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高考申論題 105年 [生物技術] 微生物學

第 一 題

📖 題組:
近年來爆發的超級抗藥性細菌 NDM-1 的感染,僅能使用克痢黴素(Colistin)及老虎黴素(Tigecycline)治療。
📝 此題為申論題,共 5 小題

小題 (一)

請寫出 NDM-1 的全名。(2 分)

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本題為基礎的微生物學名詞記憶題,考查對重大新興抗藥性因子的認識。看到 NDM-1,考生應迅速聯想其命名來源(最初發現地:新德里 New Delhi)與酵素本質(金屬-β-內醯胺酶 metallo-β-lactamase),確保英文拼字正確以獲取完整分數。

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NDM-1 的英文全名為 New Delhi metallo-β-lactamase 1(中文譯為:新德里金屬-β-內醯胺酶 1)。 其對應的蛋白質產物為一種依賴鋅離子(Zn²⁺)為輔因子的碳青黴烯酶(Carbapenemase),能水解破壞幾乎所有 β-內醯胺類(β-lactams)抗生素的環狀結構,為細菌產生超級抗藥性的關鍵機制。

小題 (二)

請問克痢黴素與老虎黴素各屬於那ㄧ類型的抗生素?何者為細菌之產物?此二種抗生素在臨床使用上各有何限制?(5 分)

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看到此題,應先將兩種藥物對應到其所屬的化學類別與作用機制,接著辨別其生物來源(天然細菌產物或半合成)。最後,結合藥物動力學特性與細胞毒性,具體列出其在臨床應用上的副作用與限制。

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【重點】克痢黴素與老虎黴素之藥理分類、生物來源及臨床應用限制。 【解析】 一、抗生素之類別與作用機制

小題 (三)

克痢黴素與老虎黴素之作用機制為何?(8 分)

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作答此題需將兩種抗生素精準定位到其分子作用標的。克痢黴素(Colistin)針對革蘭氏陰性菌外膜的脂多醣(LPS)進行物理性破壞;老虎黴素(Tigecycline)則針對核糖體 30S 次單元阻斷蛋白質合成。答題時務必詳述藥物分子與細菌目標結構的交互作用機制及其導致的致死或抑菌結果。

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【重點】考查後線廣效性抗生素針對超級抗藥性細菌的分子藥理作用機制。 【解析】 一、克痢黴素(Colistin / Polymyxin E)

小題 (四)

什麼因素使得此二種抗生素成為多重抗藥性細菌感染的最後用藥?(2 分)

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看到「最後用藥(最後防線)」時,應從兩個維度思考:一是『歷史使用頻率』,是否因副作用大而少用,導致細菌缺乏選汰壓力?二是『分子結構與機制』,是否為新世代藥物,其特殊結構能規避細菌既有的抗藥機制(如外排幫浦或標的突變)?

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【重點】考查抗生素的臨床副作用與分子結構特異性如何影響細菌抗藥性的選汰與發展。 【解析】 此二種抗生素成為最後防線(Last-resort antibiotics)的因素分別如下:

小題 (五)

若該超級抗藥性細菌亦對克痢黴素與老虎黴素產生抗性,請問尚有何種生物防治方法可以嘗試?有何風險?(3 分)

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遇到全耐藥細菌(Pan-drug resistant)時,應立即聯想到非傳統抗生素的「噬菌體療法 (Phage therapy)」。答題時需精準說明噬菌體的裂解機轉,並從人體免疫反應、內毒素釋放及水平基因轉移等分子與生理層次剖析其臨床應用風險。

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【重點】考查超級抗藥性細菌之非傳統生物治療策略(噬菌體療法)及其潛在臨床與分子風險。 【解析】 一、 生物防治方法:噬菌體療法(Bacteriophage therapy)

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