114 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

核心觀念

本題考骨骼肌在不同運動強度下，供應 ATP 的主要能量來源。運動開始時，肌肉會先使用肌肉內現有的 ATP，接著由磷酸肌酸快速再合成 ATP；隨運動持續，能量供應轉向醣類與脂肪酸氧化。不同來源的相對貢獻會隨運動強度與持續時間改變。

解題方法

先抓題幹限定的「中度運動」：此時肌肉 ATP 主要由有氧代謝持續補充，醣類與脂肪酸皆可供能。若題目問的是中度運動期間的主要燃料，應依運動強度與時間判斷醣類、脂肪酸的相對貢獻；若問的是供能系統啟動的先後，則磷酸肌酸最先提供快速的 ATP 緩衝。

本題以「來源的順序」詢問優先者，因此判斷關鍵是找出能最快直接補充 ATP 的來源：磷酸肌酸透過肌酸激酶反應，將磷酸基轉移給 ADP，迅速生成 ATP：

$\text{磷酸肌酸}+\text{ADP}\rightarrow\text{肌酸}+\text{ATP}$

選項分析

核心觀念

心肌的興奮－收縮耦合，指心肌細胞的動作電位如何引發肌絲滑動與收縮。其核心機制是鈣誘發性鈣釋放（calcium-induced calcium release, CICR）：

1. 動作電位使細胞膜去極化，開啟細胞膜上的 L 型 $Ca^{2+}$ 通道。
2. 少量 $Ca^{2+}$ 由細胞外流入細胞質。
3. 流入的 $Ca^{2+}$ 活化肌漿網上的雷恩諾鹼接受器（ryanodine receptor, RyR），使肌漿網釋出大量 $Ca^{2+}$。
4. 細胞質 $Ca^{2+}$ 上升後與肌鈣蛋白結合，使細肌絲上的肌鈣蛋白－原肌球蛋白調節複合體移位，露出肌動蛋白上的肌凝蛋白結合位點，進而促進收縮。

收縮後，$Ca^{2+}$ 會被運回肌漿網或排出細胞，細胞質鈣濃度下降，心肌便舒張。

解題方法

核心觀念

平滑肌的橫橋活化主要由細胞內鈣離子濃度上升啟動。鈣離子與攜鈣素（calmodulin）結合後，形成鈣－攜鈣素複合體，活化肌凝蛋白輕鏈激酶（myosin light-chain kinase, MLCK）。MLCK 磷酸化肌凝蛋白輕鏈，使肌凝蛋白頭部活化，能與肌動蛋白形成橫橋並產生收縮。

平滑肌的調控方式與骨骼肌不同：骨骼肌以鈣離子結合旋轉素（troponin）為主；平滑肌則主要透過鈣－攜鈣素與 MLCK 調節。平滑肌收縮活化時，關鍵磷酸化標的是肌凝蛋白輕鏈，不是旋轉肌球素（tropomyosin）。

解題方法

先辨認題幹指定的是「平滑肌」，再確認其典型活化鏈：

核心觀念

細胞膜由磷脂雙層構成：膜內部是疏水的脂肪酸尾端，膜表面則接觸水相。因此，膜蛋白的性質取決於它與膜脂及水相接觸的方式。

• 嵌入膜蛋白（integral membrane proteins）部分或全部嵌入脂雙層。跨膜區域通常含有疏水胺基酸，可與膜內部作用；露在膜外水相的區域則常含親水性胺基酸。因此，整體常具有雙極性（amphipathic），即同時有親水與疏水部分。
• 周邊膜蛋白（peripheral membrane proteins）通常附著於膜表面，或透過與嵌入膜蛋白的非共價作用連結；它們不以疏水區段深入脂雙層內部，整體通常較親水。

解題方法

核心觀念

吞嚥反射會協調口腔、咽部與喉部的動作，使食團進入食道，同時保護呼吸道。吞嚥時，喉部上提，會厭軟骨隨之改變位置並覆蓋喉入口，降低食物或液體進入氣管的風險；聲門閉合也參與呼吸道保護。

解題方法

題目問的是「避免食物誤入氣管」的構造與動作。先鎖定負責保護喉入口的構造，再和選項比對：會厭軟骨在吞嚥時的位置變化可遮護喉入口，因此選項 (D) 符合題意。

選項分析

• (A) 咽部化學感覺受器的刺激：錯誤。 咽部感覺受器可偵測食團並啟動吞嚥反射，但受器刺激本身不是直接阻止食物進入氣管的機械性保護動作。
• **(B) 舌頭向軟腭部上頂：錯誤。

核心觀念

掃蕩排空運動（migrating myoelectrical complex，MMC）是消化道在兩餐之間的空腹期出現的週期性運動，會由胃向小腸傳遞，協助清除殘留食物、分泌物與細菌，因此也常被稱為消化道的「清道夫運動」。進食後，MMC 會受到抑制，轉為以消化與吸收為主的餐後運動型態。

解題方法

先判斷題目問的是 MMC 的生理時機，再區分「空腹期的清除運動」與「進食後的消化運動」。MMC 出現在兩餐之間，並非由特定食物種類直接引發，因此選擇描述空腹時段的選項。

選項分析

核心觀念

本題考查小腸對營養素的吸收方式。營養素可透過簡單擴散、易化擴散、主動運輸或共同運輸進入小腸上皮細胞；判斷時要區分水溶性營養素與脂溶性營養素的運輸特性。

解題方法

先辨認各選項的主要吸收機制。脂肪消化後形成的脂肪酸可進入微絨毛細胞膜，主要靠擴散作用進入小腸上皮細胞；單糖、胺基酸及鐵質則主要仰賴載體或運輸蛋白。

選項分析

• (A) 單糖：錯誤。 葡萄糖與半乳糖主要藉由鈉離子共同運輸進入小腸上皮細胞；果糖主要透過易化擴散。單糖吸收涉及膜運輸蛋白，並非主要靠簡單擴散。
• **(B) 脂肪酸：正確。

核心觀念

全胃切除後，食物不再經胃部儲存、攪拌與分批排空，而會較快速、大量地進入小腸。胃切除也會減少胃酸與胃蛋白酶的作用，並影響食物與消化液混合的過程，因此可能出現腸道通過加快、腹瀉及營養素吸收不良。

解題方法

判斷重點是全胃切除後「胃的儲存與調節排空功能消失」。食物快速進入小腸，會增加小腸短時間內處理食物的負荷；若腸道消化、吸收無法配合，便可能造成腹瀉與吸收不良。

選項分析

• (A) 食道取代胃的消化功能：錯誤。 食道主要負責運送食物，並不會取代胃的攪拌、分泌胃酸與胃蛋白酶，或調節食物排空等功能。
• (B) 小腸易產生低張性內容物：錯誤。 全胃切除後食物較快進入小腸，但這不代表小腸內容物會因此變成低張性；

核心觀念

本題考查腎臟的排泄與內分泌功能。腎臟可調節水分、電解質與酸鹼平衡，參與血壓調控，並排出含氮代謝廢物；此外，腎臟也會分泌腎素（renin）及生成紅血球生成素（erythropoietin, EPO）。

尿素是蛋白質代謝後形成的含氮廢物，經腎臟排出；胺基酸則是蛋白質合成的原料，正常情況下會由腎小管再吸收，並非健康人體需要排除的代謝廢物。

解題方法

先區分各選項所述功能是腎臟的正常功能，還是把應回收的營養物質誤列為排泄物。調節血壓、分泌腎素與生成 EPO 都是腎臟的正常生理功能；排出尿素也正確。選項 (C) 將尿素與胺基酸並列為應排除物，錯在胺基酸通常會被腎小管再吸收。

選項分析

核心觀念

本題考腎臟的位置與大小、皮質和髓質的血流分布，以及尿液由腎臟運送至膀胱的方式。腎臟位於腹膜後，左右位置和大小並非完全相同；腎皮質的血流量明顯高於髓質。輸尿管則以平滑肌蠕動推送尿液。

解題方法

逐一核對各選項中的解剖位置、血流分布及尿液運送機制。特別注意「左右腎等高且大小一致」、「髓質血流較多」及「混和運動」等描述是否符合腎臟生理。

選項分析

• (A) 錯誤。 腎臟位於腹膜後、脊柱兩側，但右腎通常因肝臟占據空間而較左腎低；左右腎的大小也不必然一致。因此「等高且大小一致」不正確。
• **(B) 錯誤。

核心觀念

本題考腎元的功能，以及腎絲球濾過屏障的構造與濾液流向。腎元是腎臟的基本功能單位，尿液形成涉及三個過程：腎絲球過濾、腎小管再吸收、腎小管分泌。

腎絲球濾過屏障由有窗孔的微血管內皮、基底膜及足細胞裂隙膜構成。它讓水和小分子溶質通過，同時限制血球與大部分血漿蛋白質進入濾液。

解題方法

逐項檢視腎元的定義、濾過屏障的特性，以及血液與濾液的流向。關鍵是辨明：未被過濾的血液會由出球小動脈離開腎絲球；進入鮑氏囊的則是腎絲球濾液，不是血漿蛋白質。

選項分析

(A) 正確。 腎元是腎臟的最小功能單位。尿液形成包含腎絲球過濾、腎小管再吸收與腎小管分泌，三者共同決定尿液的成分與體積。

核心觀念

排尿是由膀胱充盈引發的脊髓反射，並受腦幹排尿中樞及大腦皮質調節。膀胱壁牽張受器偵測尿液增加後，訊號傳入薦髓；排尿時副交感神經活化，使逼尿肌收縮、膀胱出口放鬆。外尿道括約肌則由體神經支配，可受意識控制。

幼兒隨神經系統發育，逐漸學會以意識控制外尿道括約肌，約在 2～3 歲開始建立如廁控制能力。

解題方法

先分辨排尿時的自主神經作用：副交感神經促進膀胱排空；交感神經主要促進尿液儲存。接著確認括約肌反應：排尿時外尿道括約肌須放鬆，而非收縮。最後判斷排尿反射是否只能在膀胱未充滿時發生，以及幼兒意識控制能力的發展時程。

選項分析

(A) 錯誤。 排尿主要由副交感神經活化引發，促使逼尿肌收縮並協助尿液排出。交感神經主要參與儲尿，使逼尿肌放鬆、膀胱出口阻力增加；

核心觀念

本題考查各激素對血壓與體液平衡的作用。血壓大致受心輸出量與周邊血管阻力影響；腎臟調節鈉、水排出量，也會改變血容量。心房利鈉胜肽（atrial natriuretic peptide, ANP）由心房在血量或心房壁張力增加時分泌，可促進排鈉、排水並抑制腎素－血管張力素－醛固酮系統，協助降低血容量與血壓。

解題方法

先辨認哪個激素具有降低血壓的調節作用，再判斷其分泌下降會造成什麼變化。若降壓激素減少，原本促進排鈉、排水及抑制升壓系統的作用減弱，血容量與血壓便可能上升。

選項分析

• **(A) 腎上腺素（epinephrine）：錯誤。**腎上腺素可作用於心臟與血管，增加心跳及心肌收縮力，並依受體與血管床產生不同血管效應；其分泌下降不是典型導致高血壓的機轉。

核心觀念

本題考查甲狀腺與腦下垂體之間的負回饋調節。腦下垂體前葉分泌甲促素（TSH），刺激甲狀腺製造並釋放甲狀腺素，主要包括甲狀腺素（T4）與三碘甲狀腺素（T3）。

當血中 T3、T4 上升，會抑制腦下垂體分泌 TSH。因此，典型甲狀腺功能亢進的血液檢查呈現 甲狀腺素偏高、TSH 偏低。

解題方法

先判斷題目描述的是甲狀腺素的變化：甲狀腺功能亢進代表甲狀腺素分泌增加。接著套用負回饋關係：

所以應選擇「TSH 偏低，甲狀腺素偏高」。

選項分析

核心觀念

類固醇激素由膽固醇衍生，具有脂溶性，能穿過細胞膜。它們通常在需要時合成，合成後即擴散離開細胞；進入血液後，則多與載體蛋白結合，以利運送並延長在血液中的停留時間。

類固醇激素的合成與儲存方式不同於胜肽激素：胜肽激素常先合成並儲存在分泌囊泡中，受到刺激後才釋放；類固醇激素通常不會預先儲存在分泌囊泡或細胞核內。

解題方法

辨別各選項是否符合類固醇激素的典型特性，特別留意「儲存位置」與「是否預先儲存」。類固醇激素在細胞內與受體結合後，可影響基因轉錄；這不代表激素合成後會儲存在細胞核中。

選項分析

核心觀念

本題考副甲狀腺素（PTH）對血鈣與血磷恆定的調節，尤其是它在腎臟對磷酸鹽再吸收的直接作用。

PTH 會抑制腎近端小管對磷酸鹽的再吸收，使尿中磷酸鹽排出增加、血磷下降。它也能促進骨質分解、增加血中鈣與磷的釋出，並促進腎臟活化維生素 D；但腎臟排磷的作用有助於避免血磷上升。

解題方法

先看題目問的是 PTH「對調節血液磷酸鹽濃度的直接作用」。判斷重點在腎臟：PTH 降低腎小管對磷酸鹽的再吸收，因此增加磷酸鹽排泄，降低血磷濃度。

選項分析

• (A) 減少噬骨細胞分解骨質：錯誤。 PTH 促進骨吸收，增加骨礦物質釋出；不是減少噬骨細胞分解骨質。
• **(B) 增加血液磷酸鹽濃度：錯誤。

核心觀念

本題考的是激素經口服後能否在消化道中維持活性，並被吸收而產生全身性作用。胜肽或蛋白質激素通常會被胃酸與消化酵素分解，口服生體可用率低；小分子激素則較能耐受消化道環境，部分可經口服吸收。

解題方法

逐一辨認各選項的化學性質與主要給藥途徑：胜肽類激素通常不適合直接口服；若為可口服吸收、且能在人體內發揮作用的激素，便符合題意。

選項分析

• (A) 腎上腺素（epinephrine）：腎上腺素是兒茶酚胺，口服後會在腸道與肝臟受到顯著的代謝失活，首渡效應強，因此口服難以產生顯著全身性效用。

核心觀念

題目考的是小動脈張力的外在控制與局部（內在）控制。外在控制來自神經或循環中的激素等遠端訊號；局部控制則由組織代謝狀態或灌流壓變化引起，調節該組織的小動脈阻力。

非腎上腺非膽鹼性（non-adrenergic, non-cholinergic, NANC）神經元可釋放血管活性物質，例如一氧化氮（NO）、血管活性腸胜肽（VIP）等，使血管平滑肌舒張，因此能透過外在神經控制引發小動脈舒張。

解題方法

先辨認各選項屬於局部調節，還是神經／激素調節。主動性充血與血流自我調節都是典型的局部控制；腎素血管張力素系統主要造成血管收縮；NANC 神經則屬神經控制，且可釋放舒張血管的訊號。因此符合「外在控制引發小動脈舒張」的是 NANC 神經元。

選項分析

核心觀念

心搏量（stroke volume, $SV$）是每次心室收縮所射出的血量：

其中 $EDV$ 為心室舒張末期體積，$ESV$ 為心室收縮末期體積。心搏量主要受三項因素影響：前負荷、心肌收縮力與後負荷。

• 前負荷可用心室舒張末期體積或舒張末期壓力表示。前負荷增加時，心肌纖維被適度拉長，依 Frank–Starling 定律，心肌收縮力與射血量增加。
• 後負荷是心室射血時必須克服的阻力，左心室主要與主動脈壓相關。後負荷增加通常使心搏量下降。
• 心搏量也等於心輸出量除以心跳頻率：$SV = CO/HR$。因此，心跳頻率增加本身不代表每搏射血量會增加。

解題方法

判斷各選項是否增加前負荷、降低後負荷，或以其他方式影響心室射血。題目問「使心搏量增加」，最直接的途徑是增加左心室舒張末期充盈量，也就是增加前負荷。依 Frank–Starling 定律，在正常生理範圍內，心室充盈增加會使下一次收縮射出的血量增加。

選項分析

核心觀念

本題考的是影響微血管液體交換的因素。依史達林力（Starling forces），微血管靜水壓促進液體由血管進入組織，血漿膠體滲透壓則促進液體回到血管；淋巴系統負責回收組織間液及蛋白質。當組織液生成增加、回收減少，或淋巴引流受阻時，就容易形成水腫。

解題方法

逐一判斷各選項對微血管靜水壓、組織膠體滲透壓或淋巴回流的影響：

• 促使液體離開微血管，或妨礙組織液回流，會促成水腫。
• 有助於血液靜脈回流的因素，通常會降低微血管靜水壓、減少組織液滯留，不會造成水腫。

選項分析

(A) 動脈血壓升高：正確。 動脈端壓力升高可提高微血管靜水壓，使更多液體由血管濾出至組織，因而促進水腫。

核心觀念

本題考「發燒與急性期反應如何限制細菌取得生長所需的營養」。鐵是多數細菌生長與代謝所需的微量元素；感染或發炎時，人體會降低血漿中的可利用鐵，形成低鐵血症（hypoferremia），藉此限制細菌增殖。

解題方法

看到「適度發燒」及「降低血漿中某種離子，以抑制細菌活性」，應聯想到感染時的營養免疫反應。發炎細胞激素（尤其是 IL-6）促使肝臟增加合成鐵調素（hepcidin）。鐵調素會使細胞膜上的鐵輸出蛋白 ferroportin 內化、降解，減少腸道吸收細胞與巨噬細胞將鐵釋入血漿，使血漿鐵濃度下降。

因此，題目問的是血漿中被降低、以限制細菌可用資源的離子，答案是鐵離子。

選項分析

核心觀念

本題考神經系統各路徑的主要神經傳遞物質。判斷時要分清楚節前與節後神經元，以及自主神經系統與體運動神經系統的差異：

• 副交感神經節後神經元主要釋放乙醯膽鹼（acetylcholine, ACh）。
• 交感神經節前神經元主要釋放 ACh。
• 體運動神經元在神經肌肉接合處釋放 ACh。
• 腎上腺髓質嗜鉻細胞受交感神經節前纖維刺激；該節前纖維釋放 ACh，作用於嗜鉻細胞的菸鹼型受體。嗜鉻細胞本身主要將兒茶酚胺釋放到血液中，而非釋放 ACh。

解題方法

逐項確認題目列出的是「釋放神經傳遞物質的神經元或細胞」，並注意腎上腺髓質嗜鉻細胞與交感神經節前神經元是不同細胞：

1. 副交感神經節後神經元：釋放 ACh。
2. 交感神經節前神經元：釋放 ACh。
3. 體運動神經元：釋放 ACh。

核心觀念

本題考查下行運動路徑的功能分工。腦幹路徑主要經由網狀脊髓徑、前庭脊髓徑等影響軀幹與近端肢體的肌肉，協助控制姿勢、平衡及大塊肌肉群的收縮；皮質脊髓路徑則較著重於隨意運動，尤其是精細動作。

解題方法

題幹的關鍵詞是「大塊肌肉群收縮」與「維持身體站立姿勢穩定」。這些功能與姿勢及平衡控制相關，主要由腦幹下行路徑負責，因此選腦幹路徑。再排除負責感覺訊息傳遞的背柱與前側脊髓視丘路徑，以及以精細隨意運動為主的側皮質脊髓路徑。

選項分析

• **(A) 腦幹路徑（brainstem pathway）：正確。**網狀脊髓徑與前庭脊髓徑等腦幹下行路徑，參與軀幹、近端肢體的姿勢控制、平衡及較大範圍的肌肉活動，有助維持站立姿勢穩定。
• **(B) 背柱路徑（dorsal column pathway）：錯誤。

核心觀念

本題考呼吸系統除了肺泡與血液間的氧氣、二氧化碳交換外，還有哪些生理功能。肺臟也參與血液中某些物質的代謝、清除，並藉由調節二氧化碳排出量影響血液酸鹼平衡。

解題方法

逐項判斷呼吸系統是否具備題述功能：

• 肺血管內皮可合成或轉換部分激素與生理活性物質。
• 肺循環可攔截血栓或栓子，並參與其溶解。
• 肺可代謝或清除血液中的部分生化物質。
• 呼吸通氣改變二氧化碳排出量，進而調節血液 pH。

因此①②③④皆正確。

選項分析

• ①正確：肺血管內皮細胞具有代謝功能，例如血管張力素轉換酶（ACE）將血管張力素 I 轉換為血管張力素 II；肺也可合成部分生理活性物質。
• ②正確：肺的毛細血管網能攔截進入肺循環的微小血栓或栓子，肺組織中的纖溶作用也能促進血栓溶解。
• ③正確：肺可代謝或清除血液中的部分物質，例如失活緩激肽，並清除部分前列腺素與其他生物胺。

核心觀念

本題考呼吸中樞化學感受器對血液中二氧化碳與氫離子變化的反應。中央化學感受器位於延腦，主要感受腦脊髓液中的氫離子濃度變化；血液中的二氧化碳可穿過血腦障壁進入腦脊髓液，再與水反應生成碳酸及氫離子，使腦脊髓液的 pH 下降，刺激中央化學感受器，增加通氣。

血液中的氫離子本身不易穿過血腦障壁，因此細胞外液的氫離子變化不會像二氧化碳變化那樣直接刺激中央化學感受器。

解題方法

判斷題目所問的刺激因子，先區分「中央」與「周邊」化學感受器：

• 中央化學感受器：主要藉由腦脊髓液 pH 的下降，反映二氧化碳增加。
• 周邊化學感受器：位於頸動脈體與主動脈體，能感受動脈血氧分壓下降，也能感受血液中氫離子增加及二氧化碳增加。

本題問「細胞外液中」何者最容易刺激中央化學感受器。細胞外液的高氫離子不易進入腦脊髓液；低氧則主要由周邊化學感受器感受。

核心觀念

本題考紅血球糖解作用與血紅素氧親和力的調節。紅血球缺乏粒線體，主要仰賴糖解作用產生能量；糖解過程中的 1,3-bisphosphoglycerate 可轉化為 2,3-bisphosphoglycerate（2,3-BPG）。

2,3-BPG 結合血紅素去氧型態的中央空腔，使血紅素較穩定於低氧親和力的構形，因此降低血紅素與氧的親和力，促進氧由血液釋放至組織。以氧解離曲線表示，2,3-BPG 增加會使曲線右移、$P_{50}$ 上升。

解題方法

辨認題目問的是「降低血紅素與氧親和力」的紅血球代謝中間物。此功能由 2,3-BPG 負責；它由糖解中間物 1,3-bisphosphoglycerate 經旁路生成，並非一般糖解主路徑中的 2-或 3-phosphoglycerate。

選項分析

核心觀念

本題考查合成代謝（anabolism）與分解代謝（catabolism）的區別。合成代謝會將較小的分子組合成較大的分子，通常需要消耗能量；分解代謝則將較大的分子拆解成較小的分子，並常伴隨能量釋出或捕捉。

解題方法

逐一辨認各代謝途徑的反應方向：凡是將單體或小分子合成較大儲存分子的途徑，屬於合成代謝；凡是拆解葡萄糖或脂肪酸以供能，則屬於分解代謝。肝醣合成（glycogenesis）將葡萄糖單位連結成肝醣，符合合成代謝的定義。

選項分析

• (A) glycolysis：錯誤。 糖解作用將葡萄糖分解成丙酮酸（或在無氧條件下形成乳酸），並產生 ATP，屬於分解代謝。

核心觀念

本題考查糖質新生（gluconeogenesis）的前驅物、主要作用組織，以及粒線體與細胞質之間的代謝物運輸。

糖質新生主要在肝臟進行，長時間禁食時腎臟也能參與。它可由乳酸、甘油及生糖胺基酸等前驅物合成葡萄糖。丙酮酸羧化酶（pyruvate carboxylase）位於粒線體，受 acetyl-CoA 活化；草醯乙酸（oxaloacetate, OAA）則不能直接穿越粒線體內膜。

解題方法

逐一核對各選項的組織位置、前驅物身分與代謝物運輸：

1. Cori cycle 的乳酸在肌肉形成，運至肝臟後轉為葡萄糖。
2. 判斷丙酮酸羧化酶的調節因子。
3. 區分可進入糖質新生的碳源與不能淨生成葡萄糖的物質。
4. 核對 OAA 是否能直接跨越粒線體內膜。

選項分析

(A) 錯誤。 Cori cycle 中，肌肉在無氧糖解時產生乳酸；乳酸經血液送至肝臟，由肝臟進行糖質新生並合成葡萄糖，再送回周邊組織使用。因此糖質新生的主要步驟發生於肝臟，不是肌肉。

核心觀念

丙酮酸羧化酶（pyruvate carboxylase）催化糖質新生的重要旁路反應，將丙酮酸羧化成草醯醋酸：

此酵素需要**生物素（biotin）**作為輔酵素，暫時攜帶二氧化碳，再將其轉移至丙酮酸。此反應發生於粒線體基質；丙酮酸羧化酶也受乙醯輔酶 A 活化。

解題方法

辨認反應類型即可作答：丙酮酸羧化酶進行的是羧化反應，也就是把二氧化碳加到丙酮酸上。生物素常作為羧化酶的二氧化碳載體，因此本題選生物素。

選項分析

核心觀念

本題考查進食後的葡萄糖在不同組織中的代謝去向，重點是各組織利用葡萄糖的能力，以及肝臟在進食狀態下如何處理過量的葡萄糖。

進食後血糖上升，胰島素分泌增加，促進葡萄糖進入可受胰島素調控的組織，並推動肝臟合成肝醣與脂肪。葡萄糖可經糖解作用生成丙酮酸；丙酮酸進入粒線體後，可氧化產生 ATP，也能轉化為脂肪酸合成所需的原料。

解題方法

逐一判斷各組織能否利用葡萄糖，以及該組織是否能將葡萄糖用於選項所述途徑。腦部可氧化葡萄糖；紅血球沒有粒線體，仍可進行糖解作用；脂肪組織可利用葡萄糖提供合成三酸甘油酯所需的甘油骨架。判斷肝臟選項時，則要注意「優先」一詞：進食後肝臟會先將葡萄糖用於氧化及肝醣合成，只有在肝醣儲存充足、葡萄糖供應過多時，才增加脂肪酸合成。

選項分析

(A) 在腦部可被氧化而產生 ATP：正確。 腦部在一般生理狀態下主要以葡萄糖作為能量來源。葡萄糖經糖解作用形成丙酮酸，接續經粒線體中的檸檬酸循環與氧化磷酸化產生 ATP。

核心觀念

本題考脂肪酸進行 $\beta$ 氧化前的活化與運送。脂肪酸先由脂肪酸活化酶轉成脂醯輔酶 A（fatty acyl-CoA），再透過肉鹼穿梭系統進入粒線體基質，供 $\beta$ 氧化使用。

活化反應為：

這一步消耗一分子 ATP，但 ATP 由 ATP 轉成 AMP，等同消耗兩個高能磷酸鍵。

解題方法

依序辨別「活化」與「運送」兩個步驟：脂肪酸活化需要 fatty acyl-CoA synthetase 與 ATP；長鏈脂醯輔酶 A 則透過肉鹼穿梭系統跨越粒線體內膜。若選項把活化、肉鹼結合位置、粒線體區室或調控方式混為一談，即為錯誤。

選項分析

• **(A) 錯誤。**脂肪酸轉成 fatty acyl-CoA 是「活化」，不是為了降低活化能。脂肪酸活化後也不能直接穿越粒線體內膜；長鏈脂肪酸須經肉鹼穿梭系統運送。
• **(B) 正確。

核心觀念

本題考酮體的合成部位、合成原料、種類，以及肝外組織如何利用酮體。人體主要的酮體有乙醯乙酸（acetoacetate）、β-羥丁酸（β-hydroxybutyrate）與丙酮（acetone）。其中 β-羥丁酸在化學分類上不是酮，但生理學上仍列為酮體。

酮體主要在肝細胞的粒線體中，由脂肪酸 β-氧化產生的 acetyl-CoA 合成。肝臟將酮體釋放到血液，供肝外組織利用；肝臟本身缺少利用酮體所需的關鍵酵素，因此不能有效利用自己製造的酮體。

解題方法

先確認兩個關鍵：酮體合成發生在肝細胞粒線體；肝外組織利用酮體時，會將其轉成 acetyl-CoA，再送入檸檬酸循環。

合成路徑可概括如下：

acetoacetate 接著可還原成 β-hydroxybutyrate，或脫羧形成 acetone。肝外組織則將 acetoacetate 轉成 acetoacetyl-CoA，再分解為 acetyl-CoA 進入檸檬酸循環。依此逐項檢查選項中的部位、原料、產物名稱與利用方式。

選項分析

核心觀念

脂聯素（adiponectin）是由脂肪細胞分泌的脂肪激素，可作用於骨骼肌與肝臟，參與調節葡萄糖與脂質代謝。其重要代謝作用包括促進脂肪酸氧化、提高胰島素敏感性；血中脂聯素濃度通常與體脂量呈負相關，肥胖者濃度往往較低。

解題方法

先辨認脂聯素的來源，再比對其典型代謝作用與肥胖時的濃度變化。脂聯素由脂肪組織分泌，能促進骨骼肌脂肪酸 β-氧化；食慾調控及肥胖者血中濃度偏高，都不是它的典型作用或變化。

選項分析

核心觀念

本題考脂質代謝中維生素作為輔酶或輔因子的形式，以及它們參與的反應。判斷重點有三組：

• 泛酸是輔酶 A（CoA）的組成部分，CoA 參與脂肪酸合成與分解中的醯基轉移。
• 生物素參與羧化反應；奇數碳脂肪酸分解產生的 propionyl-CoA，會經羧化後轉為 succinyl-CoA。
• 維生素 B₁₂ 的不同輔酶形式各有用途：methylcobalamin 參與甲硫胺酸合成酶反應；adenosylcobalamin（deoxyadenosylcobalamin）則參與 methylmalonyl-CoA 的重排。
• 脂肪酸 β-氧化第一步由 acyl-CoA dehydrogenase 催化，使用 FAD，而非 FMN。

解題方法

先抓住奇數碳脂肪酸分解的關鍵路徑，再核對各選項所列的輔酶形式與反應是否相符：

核心觀念

本題考脂肪酸新生合成（fatty acid synthesis）的酵素與輔酶。脂肪酸合成酶複合體（fatty acid synthase, FAS）含有醯基載體蛋白（acyl carrier protein, ACP）；ACP 以**磷酸泛醯巰基乙胺（4′-phosphopantetheine）**作為擺動的載體基團，協助攜帶生長中的脂肪酸鏈。

解題方法

逐一核對脂肪酸合成的三項關鍵：延長單位、還原力來源，以及羧化反應所需輔酶。

脂肪酸合成以乙醯輔酶 A（acetyl-CoA）作為起始單位，並以丙二醯輔酶 A（malonyl-CoA）提供延長所需的兩個碳。每輪延長後，經兩次還原反應，消耗兩分子 NADPH。丙二醯輔酶 A 則由乙醯輔酶 A 羧化生成，反應需要生物素。

核心觀念

本題考胺基酸分解後碳骨架的去向，以及支鏈胺基酸代謝缺陷。胺基酸分解時，含氮部分通常先以氨或尿素形式移除；剩餘的碳骨架則可進入三羧酸循環，或形成葡萄糖、酮體相關產物。

解題方法

逐一比對各胺基酸的代謝途徑與終產物，並特別分辨「攝入過多」與「代謝酵素缺陷」：楓糖尿症的根本原因是支鏈胺基酸分解途徑受阻，並非單純攝取量過高。

選項分析

• (A) 正確。 精胺酸（arginine）經精胺酸酶（arginase）作用，產生鳥胺酸（ornithine）與尿素（urea）。鳥胺酸後續可轉為麩胺酸半醛及 $\alpha$-酮戊二酸，完成通往麩胺酸（glutamate）的代謝。因此，精胺酸代謝為麩胺酸的過程會解離出尿素。

核心觀念

本題考維生素 B₆ 活性型輔酶磷酸吡哆醛（pyridoxal phosphate, PLP）參與的胺基酸代謝反應。PLP 常作為胺基轉移酶與胺基酸脫羧酶的輔酶；但胺基酸的氧化脫胺也可能由谷胺酸去氫酶催化，使用 NAD⁺ 或 NADP⁺ 作為電子受體。

解題方法

先辨認各選項的反應類型與酵素：

• 脫羧反應通常由 PLP 依賴型脫羧酶催化。
• 谷胺酸氧化脫胺生成 α-酮戊二酸，則由谷胺酸去氫酶催化，所需輔酶為 NAD⁺ 或 NADP⁺。

因此，找出由谷胺酸去氫酶催化的選項，即可判斷哪個反應不需要 PLP。

選項分析

• (A) glutamate 生成 α-ketoglutarate：正確答案。 此反應是谷胺酸氧化脫胺，產生 α-酮戊二酸與氨，並以 NAD⁺ 或 NADP⁺ 為電子受體；不需要 PLP。
• (B) histidine 生成 histamine：錯誤。 組織胺由組胺酸脫羧酶催化，移除羧基生成 histamine，該脫羧反應需要 PLP。

核心觀念

本題考查 HMG-CoA 在不同代謝路徑中的用途，以及 HMG-CoA lyase 所在的細胞區室。HMG-CoA（3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA）是重要的代謝中間產物；依路徑與細胞區室不同，可參與酮體生成、膽固醇合成及輔酶 Q10 合成。

HMG-CoA lyase 催化 HMG-CoA 裂解，產生乙醯乙酸與乙醯輔酶 A。此酵素參與肝臟的酮體生成，也參與白胺酸（leucine）的分解；這些反應在粒線體基質中進行。

解題方法

判斷關鍵是把 HMG-CoA 分成兩個區室來記：

• 細胞質：HMG-CoA 經 HMG-CoA reductase 生成 mevalonate，進入甲羥戊酸途徑，供膽固醇及其他異戊二烯類產物合成。
• 粒線體基質：HMG-CoA lyase 將 HMG-CoA 裂解為乙醯乙酸與乙醯輔酶 A，與酮體生成及白胺酸分解有關。

因此，選項中若把 HMG-CoA lyase 所在位置說成細胞質，即與其代謝功能不符。

核心觀念

Trypsin（胰蛋白酶）由胰臟以無活性的前驅物 trypsinogen（胰蛋白酶原）分泌，避免消化酵素在胰臟內提早活化而造成自體消化。Trypsinogen 進入十二指腸後，由腸黏膜刷狀緣的 **enteropeptidase（腸激酶，又稱 enterokinase）**切除其活化胜肽，轉變為有活性的 trypsin。

解題方法

判斷關鍵是辨認 trypsinogen 的活化位置與活化方式：它在小腸腔內經 enteropeptidase 水解後活化，屬於酵素切除胜肽、活化酵素原的過程，不是結合離子、形成二聚體或磷酸化。

活化後的 trypsin 也能進一步活化其他胰臟消化酵素原，並可促進更多 trypsinogen 活化，形成消化酵素活化的級聯反應。

選項分析

核心觀念

本題考胺基酸在生理酸鹼環境中的淨電荷判斷。酸性胺基酸的側鏈含有可解離的羧基，在 pH 7.0 時通常帶負電；鹼性胺基酸的側鏈則多帶正電。

解題方法

比較溶液 pH 與胺基酸各可解離基團的 $pK_a$：當 $pH > pK_a$，酸性基團傾向解離並帶負電；當 $pH < pK_a$，鹼性基團傾向接受質子並帶正電。天門冬胺酸的側鏈羧基 $pK_a$ 約為 4，在 pH 7.0 時已解離成 $-\mathrm{COO^-}$，因此其側鏈帶負電。

選項分析

核心觀念

DNA 甲基化是表觀遺傳調控的一種方式。真核細胞中，最常見的是將甲基加到 胞嘧啶（cytosine）第 5 位碳，形成 5-甲基胞嘧啶（5-methylcytosine）。此修飾常見於 DNA 中的 CpG 位點；基因啟動子區域的 CpG 位點甲基化增加時，通常會抑制基因轉錄。

解題方法

題目問甲基化作用在哪種核苷。掌握 DNA 甲基化的典型受質即可判斷：甲基主要修飾胞嘧啶，形成 5-甲基胞嘧啶，因此選 cytidylate。

選項分析

核心觀念

本題考遺傳密碼的幾項特性：簡併性（degeneracy）、普遍性（universality）、不重疊性（non-overlapping）與連續性（comma-less）。

遺傳密碼以 mRNA 上每三個核苷酸為一組形成一個密碼子（codon），指定一種胺基酸或終止訊號。多個不同密碼子可指定同一種胺基酸，稱為簡併性；一般而言，一個密碼子只指定一種胺基酸，稱為無歧義性。

解題方法

逐項核對選項是否正確描述遺傳密碼的定義：

• 多個密碼子指定同一胺基酸，是簡併性。
• 遺傳密碼在不同生物間大致相同，具有普遍性；少數例外包括粒線體密碼。
• 密碼子通常依序讀取，不共用核苷酸，屬於不重疊。
• 密碼子之間沒有額外的分隔符號，屬於連續讀取（comma-less）。

選項分析

核心觀念

本題考嘌呤（purine）從頭合成時，嘌呤環各原子的來源。嘌呤環由甘胺酸、麩醯胺酸、天門冬胺酸、二氧化碳及甲酸提供原子；丙胺酸不提供嘌呤環中的氮。

解題方法

題目問的是「嘌呤生合成環狀結構中氮的來源」，因此聚焦在嘌呤環的四個氮原子：N1、N3、N7、N9。依原子來源對照，N1 來自天門冬胺酸，N3 與 N9 來自麩醯胺酸，N7 則來自甘胺酸。

核心觀念

本題考查真核生物轉譯作用的三個階段：起始、延伸與終止。延伸時，核糖體依序讀取 mRNA 密碼子，將胺基酸接到正在合成的多胜肽上；核糖體每次移動一個密碼子，也就是三個核苷酸。

解題方法

先辨認各選項描述的階段與分子，再核對其功能：

• 起始胺基酸：原核生物通常以甲醯甲硫胺酸起始；真核生物則以甲硫胺酸起始。
• 延伸：新胺基酸接到延長中的多胜肽上，核糖體沿 mRNA 以一個密碼子為單位移動。
• 終止：釋放因子辨認終止密碼子，促使多胜肽從核糖體釋出；此步驟不需以 ATP 水解多胜肽。

選項分析

(A) 錯誤。 原核生物的起始胺基酸通常是甲醯甲硫胺酸（formyl methionine，fMet）；真核生物的起始胺基酸是甲硫胺酸（methionine，Met），並非兩者皆為 fMet。

核心觀念

這題考的是異三聚體 G 蛋白的活化步驟。靜止狀態下，G 蛋白的 $\alpha$ 次單元與 GDP 結合；受體受到訊號刺激後，促使 GDP 脫離，改由 GTP 結合。結合 GTP 的 G 蛋白便進入活化狀態，接著調節下游效應器，例如 adenylate cyclase。

解題方法

依題幹中的「依序」判斷兩個步驟：

1. G 蛋白先以 GTP 取代 GDP，完成活化。
2. 活化的 G 蛋白再與效應器 adenylate cyclase 作用，傳遞訊息。

因此，正確順序是「GTP；adenylate cyclase」。

選項分析

• (A) GTP；adenylate cyclase：正確。 GTP 與 G 蛋白結合使其活化，之後活化的 G 蛋白調節 adenylate cyclase。

核心觀念

此題考胺基酸代謝中的轉硫作用：同半胱胺酸（homocysteine）與絲胺酸（serine）縮合，生成胱硫醚（cystathionine）。催化此反應的酵素為胱硫醚 β 合成酶（cystathionine β-synthase，CBS），其輔酶是磷酸吡哆醛（pyridoxal phosphate，PLP），即維生素 B₆ 的活性形式。

反應可表示為：

解題方法

先辨認題目所述的反應：homocysteine 轉成 cystathionine，屬於含硫胺基酸代謝的轉硫途徑。接著依酵素名稱判斷輔酶：cystathionine β-synthase 屬於 PLP 依賴性酵素，故選 PLP。

選項分析

核心觀念

本題考查以酵素活性評估維生素營養狀況。維生素 B1（硫胺素）在細胞內轉變為活性輔酶硫胺素焦磷酸（thiamine pyrophosphate, TPP），參與轉酮酶（transketolase）催化的反應。紅血球轉酮酶活性及加入 TPP 前後的活性變化，可用來評估硫胺素狀態。

解題方法

辨認各選項所需的維生素輔酶，再找出與 B1／TPP 對應的酵素：

• TPP 是轉酮酶的輔酶，因此轉酮酶活性可反映 B1 是否充足。
• 臨床評估時，常比較紅血球轉酮酶在未添加及添加 TPP 時的活性；缺乏 B1 時，補加 TPP 後活性上升幅度較大。

選項分析

• (A) kynureninase：錯誤。 犬尿氨酸酶參與色胺酸分解代謝，需維生素 B6 活性型輔酶磷酸吡哆醛（PLP），不是 B1。

核心觀念

本題考查非競爭性抑制對酵素動力學參數的影響。依照理想的純非競爭性抑制模型，抑制劑能與游離酵素或酵素－受質複合體結合，且兩者的結合能力相同。這會減少可參與催化的有效酵素量，但不改變酵素與受質的親和性。

米氏方程式為：

其中，$V_{\max}$ 是最大反應速率，$K_m$ 是反應速率達到 $V_{\max}/2$ 時的受質濃度。

解題方法

純非競爭性抑制降低可用酵素的有效濃度，因此最大反應速率下降。受質仍與酵素正常結合，達到半最大速率所需的受質濃度不變，因此 $K_m$ 不變。

也可由雙倒數圖判斷：純非競爭性抑制使 $1/V_{\max}$ 上升，但 $-1/K_m$ 不變，亦即 $V_{\max}$ 下降、$K_m$ 不變。

選項分析

核心觀念

酵素的酸／鹼催化，是活性中心中的胺基酸側鏈提供或接受質子，以促進底物鍵結的形成或斷裂。適合參與此類催化的側鏈，通常具有可解離、可接受或可供出質子的官能基；其酸鹼性質也會受活性中心微環境影響。

解題方法

逐一比較各胺基酸側鏈是否具有能參與質子轉移的官能基：

• 組胺酸的咪唑基可在生理 pH 附近接受或供出質子，是常見的酸／鹼催化基團。
• 天門冬胺酸的羧基可供出質子，羧酸根也可接受質子。
• 離胺酸的 ε-胺基可接受質子，也能在適當條件下供出質子。
• 甲硫胺酸的側鏈是硫醚，通常不具適合一般酵素酸／鹼催化的可解離質子，也不是典型的質子供體或受體。

因此，不能作為此類酸／鹼催化活性中心的是甲硫胺酸。

選項分析

核心觀念

丙酮酸去氫酶複合體（pyruvate dehydrogenase complex, PDH complex）將丙酮酸氧化脫羧，生成乙醯輔酶 A，並把糖解作用與檸檬酸循環連接起來。反應需要五種輔酶，分別源自五種維生素：

解題方法