜附近，與 M 桿和 S 桿相互作用，形成旋轉馬達。
   • 通道蛋白：允許質子（H⁺）或鈉離子（Na⁺）通過。

2. 鉤（Hook）：連接基部和鞭毛絲的彎曲結構，由 Hook 蛋白（如 FlgE）組成。

3. 鞭毛絲（Filament）：鞭毛的長臂，由鞭毛蛋白（flagellin, 如 FliC）重複堆疊而成，從細胞外部延伸。

組裝過程簡述：
鞭毛的組裝是一個從內部到外部、有向性的過程。

• 首先，基部結構（M, P, L, S 桿）在細胞膜和細胞壁中組裝。
• 鞭毛蛋白（flagellin）在細胞質中合成，通過基部結構中的通道，被運輸到鞭毛絲的末端，然後在此處組裝，使鞭毛絲不斷延長。
• 鉤（Hook）連接基部和鞭毛絲。