111 專技高考高等考試 營養師 生理學與生物化學(第二次) 考古題詳解

111 年・專技高考・高等考試・營養師
試題代碼 生理學與生物化學(第二次)

第 一 題15 分

請說明胰臟扮演內分泌與外分泌組織之特性與功能。

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核心觀念

本題為國家考試營養師類科《生理學與生物化學》之經典器官生理學考題,測驗核心聚焦於**胰臟(Pancreas)作為兼具外分泌(Exocrine)與內分泌(Endocrine)雙重功能之混合腺體(Heterocrine gland)**的微細構造、分泌物種類、生化活化機制、生理功能及調控機轉:

  1. 外分泌系統:佔胰臟體積約 98%∼99%98\%\sim 99\%。考點包含「腺泡細胞(Acinar cells)」分泌消化酵素原(Zymogens)與「導管細胞(Duct cells)」分泌含高濃度重碳酸根離子(HCO3−\text{HCO}_3^-)之鹼性液體;十二指腸腸激酶(Enteropeptidase)引發之階梯式酵素活化反應;以及膽囊收縮素(CCK)與胰泌素(Secretin)之荷爾蒙調控。
  2. 內分泌系統:佔胰臟體積約 1%∼2%1\%\sim 2\%。考點包含「蘭氏胰島(Islets of Langerhans)」之微循環與細胞分型(β\beta 細胞、α\alpha 細胞、δ\delta 細胞、PP\text{PP} 細胞);各荷爾蒙之主要標的組織、代謝生理功能(糖類、脂質與蛋白質代謝之同化與異化作用);以及胰島內細胞間之旁分泌調控(Paracrine regulation)。

解題方法

申論題應試採「組織特性—分泌成分—生理功能—調節機制」四維架構展開,並以「對稱式條列」分別論述外分泌與內分泌:

  1. 結構切分:第一大部分論述外分泌,第二大部分論述內分泌。每一部分均先明確界定「組織與細胞特性」,再深入「生化成分與生理功能」,最後補充「神經與體液調節」。
  2. 關鍵字精準植入:閱卷評分採採點給分制,必須精確呈現專有名詞,例如:Zymogen granules、Enteropeptidase、$\text{HCO}_3^-$、GLUT4 translocation、Paracrine effect。
  3. 彙整比較:文末以簡要統整表作結,彰顯系統性整合能力,有助於爭取滿分。

選項分析

本題為專業科目第一大題之「申論題」(非選擇題),無既定選項。依考選部評分要點,本題拆解為兩大評分構面,各佔約 50%50\% 配分:

  • 構面一:外分泌組織之特性與功能(佔 50%50\%)
  • 滿分要件:必須完整區分「腺泡細胞」(分泌三大營養素消化酵素)與「導管細胞」(分泌鹼性重碳酸根液);必須說明消化酵素以「酵素原(Zymogen)」形式儲存與分泌之保護機制,以及進入十二指腸後經由腸激酶活化的步驟;不可遺漏中和胃酸以維持最適 pH\text{pH} 值之功能。
  • 常見扣分缺失:漏寫導管細胞及其 HCO3−\text{HCO}_3^- 分泌、未交代酵素原活化機制、誤將胰臟酵素寫成在胰腺內部活化。
  • 構面二:內分泌組織之特性與功能(佔 50%50\%)
  • 滿分要件:必須點出組織形態為無導管之「蘭氏胰島(Islets of Langerhans)」,荷爾蒙直接釋入微血管進入肝門靜脈;必須詳列至少三種主要細胞型態及其荷爾蒙:β\beta 細胞(Insulin)、α\alpha 細胞(Glucagon)、δ\delta 細胞(Somatostatin);必須明確交代各荷爾蒙對血糖與三大營養素代謝的拮抗與協同機制。
  • 常見扣分缺失:僅寫出胰島素與昇糖素而漏掉體抑素、未說明荷爾蒙藉由血流運送之內分泌本質、代謝機轉敘述過於籠統。

解題技巧

  1. 口訣記憶法:
  • 外分泌調控與細胞分工:「管泌鹼、泡縮酵」——導管細胞受胰泌素(Secretin)刺激分泌鹼液(HCO3−\text{HCO}_3^-);腺泡細胞受膽囊收縮素(CCK)刺激分泌消化酵素。
  • 胰島細胞分佈:「核心 β\beta、周邊 α\alpha、點綴 δ\delta」——人體胰島中心以分泌胰島素之 β\beta 細胞為主(約 65%∼80%65\%\sim 80\%),外圍散布 α\alpha 細胞(約 15%∼20%15\%\sim 20\%),兼具旁分泌抑制路徑。
  1. 常見陷阱與閱卷亮點:
  • 防禦機制必寫:胰臟外分泌組織未被自體消化的原因(以無活性的原酵素儲存、含有胰蛋白酶抑制劑 Trypsin inhibitor),寫出此點為高分關鍵。
  • 活化啟動酵素:活化胰蛋白酶原的關鍵是十二指腸刷狀緣的腸激酶(Enteropeptidase / Enterokinase),切勿寫成胃蛋白酶或胃酸直接活化。

【答案】

一、胰臟之外分泌組織(Exocrine Pancreas)特性與功能

(一) 組織學特性

  1. 組織架構:佔胰臟實質體積約 98%∼99%98\%\sim 99\%,為複合腺泡腺(Compound acinar gland),具有完整的導管系統(包括間質導管、小葉內導管、主胰管及副胰管)。
  2. 細胞分工:
  • 腺泡細胞(Acinar cells):呈錐體狀,富含粗糙內質網與高基氏體,頂端聚集大量「酵素原顆粒(Zymogen granules)」,專司消化酵素之合成與外吐作用。
  • 中心腺泡細胞與導管細胞(Centroacinar & Duct cells):襯於導管內壁,富含碳酸酐酶(Carbonic anhydrase),專司水與電解質之主動運輸。

(二) 生理功能與分泌物

  1. 中和胃酸與保護腸黏膜:導管細胞分泌富含重碳酸根離子(HCO3−\text{HCO}_3^-)之鹼性液體(每日約 1∼1.5 L1\sim 1.5\text{ L},pH≈7.8∼8.4\text{pH}\approx 7.8\sim 8.4),中和來自胃部的酸性食糜,保護十二指腸黏膜免於潰瘍,並提供小腸內各消化酵素反應所需之最適鹼性環境。
  2. 三大營養素之消化水解:腺泡細胞合成並釋放水解酵素,將食糜分解為利於小腸吸收之小分子:
  • 蛋白質消化酵素:主要以無活性的「酵素原(Zymogens)」形式分泌。
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第 二 題10 分

請說明多元不飽和脂肪酸之生理特性與功能。

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核心觀念

本題考查人體生理學與生物化學中「脂質化學與生理代謝」的核心知識,重點在於**多元不飽和脂肪酸(Polyunsaturated Fatty Acids, PUFAs)**的化學結構特性、生物膜角色,以及其轉化為生物活性物質的生化途徑與全身性調節功能:

  1. PUFA 定義與分類:指烴鏈上含有兩個或兩個以上碳–碳雙鍵(C=C\text{C}=\text{C})的脂肪酸。依甲基端(ω\omega 端或 nn 端)算起的第一個雙鍵位置,主要分為 ω−3\omega-3(n−3n-3)與 ω−6\omega-6(n−6n-6)兩大系列。
  2. 必需脂肪酸(Essential Fatty Acids, EFAs)概念:人體(哺乳類)缺乏 Δ12\Delta^{12} 與 Δ15\Delta^{15} 去飽和酶(desaturase),無法自行在碳鏈第 9 碳往甲基端方向引入雙鍵,故亞麻油酸(Linoleic acid, LA, 18:2 ω−618:2\ \omega-6)與 α\alpha-次亞麻油酸(α\alpha-Linolenic acid, ALA, 18:3 ω−318:3\ \omega-3)必須由飲食提供。
  3. 生化與生理作用軸線:PUFA 的雙鍵結構決定其「物理化學特性」(膜流動性、易氧化性),進一步延伸出其作為「信號分子前驅物」(類花生酸 eicosanoids)及「基因轉錄調節配體」(PPARs、SREBP-1c)等深層生理機能。

解題方法

本題為標準的營養師高考申論題,評分關鍵在於層次分明與精確區分「生理特性」與「生理功能」:

  1. 破題定義:先簡短交代 PUFA 的結構特徵與人體必需性(ω−3\omega-3 與 ω−6\omega-6 的生化來源)。
  2. 生理特性(Physiological Characteristics):從生物物理與化學物理的角度切入,說明順式雙鍵(cis-double bonds)造成的空間構形,如何影響分子熔點、細胞膜流動性(Membrane fluidity),以及雙鍵間亞甲基(bis-allylic methylene)極易遭受活性氧(ROS)攻擊產生過氧化反應之特性。
  3. 生理功能(Physiological Functions):由微觀分子延伸至宏觀器官系統,依序論述:
  • 類花生酸(Eicosanoids)合成與免疫/發炎調節(比較 ω−6\omega-6 與 ω−3\omega-3 衍生物之拮抗平衡)。
  • 神經系統與視覺功能維持(特別是 DHA 在大腦灰質與視網膜光受體中的關鍵角色)。
  • 脂質代謝與基因轉錄調控(PPAR-α\alpha 活化促脂肪酸 β\beta-氧化、SREBP-1c 抑制促生合成減少)。
  • 心血管保護作用(調節血壓、抗凝血、降三酸甘油酯)。

選項分析

本題為「專門職業及技術人員高等考試・營養師」申論題(非選擇題),無選項可資分析。評分著眼於考生能否完整涵蓋以下兩大構面並展現生化專有名詞的熟練度:

  • 構面一:生理特性評分點
  • 是否指出多個「順式(cis)雙鍵」導致空間折角,降低堆疊緊密性,從而維持細胞膜的高流動性與彈性。
  • 是否指出因具有多個雙鍵,其熔點低(常溫常壓下呈液態)。
  • 是否提及**易受脂質過氧化(Lipid peroxidation)**的雙面刃特性,並點出體內抗氧化網絡(如維生素 E)之相依性。
  • 構面二:生理功能評分點
  • 是否清楚區分 ARA\text{ARA}(20:4 ω−620:4\ \omega-6)與 EPA\text{EPA}(20:5 ω−320:5\ \omega-3)經 COX\text{COX} 與 LOX\text{LOX} 途徑所產生的不同系列類花生酸(2/4 系列促發炎凝血 vs. 3/5 系列及 SPMs 特殊促消退介質抗發炎舒張)。
  • 是否指出 DHA\text{DHA}(22:6 ω−322:6\ \omega-3)在視網膜視紫質光受體與中樞神經突觸間的不可替代性。
  • 是否論及核受體轉錄調控(PPAR-α\text{PPAR-}\alpha、SREBP-1c\text{SREBP-1c})對降三酸甘油酯與預防動脈粥狀硬化的機轉。

解題技巧

  1. 口訣與架構劃分:
  • 特性三要點:低熔點(常溫液態)、高膜流動性(順式雙鍵不飽和折角)、高易氧化性(需抗氧化劑保護)。
  • 功能四主軸:造傳訊(類花生酸)、固神經(DHA 護眼健腦)、調基因(PPAR/SREBP 控血脂)、保心血管(抗凝血抗血栓抗發炎)。
  1. 常見失分陷阱:
  • 將「特性」與「功能」混為一談,未分段分點,造成閱卷老師難以在採分點上直接給分。
  • 僅籠統寫出「能抗發炎」,未點明 ω−6\omega-6 衍生之 PGE2/TXA2/LTB4PGE_2 / TXA_2 / LTB_4 與 ω−3\omega-3 衍生之 PGE3/TXA3/LTB5PGE_3 / TXA_3 / LTB_5 及 Resolvins、Protectins 的生化差異與競爭同一酵素(Δ6\Delta^6-去飽和酶、COX、LOX)的機制。
  • 遺漏分子生物層次之基因轉錄調節(PPAR-α\alpha 及 SREBP-1c),導致高分段無法拉開差距。
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第 三 題15 分

請詳述人體內的生酮作用(ketogenesis)和酮體的利用。

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核心觀念

本題評量**脂質代謝(Lipid Metabolism)**中的「生酮作用(Ketogenesis)」與「酮體利用(Ketolysis / Ketone body oxidation)」,屬於專技高考營養師《生理學與生物化學》的高頻核心申論題。核心考察點包括:

  1. 生酮作用之生理背景與胞器定位:飢餓、長期禁食、低醣飲食或未控制之糖尿病患者體內,肝臟粒線體利用脂肪酸 β\beta-氧化產物進行合成的機制。
  2. 生酮途徑與關鍵限速酵素:由乙醯輔酶A(Acetyl-CoA)經連續酵素催化合成三種酮體(乙醯乙酸、β\beta-羥丁酸、丙酮),以及粒線體內「HMG-CoA 合成酶(HMG-CoA synthase)」的限速角色。
  3. 酮體利用之組織專一性與酵素差異:肝外組織(骨骼肌、心肌、腦部)粒線體之活化與氧化途徑;關鍵酵素「硫轉移酶(Thiophorase / β\beta-ketoacyl-CoA transferase)」的存在與否(肝臟因缺乏此酵素而「能產酮但不能用酮」;紅血球則因無粒線體而無法利用)。

解題方法

申論題應採取「條理化、化學反應式完整、生理機制串聯」的解題切入點,分為四大架構鋪陳:

  1. 生理觸發條件與原料來源:說明胰高血糖素(Glucagon)上升、胰島素(Insulin)下降,促使脂肪動員與 β\beta-氧化過剩,加上草醯乙酸(Oxaloacetate, OAA)被耗盡於醣質新生,導致 Acetyl-CoA 大量分流至生酮作用。
  2. 生酮作用途徑(Ketogenesis):按酵素步驟寫出受質轉換,明確指出限速酶與三種酮體之產物生成機制。
  3. 酮體之利用(Ketolysis):說明肝外組織如何將 β\beta-羥丁酸與乙醯乙酸轉回 Acetyl-CoA 進入三羧酸循環(TCA cycle),並特別點出關鍵轉換酶。
  4. 組織特異性與生理意義:清楚交代能利用與不能利用之器官(大腦、骨骼肌 vs. 肝臟、紅血球)及其節省蛋白質消耗的生物學意義。

選項分析

本題為申論題(非選擇題),依專技高考命題評分規準,各段落之評分重點與解析如下:

  • 評分向度一:生酮作用的機制與反應步驟(佔分約 40%)
  • 重點分析:必須寫出生酮作用僅發生於肝臟細胞的粒線體。需詳列自 2 Acetyl-CoA→Acetoacetyl-CoA→HMG-CoA→Acetoacetate2\ \text{Acetyl-CoA} \rightarrow \text{Acetoacetyl-CoA} \rightarrow \text{HMG-CoA} \rightarrow \text{Acetoacetate} 之各步酵素,且務必標出 Mitochondrial HMG-CoA synthase 為限速酶。若遺漏三種酮體(Acetoacetate、β\beta-hydroxybutyrate、Acetone)的互變關係或漏寫丙酮為非酵素性自發脫羧生成,將遭扣分。
  • 評分向度二:酮體利用的步驟與代謝途徑(佔分約 35%)
  • 重點分析:必須寫出酮體利用發生於肝外組織(Extrahepatic tissues)之粒線體。需完整呈現 β\beta-羥丁酸還原成乙醯乙酸,再由 Thiophorase(β\beta-ketoacyl-CoA transferase)轉化為乙醯乙醯-CoA,最後裂解為 2 Acetyl-CoA2\ \text{Acetyl-CoA} 進入 TCA cycle。遺漏 Thiophorase 及其輔助受質 Succinyl-CoA 是考生最常見的失分點。
  • 評分向度三:器官特異性與「無法利用」之機制解釋(佔分約 15%)
  • 重點分析:必須直接點出「肝臟缺乏 Thiophorase」,因此肝臟產酮後無法利用,只能釋出至血液供應周邊;「成熟紅血球缺乏粒線體」,故完全無法利用酮體。若未主動點出這兩個生理限制,無法獲得高分。
  • 評分向度四:生理功能與適應意義(佔分約 10%)
  • 重點分析:需說明酮體具水溶性、分子小、不需白蛋白(Albumin)即可跨膜運輸並穿透血腦障壁(BBB),在長期飢餓下供應腦部 50%~70% 能量,達成「節省肌肉蛋白質分解(Protein-sparing effect)」之關鍵生理意義。

解題技巧

  1. 酵素名稱區隔(防陷阱):
  • 催化生酮限速步驟的是「粒線體 HMG-CoA synthase」;催化膽固醇合成的是「細胞質 HMG-CoA synthase」,二者胞器與路徑截然不同,作答時務必註明「粒線體」。
  1. 產能效率判斷:
  • 丙酮(Acetone)不產生熱量,揮發性高,直接經由肺部呼吸排出(造成糖尿病酮酸血症患者呼吸有水果甜味);能進入能量代謝的僅有乙醯乙酸與 β\beta-羥丁酸。
  • 11 分子 β\beta-hydroxybutyrate 先被氧化為 Acetoacetate 時會生成 11 分子 NADH\text{NADH},因此其產能效率高於 Acetoacetate。
  1. 記憶口訣:
  • 肝臟是「廚師煮菜給別人吃,自己不吃」——因為沒有硫轉移酶(Thiophorase)。

【答案】

一、 生酮作用(Ketogenesis)

1. 發生的生理條件與場所
  • 生理條件:處於長期飢餓(Prolonged starvation)、極低碳水化合物飲食、未受控的第一型糖尿病時,體內胰高血糖素/胰島素比值(Glucagon/Insulin ratio)顯著升高。此時脂肪組織大量分解釋出游離脂肪酸,肝臟進行旺盛的 β\beta-氧化(β\beta-oxidation),產生大量乙醯輔酶A(Acetyl-CoA\text{Acetyl-CoA});同時,肝臟之草醯乙酸(Oxaloacetate, OAA)全數分流至「醣質新生(Gluconeogenesis)」,導致檸檬酸循環(TCA cycle)通量受限,過量的 Acetyl-CoA\text{Acetyl-CoA} 遂轉向生酮路徑。
  • 發生場所:主要且幾乎唯一發生於肝細胞的粒線體基質(Mitochondrial matrix)。
2. 生酮作用反應步驟與酵素

生酮作用包含連續四個主要酵素催化步驟,最終產生三種物質(乙醯乙酸、β\beta-羥丁酸、丙酮):

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第 四 題10 分

疫情期間「聚合酶連鎖反應」(Polymerase Chain Reaction, PCR)成了民眾耳熟能詳的名詞,請說明 PCR 的原理。

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核心觀念

本題測驗分子生物學核心技術——**聚合酶連鎖反應(Polymerase Chain Reaction, PCR)**之基本原理與生化機制。評分核心著重於:

  1. 反應本質:體外(in vitro)利用酵素進行特定 DNA 片段專一性放大的生化反應。
  2. 反應必備五大要素:模板 DNA(Template DNA)、引子對(Primers)、去氧核糖核苷三磷酸(dNTPs)、耐熱 DNA 聚合酶(如 Taq DNA polymerase)、二價金屬輔因子(Mg2+\text{Mg}^{2+})。
  3. 三步驟熱循環機制:高溫變性(Denaturation)、低溫黏合/退火(Annealing)、中溫延伸(Extension)。
  4. 指數型增幅動力學:經 nn 次循環後產物呈 2n2^n 指數成長。

解題方法

本題為標準分子生物學申論題,答題架構應採「總論定義 →\to 必要反應成分 →\to 三大循環步驟(附溫度條件) →\to 指數增幅原理 →\to 臨床疫情應用(RT-PCR 扣題)」的五段式結構切入:

  1. 定義與特點:說明 PCR 是利用耐熱聚合酶在體外快速複製目標序列的技術。
  2. 反應混合液(Reaction Mixture):條列五大要素及其生化功能(引子提供 3'-OH、Mg2+\text{Mg}^{2+} 活化聚合酶)。
  3. 熱循環三步驟:精確寫出各步驟之作用機制、目標及具體溫度區間,此為評分最高佔比。
  4. 增幅公式:寫出理論放大倍率公式,展現量化觀念。
  5. 扣合時事情境:針對題目提及的「疫情期間」,點出新冠病毒(SARS-CoV-2)為 RNA 病毒,臨床診斷實務上係結合反轉錄反應的「即時反轉錄聚合酶連鎖反應(RT-qPCR)」。

選項分析

本題為申論題(非選擇題),無選項可逐一排除。閱卷評分係依據考生作答內容涵蓋之「核心知識維度」給分,各維度評分要點如下:

  • 反應要素維度:若僅寫出 DNA 與酵素,未列出引子(提供起始 3'-OH)、dNTPs(原料與能量)與 Mg2+\text{Mg}^{2+}(酵素輔因子),將面臨部分扣分。
  • 溫度與步驟維度:必須清楚界定「變性(約 94∘C∼95∘C94^\circ\text{C}\sim 95^\circ\text{C})」、「黏合(約 50∘C∼65∘C50^\circ\text{C}\sim 65^\circ\text{C})」、「延伸(約 72∘C72^\circ\text{C})」,若溫度標示錯誤或混淆步驟順序,為嚴重失分點。
  • 酵素耐熱性維度:必須強調「耐熱(Thermostable)」特性(如源自水生棲熱菌 Thermus aquaticus 之 Taq 聚合酶),否則無法合理解釋何以歷經多次高溫變性後反應仍能持續進行。

解題技巧

  1. 溫度記憶口訣:依序為「高溫解開、低溫接上、中溫長長」(95 - 55 - 72)。
  2. 方向性不可遺漏:DNA 聚合酶催化合成方向永遠為 5′→3′5' \to 3',引子是結合在模板鏈並提供自由的 3'-OH 端供核苷酸接合。
  3. 時事題防呆加分點:題目開頭點名「疫情期間」,若能多寫出「反轉錄酶(Reverse transcriptase)」將病毒 RNA 轉為 cDNA,再行 PCR 擴增,可直接展現與臨床營養醫學檢驗接軌之深度,爭取滿分。

【答案】

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第 1 題1 分

下列何種細胞膜接合(membrane junction)可以讓鈉或鉀離子自由在兩個相連接的細胞進出?

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核心觀念

本題考細胞間的膜接合如何連結相鄰細胞,以及哪些接合可讓離子直接通過。**間隙接合(gap junction)**由相鄰細胞的連接蛋白形成通道,讓鈉離子、鉀離子等小離子與小分子在細胞間通行,使相鄰細胞能快速傳遞電訊號或協調活動。

解題方法

抓住題幹的關鍵詞「鈉或鉀離子自由在兩個相連接的細胞進出」:這描述的是細胞質直接相通、離子可經通道通過的接合。四個選項中,能提供這種細胞間通道的是間隙接合。

選項分析

  • (A) 胞橋體(desmosome):錯誤。 胞橋體負責把相鄰細胞牢固連接,提供機械性支撐,常見於需要承受拉力的組織;它不形成讓鈉、鉀離子自由通過的細胞間通道。
  • **(B) 突觸(synapse):錯誤。
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第 2 題1 分

關於消化道中液體的產生和排出,下列敘述何者正確?

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核心觀念

本題考消化道每日液體的分泌、吸收與排出。消化液及飲食帶入的水分會進入腸腔,絕大部分由腸道吸收;正常糞便含水量約每日 100 mL,其餘大多數水分會被回收。

解題方法

判斷各選項的每日液體量是否符合生理學常見數值。胃腸道每日會分泌數公升消化液,另有飲水與食物帶入的水分;腸道吸收後,最後隨糞便排出的水分約為 100 mL。因此,描述糞便排出量的選項正確。

選項分析

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第 3 題1 分

下列何種腺體與淋巴球的成熟有關?

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核心觀念

本題考的是淋巴球成熟與內分泌腺體的關係。胸腺是 T 淋巴球成熟的重要場所;骨髓中的淋巴系前驅細胞移至胸腺後,經分化與選擇,形成具有免疫功能的成熟 T 淋巴球。胸腺分泌的胸腺素等因子也參與 T 細胞的發育與成熟。

解題方法

先辨認題目問的是「淋巴球成熟」,再對照各腺體的主要功能。胸腺與 T 淋巴球發育直接相關,因此選胸腺;甲狀腺、副甲狀腺和松果腺則分別以代謝調節、血鈣調節及生理時鐘調節為主要功能。

選項分析

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第 4 題1 分

下列何項敘述不是中度運動狀況下之生理反應?

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核心觀念

中度運動時,身體會提高心輸出量,將更多血液供應給運動中的骨骼肌與心臟;同時,交感神經活性增加、副交感神經活性降低。為了維持血壓並重新分配血流,流向消化道等內臟的血流量會減少。

解題方法

依「運動時的自律神經變化」及「血流重新分配」判斷:

  • 交感神經活性上升、副交感神經活性下降。
  • 心跳與心肌收縮力增加,心輸出量上升,供應心肌的冠狀動脈血流量也增加。
  • 內臟血管受交感神經作用而收縮,流向內臟的血流量下降,讓血液優先供應運動肌群。

題目問「不是」中度運動的生理反應,因此找出與內臟血流變化相反的敘述。

選項分析

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第 5 題1 分

營養系同學正在進行有氧運動課程,此時肺部通氣(ventilation)功能上升的原因為何?

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核心觀念

有氧運動時,肺部通氣量會隨運動開始而上升。運動初期的通氣增加,除了受到血液中二氧化碳、氫離子及氧分壓變化所引起的化學調節,也受到神經性調節:大腦皮質向腦幹呼吸中樞傳送訊號,使呼吸中樞提高呼吸活動。因此,本題考查運動時通氣量增加的神經調節途徑。

解題方法

判斷訊號傳遞的方向即可:大腦皮質可將運動相關訊號傳至腦幹呼吸中樞;呼吸中樞再調節支配呼吸肌的運動神經,改變呼吸深度與頻率。選項中只有 C 描述了這條正確的調節路徑。

選項分析

  • (A) 錯誤。 運動時體溫可能上升,但動脈血氧分壓通常不會因此下降到足以成為通氣增加的主要刺激。運動中通氣量增加,主要由中樞神經訊號及二氧化碳、氫離子等化學因素共同調節。
  • **(B) 錯誤。
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第 6 題1 分

關於平滑肌細胞特質與收縮的敘述,下列何者錯誤?

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核心觀念

本題考平滑肌與橫紋肌的收縮調控差異,以及平滑肌的肌絲組成與收縮方式。

平滑肌沒有肌鈣蛋白(troponin)。細胞內鈣離子濃度上升時,鈣離子先與攜鈣素(calmodulin)結合,再活化肌凝蛋白輕鏈激酶(myosin light-chain kinase, MLCK),使肌凝蛋白輕鏈磷酸化,進而促成肌凝蛋白與肌動蛋白交互作用並產生收縮。橫紋肌則主要透過鈣離子與肌鈣蛋白結合,移動原肌球蛋白(tropomyosin),讓肌動蛋白上的結合位點暴露。

解題方法

先比較平滑肌與橫紋肌的鈣離子調控方式,再判斷肌絲比例與收縮機制。選項(A)把平滑肌與心肌的調控方式說成相同;心肌屬橫紋肌,使用肌鈣蛋白,因此此敘述錯誤。其餘選項則可由平滑肌的肌絲組成與共同的滑動機制判斷。

選項分析

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第 7 題1 分

關於心肌細胞之興奮-收縮耦合(excitation-contraction coupling)過程的敘述,下列何者錯誤?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考心肌細胞的興奮-收縮耦合。動作電位使細胞膜及橫小管上的 L 型鈣通道開啟,少量細胞外鈣離子進入細胞質;這些鈣離子活化肌漿網上的雷恩諾鹼受體(ryanodine receptor, RyR),進而引發肌漿網釋出大量鈣離子,稱為「鈣誘發性鈣釋放」(calcium-induced calcium release, CICR)。

心肌與骨骼肌的關鍵差異是:心肌主要靠流入的鈣離子活化 RyR;骨骼肌則以 L 型鈣通道與 RyR 的機械性耦合為主。

解題方法

判斷各選項描述的是「機械性牽動」還是「鈣離子誘發」即可。心肌的典型機制是鈣離子流入後活化 RyR,而非 L 型鈣通道直接牽動 RyR 構型,因此選項 A 的描述錯誤。

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第 8 題1 分

老人常見吞嚥障礙的原因,下列何者錯誤?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考老人常見的吞嚥障礙及其生理原因。吞嚥需要口腔咀嚼與舌頭推送、咽部吞嚥反射,以及食道蠕動將食團送至胃部;吸氣與吞嚥也須協調,以降低食物或液體進入呼吸道的風險。老化可能使口腔與吞嚥相關肌群力量、協調性下降,導致進食較慢、吞嚥效率降低或容易嗆咳。

解題方法

逐項判斷敘述是否符合老年吞嚥障礙的常見機制。題目問「何者錯誤」,應找出把正常生理功能或老化變化描述錯誤的選項。食道蠕動的作用是推進食物;若蠕動增加,不能直接推論為食物逆流。

選項分析

  • (A) 正確。 舌頭肌力下降會降低食團在口腔中的整理與推送能力,也可能使咀嚼及吞嚥效率變差,因此可能造成進食困難。
  • **(B) 錯誤,本題答案。
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第 9 題1 分

下列何者可以在胰島素濃度非常低時,維持對葡萄糖的攝取,有利於在禁食狀態下生存?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考的是不同組織攝取葡萄糖對胰島素的依賴性。葡萄糖轉運蛋白(GLUT)有不同亞型;其中,腦部主要透過 GLUT1 與 GLUT3 攝取葡萄糖,兩者不依賴胰島素,因此即使禁食時胰島素濃度很低,腦部仍能維持葡萄糖攝取,以支持神經活動。

解題方法

判斷各組織使用的葡萄糖轉運方式,並確認是否需要胰島素調節:

  • GLUT1、GLUT3:不依賴胰島素,分別重要於血腦障壁與神經元。
  • GLUT4:受胰島素促進轉位至細胞膜,是骨骼肌與脂肪組織攝取葡萄糖的重要調節方式。
  • 肝臟主要使用 GLUT2,葡萄糖進出肝細胞不依賴胰島素,但肝臟的葡萄糖代謝仍會受到胰島素調控。

題目問的是在胰島素非常低時,哪個選項能維持葡萄糖攝取;依此判斷,腦部最符合題意。

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第 10 題1 分

大餐後血糖調節的速度比預期胰島素的作用還要快,是因為下列何種胃腸激素進行了前饋調節(feedforward regulation)?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考「腸泌素效應」(incretin effect):食物進入腸道後,腸道內分泌細胞會在血糖明顯升高前分泌腸泌素,預先促進胰島素分泌,協助身體應付餐後血糖上升,屬於前饋調節(feedforward regulation)。

主要腸泌素包括葡萄糖依賴性促胰島素多肽(GIP)及類升糖素胜肽-1(GLP-1)。兩者在血糖升高時增強胰島素分泌;GLP-1 也會抑制升糖素分泌、延緩胃排空。此作用讓餐後血糖調節比單靠血糖升高後再刺激胰島素分泌更快。

解題方法

先辨認題幹的兩個提示:「大餐後」與「比預期胰島素的作用還要快」。血糖升高後才刺激胰島素分泌,屬於回饋反應;腸泌素則由腸道在營養物質進入後釋出,預先加強胰島素反應,符合題目所問的前饋調節。

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第 11 題1 分

下列何者可用來測腎絲球過濾率(glomerular filtration rate, GFR)以作為腎功能參考指標?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考腎絲球過濾率(glomerular filtration rate, GFR)的測定。理想的 GFR 標記物需能自由通過腎絲球,且不被腎小管再吸收或分泌,也不會在腎臟內合成或代謝。因此,經腎絲球過濾進入尿液的量,等於血漿中被清除的量。

菊糖(inulin)符合這些條件,其清除率可用來測量 GFR:

Cinulin=Uinulin×VPinulin=GFRC_{\text{inulin}} =\frac{U_{\text{inulin}}\times V}{P_{\text{inulin}}} =\text{GFR}

其中,UU 為尿中濃度、PP 為血漿濃度,VV 為每分鐘尿量。

解題方法

先辨認各物質在腎臟中的處理方式,再找出「只經腎絲球過濾、沒有腎小管再吸收或分泌」的物質。這項特性使其尿中排出量能直接反映腎絲球的過濾量;符合者為菊糖。

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第 12 題1 分

關於腎髓質逆流放大系統(countercurrent multiplier system)的敘述,下列何者正確?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考腎髓質的逆流放大系統。亨利氏環上升支將 NaCl 再吸收至髓質間質,建立髓質滲透壓梯度;下降支對水通透性高,水會由管腔移至高滲透壓的間質,使下降支內濾液濃縮。上升支則對水通透性低,因此鹽分移出、管腔內濾液被稀釋。

解題方法

先辨認題目描述的是哪一段腎小管,再看它對水和鹽的通透性:

  • 下降支:水通透性高,鹽分通透性相對低;水移出管腔,濾液愈往髓質深處愈濃縮。
  • 上升支:再吸收 NaCl,但幾乎不透水;鹽分移出管腔,使上升支內濾液稀釋,同時提高髓質間質的滲透壓。
  • 上升支建立的髓質高滲環境會促使下降支水分移出;這種沿相反方向流動的作用逐步放大髓質滲透壓梯度。

選項分析

**(A) 錯誤。**下降支不是主要再吸收鹽分的部位。下降支的特徵是水分移出,使管腔內濾液濃縮;選項把鹽分再吸收歸於下降支,且將濾液變濃與擴散到上升支連在一起,並非此系統的正確描述。

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第 13 題1 分

下列何種賀爾蒙不是由膽固醇合成?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考查賀爾蒙的化學分類與合成原料。類固醇賀爾蒙由膽固醇合成;兒茶酚胺則由胺基酸酪胺酸合成。判斷各選項屬於哪一類,即可選出不是由膽固醇合成的賀爾蒙。

解題方法

先辨認各賀爾蒙的種類:

  • 皮質酮、雌二醇與睪固酮都是類固醇賀爾蒙,以膽固醇為合成前驅物。
  • 腎上腺素屬於兒茶酚胺,由酪胺酸經多步驟轉化合成。

因此,腎上腺素不是由膽固醇合成。

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第 14 題1 分

關於葛瑞夫茲氏病(Graves’ disease)的敘述,下列何者正確?

這一題的完整詳解

核心觀念

葛瑞夫茲氏病(Graves’ disease)是自體免疫性甲狀腺疾病。患者體內的甲狀腺刺激免疫球蛋白會活化甲狀腺上的促甲狀腺素受體,使甲狀腺分泌過多甲狀腺素,常見為甲狀腺素(T4T_4)及三碘甲狀腺素(T3T_3)上升。

甲狀腺素升高後,會透過負回饋抑制下視丘與腦下垂體的調節,因此促甲狀腺素(TSH)通常下降。掌握「甲狀腺素升高、TSH 受負回饋抑制」即可判斷本題。

解題方法

先辨認 Graves’ disease 的核心是甲狀腺受到自體抗體刺激,造成甲狀腺功能亢進;再依甲狀腺軸的負回饋關係判斷相關激素變化:

甲狀腺刺激增加→T3、T4↑→負回饋抑制 TSH→TSH↓\text{甲狀腺刺激增加} \rightarrow T_3、T_4 \uparrow \rightarrow \text{負回饋抑制 TSH} \rightarrow TSH \downarrow

因此,敘述甲狀腺素分泌增加的選項正確。

選項分析

  • (A) 因飲食中碘缺乏造成:錯誤。 碘是合成甲狀腺素的原料;長期碘缺乏可導致甲狀腺素合成不足,並因 TSH 刺激增加而引起甲狀腺腫大。
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第 15 題1 分

關於 oxytocin 的敘述,下列何者正確?

這一題的完整詳解

核心觀念

Oxytocin(催產素)由下視丘神經元合成,經神經軸突運送至腦下垂體後葉儲存並釋放。它的主要生理作用包括促進分娩時子宮平滑肌收縮,以及促進哺乳時乳腺周圍肌上皮細胞收縮,使乳汁排出。母乳的製造主要受 prolactin(泌乳激素)促進。

解題方法

先辨認各選項描述的是催產素的來源,還是它的生理作用。催產素可促進子宮收縮,也參與乳汁排出;但它不是在乳腺合成、分泌,也不是促進乳汁製造的主要激素。催產素由男女皆有的下視丘合成,因此也不是女性專有。

選項分析

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第 16 題1 分

高蛋白質低醣類食物攝取不會增加下列何者分泌?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考的是高蛋白質、低醣類飲食對胰臟與其他內分泌腺體分泌的影響。醣類攝取減少時,血糖上升刺激減弱,胰島素分泌通常下降;蛋白質提供胺基酸,則可刺激升糖激素與胰島素分泌,以利胺基酸利用並維持血糖。

解題方法

把握「蛋白質刺激胰臟荷爾蒙、低醣降低醣類引發的胰島素刺激」這個方向,再分辨哪些選項是會隨蛋白質攝取增加而上升的荷爾蒙。升糖激素、胰島素及生長激素都與蛋白質攝取或低醣狀態下的代謝調節有關;糖皮質素則不是高蛋白質低醣飲食的典型直接分泌反應。

選項分析

  • (A) 升糖激素(glucagon)—會增加,故錯。 蛋白質中的胺基酸可刺激胰臟 α 細胞分泌升糖激素。升糖激素促進肝臟糖質新生,有助於抵銷低醣飲食下的低血糖風險。
  • **(B) 糖皮質素(glucocorticoids)—不會因這種飲食而典型增加,故正確。
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第 17 題1 分

下列何者可用於強化感覺刺激的定位?

這一題的完整詳解

核心觀念

感覺刺激的「定位」是辨認刺激來自哪個位置。側面抑制(lateral inhibition)會使受刺激最強的感覺神經元,抑制鄰近神經元的活動,讓刺激中心與周圍的神經訊號差異更明顯,提升刺激位置的辨識度。

解題方法

題目問哪一種作用可強化感覺刺激的定位,關鍵是找出能提高空間對比、讓刺激邊界更清楚的機制。側面抑制會削弱刺激中心周圍的訊號,使中樞更容易判定刺激位置,因此選(C)。

選項分析

  • (A) 使用特化感覺受器(specialized receptors):錯誤。 特化受器負責偵測特定類型的刺激,例如光、聲音或化學物質;其主要功能是刺激的種類選擇性,並非直接藉由抑制鄰近訊號來強化空間定位。
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第 18 題1 分

在長期增益(long-term potentiation)現象當中,下列何種神經傳導物質受體蛋白的活化可讓 Ca2+\mathrm{Ca}^{2+} 進入突觸後細胞?

這一題的完整詳解

核心觀念

長期增益(long-term potentiation, LTP)是突觸長時間增強的現象,常以海馬迴興奮性突觸為例說明。其關鍵機制之一是突觸後細胞內的 Ca2+\mathrm{Ca}^{2+} 濃度上升,啟動細胞內訊號,使突觸傳遞效能持續增強。

NMDA 受體是可通透陽離子的離子型麩胺酸受體,也具有電壓依賴性:靜止時受體通道受到 Mg2+\mathrm{Mg}^{2+} 阻塞;突觸後膜去極化後,阻塞解除,活化的 NMDA 受體即可讓 Ca2+\mathrm{Ca}^{2+} 進入突觸後細胞。

解題方法

抓住題幹的關鍵字「LTP」與「Ca2+\mathrm{Ca}^{2+} 進入突觸後細胞」。在典型的 LTP 機制中,麩胺酸先活化 AMPA 受體,使突觸後膜去極化;去極化解除 NMDA 受體通道中的 Mg2+\mathrm{Mg}^{2+} 阻塞,接著 NMDA 受體通道開啟,讓 Ca2+\mathrm{Ca}^{2+} 內流。增加的細胞內 Ca2+\mathrm{Ca}^{2+} 會啟動下游訊號,促進突觸效能增強。

因此,題目所問的受體是 NMDA receptors。

選項分析

  • (A) GABA receptors:錯誤。 GABA 受體主要負責抑制性神經傳遞。GABAA_A 受體是配體門控氯離子通道;GABAB_B 受體則是 G 蛋白偶聯受體。
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第 19 題1 分

下列何者為痛覺的上行神經路徑(ascending pathway)?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考的是感覺訊息由脊髓上行至腦部的神經路徑。痛覺主要經由前外側系統(anterolateral system)上行,其中最重要的是脊髓丘腦徑(spinothalamic tract)。痛覺纖維進入脊髓後,通常在後角突觸、交叉至對側,再沿前外側白質上行至丘腦及大腦皮質。

解題方法

先辨認題目問的是「痛覺的上行路徑」,再區分感覺上行路徑與運動下行路徑:

  • 痛覺、溫度覺主要走前外側系統。
  • 精細觸覺、振動覺與本體覺主要走背柱-內側丘系。
  • 皮層脊髓徑與紅核脊髓徑則是下行運動路徑。

因此,符合痛覺上行功能的是前外側系統。

選項分析

(A) 背柱系統(dorsal column system):錯誤。 背柱系統主要傳遞精細觸覺、振動覺及意識性本體覺;其主要神經纖維在延腦交叉後,再經內側丘系上行,並非痛覺的主要路徑。

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第 20 題1 分

自然呼吸和用力呼吸時相關肌肉的運用,下列何者錯誤?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考自然呼吸與用力呼吸時,各呼吸肌的收縮或放鬆如何改變胸廓容積。吸氣時胸廓容積增加,呼氣時胸廓容積減少;自然呼吸主要依靠橫膈膜與肋間肌,用力呼吸則會動員輔助肌群。

解題方法

逐一判斷肌肉的作用方向:用力吸氣需要胸廓進一步擴張,因此輔助吸氣肌會收縮;用力呼氣則會藉由內肋間肌與腹肌收縮,促進胸廓容積減少。

選項分析

(A) 正確。 自然吸氣時,橫膈膜收縮並下降,外肋間肌收縮使肋骨上提,胸廓容積增加,空氣進入肺部。

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第 21 題1 分

下列何者可促進丙酮酸去氫酶去磷酸酶(pyruvate dehydrogenase phosphatase)活性?

這一題的完整詳解

核心觀念

丙酮酸去氫酶複合體(PDH complex)的活性受可逆磷酸化調控:丙酮酸去氫酶激酶(PDH kinase)將 E1 次單元磷酸化,使 PDH 失活;丙酮酸去氫酶磷酸酶(PDH phosphatase)則移除磷酸基,使 PDH 恢復活性。

PDH phosphatase 需要二價陽離子參與酵素作用,其中 Ca²⁺可促進其活性。因此,磷酸酶活性增加會促使 PDH 去磷酸化,提升丙酮酸轉換為乙醯輔酶 A 的能力。

解題方法

先辨認題目問的是「促進 PDH phosphatase 活性」的離子,再連結 PDH 的磷酸化調控:Ca²⁺活化 PDH phosphatase,磷酸酶使 PDH 去磷酸化並活化。四個選項中符合此調控作用的是 Ca²⁺。

選項分析

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第 22 題1 分

關於糖質新生起始步驟:丙酮酸(pyruvate)轉變為草醯醋酸(OAA)反應

pyruvate+CO2+ATP→OAA+ADP+Pi\text{pyruvate}+\mathrm{CO}_{2}+\mathrm{ATP}\rightarrow\text{OAA}+\mathrm{ADP}+\mathrm{P}_{i}

下列敘述何者正確?

① 此反應由磷酸烯醇丙酮酸羧基激酶(phosphoenolpyruvate carboxykinase)所催化。

② 催化此反應之酵素受高濃度乙醯-輔酶 A(acetyl-CoA)活化。

③ 吡哆醛磷酸(PLP)為此催化反應所必需。

④ 此反應由丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase)所催化。

這一題的完整詳解

核心觀念

這題考糖質新生繞過糖解作用不可逆步驟時,丙酮酸如何轉變為草醯醋酸(OAA),以及丙酮酸羧化酶的輔因子與調節方式。

反應由粒線體中的**丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase)**催化,需消耗 ATP,並以生物素(biotin)作為輔酶攜帶二氧化碳。高濃度乙醯-輔酶 A(acetyl-CoA)會活化此酵素,促進丙酮酸進入糖質新生途徑。

解題方法

先依反應式辨認反應類型:丙酮酸接受一個羧基而生成 OAA,屬於羧化反應。此反應消耗 ATP,由丙酮酸羧化酶催化;生物素負責攜帶並轉移羧基。再據此判斷酵素名稱、活化因子與所需輔酶,即可確認②、④正確。

選項分析

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第 23 題1 分

關於免疫球蛋白(immunoglobulin)的敘述,下列何者正確?

這一題的完整詳解

核心觀念

免疫球蛋白(immunoglobulin, Ig)就是抗體,主要由活化的 B 細胞分化而成的漿細胞分泌。典型抗體由兩條相同的重鏈與兩條相同的輕鏈組成,抗原結合區則能辨識抗原上的特定部位。

解題方法

判斷時抓住兩件事:一是「製造抗體的細胞」;二是「抗體結合抗原的部位」與「抗原本身的決定部位」不可混淆。依此逐項檢視,只有 A 的敘述符合題意。

選項分析

  • (A) 正確。 B 細胞可分化為漿細胞,由漿細胞大量分泌免疫球蛋白。因此以 B 細胞作為產生免疫球蛋白的細胞,符合考題所採用的概括說法;更精確地說,主要分泌者是 B 細胞分化後的漿細胞。
  • **(B) 錯誤。
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第 24 題1 分

下列何者會參與嘧啶核苷酸(pyrimidine nucleotides)於人體內生合成作用(de novo synthesis)?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考嘧啶核苷酸的從頭合成(de novo synthesis)所需原料與輔因子。嘧啶環先在細胞質中合成,再接到磷酸核糖焦磷酸(PRPP)上;其環的原子主要來自麩醯胺酸、天門冬胺酸與碳酸氫根。葉酸衍生物則參與後續 dTMP 的合成。

解題方法

判斷各選項是否為嘧啶從頭合成直接使用的原料或必要輔因子。典型途徑中,嘧啶環先形成乳清酸,再接上 PRPP 生成 OMP,之後轉為 UMP;葉酸衍生物則在 dUMP 轉成 dTMP 時提供一碳單位。因此,選項中的輔酶 Q 並非嘧啶核苷酸生合成所需成分。

選項分析

  • **(A) 丙胺酸(alanine):錯誤。**丙胺酸不是嘧啶環的主要氮或碳來源。嘧啶環主要由麩醯胺酸、天門冬胺酸及碳酸氫根提供原子。
  • **(B) GTP:錯誤。**GTP不是嘧啶環從頭合成的直接原料。嘧啶核苷酸可由 UMP 出發,再經磷酸化與胺化等反應生成其他嘧啶核苷酸。
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第 25 題1 分

關於 tRNA 分子的敘述,下列何者錯誤?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考查轉運 RNA(tRNA)的構造與功能。tRNA 的二級構造通常以三葉草形表示;經摺疊後的三級構造才呈倒立 L 形。tRNA 的反密碼子可與 mRNA 上相對應的密碼子互補配對,而胺基酸則接在 tRNA 的 3′ 端 CCA 序列上。

解題方法

先分清 tRNA 的二級與三級構造,再核對反密碼子的位置,以及 tRNA 和胺基酸的連接位置。題目問「錯誤」的敘述,因此找出把二級構造與三級構造混淆的選項即可。

選項分析

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第 26 題1 分

當競爭型可逆抑制劑加入酵素催化反應,則 Lineweaver-Burk plot 的:

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考 競爭型可逆抑制 對米氏方程式及 Lineweaver-Burk 雙倒數圖的影響。

Lineweaver-Burk 方程式為:

1v=KmVmax⁡1[S]+1Vmax⁡\frac{1}{v} = \frac{K_m}{V_{\max}}\frac{1}{[S]} + \frac{1}{V_{\max}}

其中,縱軸截距為 1/Vmax⁡1/V_{\max},橫軸截距為 −1/Km-1/K_m,斜率為 Km/Vmax⁡K_m/V_{\max}。

競爭型抑制劑與受質競爭酵素的活性位置;提高受質濃度可克服其抑制作用。因此,Vmax⁡V_{\max} 不變,而表觀 KmK_m 增加。

解題方法

將競爭型抑制的參數變化代入雙倒數方程式:Vmax⁡V_{\max} 不變,所以縱軸截距 1/Vmax⁡1/V_{\max} 不變;KmK_m 增加,因此斜率 Km/Vmax⁡K_m/V_{\max} 增加,橫軸截距 −1/Km-1/K_m 則向零點移動。

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第 27 題1 分

下列多醣何者具有分支?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考多醣的結構差異。辨別重點是葡萄糖等單醣如何連接,以及多醣鏈是否具有分支。肝醣由葡萄糖組成,主鏈以 α(1→4)\alpha(1\rightarrow4) 醣苷鍵連接,分支處則以 α(1→6)\alpha(1\rightarrow6) 醣苷鍵連接,因此具有分支。

解題方法

逐一辨認各選項的結構特徵:幾丁質與纖維素是直鏈多醣;直鏈澱粉雖由葡萄糖組成,但名稱中的「直鏈」已指出其不分支;肝醣則是高度分支的儲存多醣。因此選肝醣。

選項分析

  • (A) 幾丁質(chitin):錯誤。 幾丁質由 N-乙醯葡萄糖胺以 β(1→4)\beta(1\rightarrow4) 醣苷鍵連接,形成直鏈結構,常見於節肢動物外骨骼及真菌細胞壁。
  • (B) 纖維素(cellulose):錯誤。 纖維素由葡萄糖以 β(1→4)\beta(1\rightarrow4) 醣苷鍵連接,形成不分支的長鏈,是植物細胞壁的重要成分。
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第 28 題1 分

關於醣類代謝的敘述,下列何者正確?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考醣類代謝中的磷酸戊糖途徑、肝醣儲存與分解,以及肝醣合成時活化葡萄糖的形成。肝醣合成需要將葡萄糖轉成活化型態 UDP-glucose,供肝醣合成酶使用。

解題方法

逐項比對生理功能與代謝反應:紅血球的 NADPH 主要由磷酸戊糖途徑提供;空腹時肝醣會逐步分解;胰島素促進肝醣合成;UDP-glucose 則由 glucose-1-phosphate 與 UTP 反應生成。據此可判定正確選項為 D。

選項分析

**(A) 錯誤。**紅血球缺乏粒線體,主要仰賴糖解作用產生 ATP;其 NADPH 主要由磷酸戊糖途徑產生,而不是由葡萄糖分解所需。NADPH 可供穀胱甘肽還原酶維持還原型穀胱甘肽,協助清除氧化物。紅血球容易受氧化壓力傷害,常見原因是 G6PD 缺乏導致 NADPH 生成不足,而非紅血球本來就缺乏 NADPH。

**(B) 錯誤。**空腹期間肝臟會分解肝醣,以維持血糖。肝醣含量會隨空腹時間下降;一般而言,肝醣儲備約可支應一段時間的空腹,但不能據此說經過 12 小時後必定仍保有 50%。

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第 29 題1 分

關於五碳糖磷酸途徑(pentose phosphate shunt)的敘述,下列何者正確?

這一題的完整詳解

核心觀念

五碳糖磷酸途徑(pentose phosphate pathway, PPP),又稱磷酸戊糖途徑,主要功能有二:

  1. 氧化階段產生 NADPH,供脂肪酸、膽固醇等還原性生合成使用,也協助維持還原型穀胱甘肽。
  2. 非氧化階段提供核糖-5-磷酸,供核苷酸與核酸合成使用。

此途徑不直接產生 ATP;氧化階段產生的是 NADPH,不是 NADH。

解題方法

先辨認題目中的三個易混淆產物:ATP、NADH、NADPH。PPP 的氧化階段以葡萄糖-6-磷酸為起點,經氧化脫羧形成核酮糖-5-磷酸,並產生 NADPH;之後可轉成核糖-5-磷酸,供核苷酸合成。

因此,判斷選項時要注意:

  • 能量貨幣 ATP:不是 PPP 的直接產物。
  • NADH:不是 PPP 氧化階段的還原型輔酶產物。
  • NADPH:是 PPP 的重要產物,可供生合成使用。
  • 核糖-5-磷酸:才是供核苷酸合成的重要五碳糖。

選項分析

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第 30 題1 分

在長期饑餓時,肌肉會主要以下列何者做為能量來源?

這一題的完整詳解

核心觀念

本題考長期饑餓時,各組織如何轉換燃料。饑餓初期,肝醣分解與糖質新生維持血糖,肌肉可利用脂肪酸並分解蛋白質,釋出胺基酸供糖質新生。隨著饑餓持續,肝臟產生的酮體增加,腦逐漸改用酮體,肌肉也以脂肪酸及酮體供能,減少對葡萄糖的需求。

解題方法

抓住「長期」饑餓這個關鍵:長期適應會提高酮體利用,藉此節省葡萄糖並減少蛋白質分解。依題目官方答案,肌肉主要能量來源選酮體。

選項分析

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第 31 題1 分

下列哪一個類二十碳衍生物(eicosanoids),並非花生四烯酸(arachidonic acid)透過環氧化酶(cyclooxygenase)作用的代謝產物?

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核心觀念

類二十碳衍生物(eicosanoids)可由花生四烯酸代謝而來,主要分成兩條路徑:

  • 環氧化酶(cyclooxygenase, COX)路徑:產生前列腺素(prostaglandins)、前列環素(prostacyclin)及血栓素(thromboxanes)。
  • 脂氧合酶(lipoxygenase, LOX)路徑:產生白三烯(leukotrienes)。

解題方法

辨認各選項屬於哪一類代謝物,再對照其合成酵素路徑。PGE₂、PGI₂、TXA₂ 都是 COX 路徑的產物;LTC₄ 則是 LOX 路徑的產物,因此不符合題目所問的「並非透過 COX 作用產生」。

選項分析

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第 32 題1 分

TZD(thiazolidinediones)可結合於 PPAR 受器(peroxisome proliferator activator receptor),用於治療糖尿病之生化機制,下列敘述何者錯誤?

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核心觀念

本題考查 TZD(thiazolidinediones,噻唑烷二酮類)活化脂肪細胞中的 PPARγ\gamma 後,如何調節脂質代謝並改善胰島素敏感性。

PPARγ\gamma 是核受器,活化後會調節相關基因表現。TZD 可促進脂肪細胞分化與脂肪酸儲存,並提高胰島素敏感性;脂肪組織也會利用甘油新生作用(glyceroneogenesis)產生甘油-3-磷酸,供三酸甘油酯合成。

解題方法

掌握兩個方向即可判斷:

  1. TZD 的胰島素增敏作用:可增加 GLUT4 表現,提升細胞對胰島素的反應。
  2. TZD 對脂肪組織的作用:促進脂肪酸進入脂肪細胞並重新酯化、儲存,減少游離脂肪酸釋放至血液。脂肪組織甘油新生所產生的甘油-3-磷酸,則提供三酸甘油酯合成所需的骨架。

因此,凡是說 TZD「減少脂肪酸攝入脂肪組織,因而降低三酸甘油酯合成」的敘述,方向與其典型代謝效果相反。

選項分析

(A) 促進脂肪組織 PPARγ\gamma 活性而增加 PEP carboxykinase 活性:正確。 TZD 活化 PPARγ\gamma,可促進脂肪組織甘油新生相關基因的表現,其中包括 PEP carboxykinase(磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶)。

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第 33 題1 分

逆向的膽固醇運送(reverse cholesterol transport)是透過哪一個脂蛋白將膽固醇由週邊細胞輸送到肝臟?

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核心觀念

本題考「逆向膽固醇運送」(reverse cholesterol transport):周邊細胞多餘的膽固醇先被高密度脂蛋白(HDL)接收,再運送至肝臟代謝或排出。HDL 因此有助於將膽固醇由周邊組織帶回肝臟。

解題方法

辨認膽固醇運送的方向即可:由周邊細胞回到肝臟,屬於逆向膽固醇運送,主要由 HDL 負責。相對地,LDL 主要將膽固醇送往周邊組織。

選項分析

  • (A) 乳糜微粒(chylomicron):錯誤。 主要運送腸道吸收的膳食三酸甘油酯與膽固醇,經淋巴及血液送往周邊組織;其殘粒再由肝臟攝取,並非逆向膽固醇運送的主要脂蛋白。
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第 34 題1 分

關於肌紅蛋白(myoglobin)攜帶氧氣的敘述,下列何者正確?

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核心觀念

肌紅蛋白(myoglobin)是肌肉細胞中的含血基質蛋白,主要功能是結合並儲存氧氣,也能協助氧在肌肉內擴散至粒線體,供氧化磷酸化使用。每個肌紅蛋白分子含有一個血基質,每個血基質可結合一個氧分子。

肌紅蛋白對氧的親和力高於血紅蛋白(hemoglobin),其氧解離曲線呈雙曲線;當肌肉細胞內氧分壓下降時,肌紅蛋白才較容易釋出氧氣。

解題方法

先掌握肌紅蛋白的結構與功能:它是單體蛋白,具有一個氧結合位點,因此每分子最多結合一個氧分子。再依此判斷各選項提及的氧運輸功能、其他含氧蛋白,以及與氣體結合的敘述。

選項分析

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第 35 題1 分

關於轉胺作用(transamination)的敘述,下列何者錯誤?

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核心觀念

轉胺作用是將胺基酸的胺基轉移給 α-酮酸的反應,由轉胺酶(transaminase,也稱 aminotransferase)催化,通常需要維生素 B6 衍生的磷酸吡哆醛(PLP)作為輔酶。反應會將原胺基酸轉成相對應的 α-酮酸。

以麩胺酸為例,其轉胺後生成的是 α-酮戊二酸(α-ketoglutarate,又稱 2-oxoglutarate),不是 β-酮戊二酸。

解題方法

先判斷轉胺作用的酵素與輔酶,再核對麩胺酸轉胺後的產物名稱與結構位置。α 與 β 的差別在於酮基相對於羧基的位置;麩胺酸脫去胺基後形成的酮酸是 α-酮戊二酸,因此將產物寫成 β-酮戊二酸的敘述錯誤。

轉胺反應可概括表示為:

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第 36 題1 分

腦部神經傳遞物質 gamma-aminobutyrate,係由下列何種胺基酸經脫羧反應後產生?

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核心觀念

本題考胺基酸經脫羧反應形成神經傳遞物質的關係。脫羧反應會移除胺基酸的羧基,釋出二氧化碳;麩胺酸(glutamate)經麩胺酸脫羧酶作用後,生成 γ-胺基丁酸(gamma-aminobutyrate,GABA),是腦部重要的抑制性神經傳遞物質。

Glutamate→glutamate decarboxylaseGABA+CO2\text{Glutamate} \xrightarrow{\text{glutamate decarboxylase}} \text{GABA} + CO_2

解題方法

辨認題目中的產物 GABA,直接連結其前驅物麩胺酸。麩胺酸經脫羧後,碳骨架形成 γ-胺基丁酸,因此選擇 glutamate。

選項分析

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第 37 題1 分

關於嘌呤(purine)與嘧啶(pyrimidine)的敘述,下列何者錯誤?

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核心觀念

本題考核嘌呤與嘧啶的基本結構及常見含氮鹼基的分類。嘌呤具有雙環結構,嘧啶具有單環結構;兩者的環都含有氮原子。DNA 與 RNA 中常見的嘌呤是 adenine、guanine;嘧啶則包括 cytosine、thymine、uracil。

解題方法

先比較兩類鹼基的環數,再核對選項中的分類與官能基:

  • 嘌呤:兩個環稠合,環狀骨架較大。
  • 嘧啶:一個環,環狀骨架較小。
  • Thymine 是帶有甲基的嘧啶鹼基。

因此,聲稱嘌呤的環狀結構比嘧啶小的選項,與基本結構分類相反。

選項分析

(A) 嘌呤與嘧啶結構皆含有 N(nitrogen)——正確。 兩者都是含氮雜環化合物,環內均含氮原子。

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第 38 題1 分

關於真核生物(eukaryotes)遺傳密碼(genetic code)的譯碼(coding),下列敘述何者正確?

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核心觀念

遺傳密碼是信使 RNA(mRNA)上由三個核苷酸組成的密碼子(codon),每個密碼子指定一種胺基酸,或提供蛋白質合成終止訊號。轉運 RNA(tRNA)上則有與 mRNA 密碼子互補配對的反密碼子(anticodon),負責辨識密碼子並攜帶相應胺基酸。

解題方法

先分清密碼子與反密碼子的位置,再掌握遺傳密碼的簡併性:多個不同密碼子可以指定同一種胺基酸。最後辨認起始與終止密碼子;真核生物中,AUG 可作為起始密碼子並指定甲硫胺酸,UAA、UAG、UGA 則是終止密碼子。

選項分析

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第 39 題1 分

短跑選手在起跑數秒內的急速爆發是依賴肌肉中的何種物質再生 ATP?

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核心觀念

本題考肌肉在短時間、高強度運動時,如何快速再生 ATP。肌肉內儲存的 ATP 很少,劇烈運動一開始便須迅速補充。起跑後數秒內,主要依靠**磷酸肌酸(creatine phosphate)**將磷酸基轉給 ADP,形成 ATP:

磷酸肌酸+ADP→肌酸激酶肌酸+ATP\text{磷酸肌酸}+\text{ADP}\xrightarrow{\text{肌酸激酶}}\text{肌酸}+\text{ATP}

這套磷酸肌酸系統供能速度快、不需氧氣,適合短跑起跑、舉重等短時間爆發活動。

解題方法

依運動的時間與強度判斷供能系統:起跑後數秒內的急速爆發,關鍵需求是立即、快速補充 ATP,因此選擇肌肉中可直接提供磷酸基的磷酸肌酸。隨運動持續,無氧糖解與有氧代謝的貢獻才會逐漸增加。

選項分析

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第 40 題1 分

關於罕見疾病的先天性丙酮酸去氫酶(pyruvate dehydrogenase)缺乏症,下列敘述何者錯誤?

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核心觀念

丙酮酸去氫酶複合體(pyruvate dehydrogenase complex, PDH)催化丙酮酸氧化脫羧,將丙酮酸轉為乙醯輔酶 A,並產生 NADH,使碳流得以由糖解作用進入檸檬酸循環。PDH 活性受可逆磷酸化調控:

  • **PDH 激酶(PDH kinase, PDK)**使 PDH 磷酸化,令其失活。
  • **PDH 磷酸酶(PDH phosphatase, PDP)**使 PDH 去磷酸化,令其活化。

先天性 PDH 缺乏會降低丙酮酸轉為乙醯輔酶 A 的能力;累積的丙酮酸可轉成乳酸,造成乳酸中毒。治療方向是盡量恢復 PDH 通量,或提供不依賴葡萄糖氧化的替代能量來源。

解題方法

先判斷藥物對 PDH 的調控方向:若要增加 PDH 活性,應促進去磷酸化,或抑制造成失活的 PDK。再對照各選項的基因缺陷、代謝結果與治療方式,即可辨認錯誤敘述。

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