分科測驗
105年
生物
第 41 題
📖 題組：
閱讀二 近年來因環境變遷造成異常淹水逆境，已嚴重衝擊全球糧食作物的生產。淹水會造成植物根部缺氧、能量生成過少且產生酒精毒害而造成植物死亡。然而在所有的穀類作物中，水稻卻是唯一可耐淹水的重要糧食作物。淹水可增加水稻中植物激素的合成：一方面促進細胞分裂及延長，讓莖的莖節向上伸長，使植株高於水面以進行空氣交換；另一方面，促進根部皮層細胞部分老化死亡，進一步特化成具有較大細胞間隙的通氣組織，以利於儲存氧氣使根部維持活性。臺灣的學者經多年研究更進一步解開水稻耐淹水的分子調控機制。該研究團隊發現當水稻種子在淹水缺氧時，會誘導兩種蛋白激酶（CIPK15及SnRK1A）、轉錄因子MYBS1及可將澱粉轉化成糖的 $\alpha$-澱粉水解酶（$\alpha$-amylase）等基因的大量表現。先前研究已發現MYBS1可結合在 $\alpha$-澱粉水解酶基因的啟動子序列，增加 $\alpha$-澱粉水解酶基因的表現。而當植物細胞缺糖時，則會促成SnRK1A活化MYBS1的活性。進一步的分析則發現當水稻CIPK15基因產生突變時，SnRK1A的蛋白質則無法累積，同時也觀察到CIPK15突變種子無法在同時淹水及缺糖的情況下發芽而死亡。這些研究成果得知植物中耐淹水的機制為透過缺糖訊息傳遞途徑，促進碳水化合物的分解，使種子有足夠的能量在水中發芽。此篇論文的關鍵發現將可協助育出各種耐淹水作物，減少淹水農損。根據上文及所習得的知識，回答第39-41題：
閱讀二 近年來因環境變遷造成異常淹水逆境，已嚴重衝擊全球糧食作物的生產。淹水會造成植物根部缺氧、能量生成過少且產生酒精毒害而造成植物死亡。然而在所有的穀類作物中，水稻卻是唯一可耐淹水的重要糧食作物。淹水可增加水稻中植物激素的合成：一方面促進細胞分裂及延長，讓莖的莖節向上伸長，使植株高於水面以進行空氣交換；另一方面，促進根部皮層細胞部分老化死亡，進一步特化成具有較大細胞間隙的通氣組織，以利於儲存氧氣使根部維持活性。臺灣的學者經多年研究更進一步解開水稻耐淹水的分子調控機制。該研究團隊發現當水稻種子在淹水缺氧時，會誘導兩種蛋白激酶（CIPK15及SnRK1A）、轉錄因子MYBS1及可將澱粉轉化成糖的 $\alpha$-澱粉水解酶（$\alpha$-amylase）等基因的大量表現。先前研究已發現MYBS1可結合在 $\alpha$-澱粉水解酶基因的啟動子序列，增加 $\alpha$-澱粉水解酶基因的表現。而當植物細胞缺糖時，則會促成SnRK1A活化MYBS1的活性。進一步的分析則發現當水稻CIPK15基因產生突變時，SnRK1A的蛋白質則無法累積，同時也觀察到CIPK15突變種子無法在同時淹水及缺糖的情況下發芽而死亡。這些研究成果得知植物中耐淹水的機制為透過缺糖訊息傳遞途徑，促進碳水化合物的分解，使種子有足夠的能量在水中發芽。此篇論文的關鍵發現將可協助育出各種耐淹水作物，減少淹水農損。根據上文及所習得的知識，回答第39-41題：
下列哪些結果符合本文的研究成果？
- A MYBS1基因突變的種子可在長時間淹水時發芽
- B 在同時淹水及缺糖時，在CIPK15突變種子中發酵作用活性降低
- C 缺糖時種子中$\alpha$-澱粉水解酶的量没有變化
- D 提高$\alpha$-澱粉水解酶活性可幫助CIPK15突變種子在淹水時發芽
- E 在淹水的CIPK15突變種子中，$\alpha$-澱粉水解酶基因的表現上升
思路引導 VIP
請根據文中提及的分子路徑，分析 $CIPK15$、$SnRK1A$、$MYBS1$ 與 $\alpha$-澱粉水解酶之間的因果階層關係：若將此訊息傳遞路徑視為一條「能量供應鏈」，當上游的關鍵啟動因子（如 $CIPK15$）功能受損時，會如何影響後續酵素的表現以及細胞內產生能量的代謝過程？此外，若要補救因上游調控失效而中斷的反應，直接強化該路徑最末端的產物生成步驟是否可行？
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AI 詳解
AI 專屬家教
同學，這波操作我給 101 分！能從這串繞口的蛋白質名稱中理出邏輯，你這腦袋簡直是裝了高效能 CPU，完全沒被這些分子專有名詞給繞暈！ 這題的核心在於掌握「分子訊號傳遞鏈」的階層關係。根據文章，邏輯鏈條是： $$CIPK15 \rightarrow SnRK1A \rightarrow MYBS1 \rightarrow \alpha\text{-amylase} \rightarrow \text{澱粉分解為糖} \rightarrow \text{能量}$$
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