免費開始練習
高考申論題 105年 [生物技術] 生物化學

第 一 題

📖 題組：
DNA、RNA 是核苷酸經由糖-磷酸主鏈的生成而形成的核苷酸聚合物。請說明： (一)核苷酸中的糖所扮演的功能？（4 分） (二)核苷酸中的糖為何是核糖（ribose），而不是葡萄糖（glucose）？（4 分） (三) DNA 的 2-脫氧核糖（2-deoxyribose）與 RNA 的核糖（ribose），造成了這兩種聚合物那些不同的特性及功能？（7 分）
📝 此題為申論題，共 3 小題

小題 (一)

核苷酸中的糖所扮演的功能？（4 分）

思路引導 VIP

考生看到此題應首先在腦海中勾勒出核苷酸的三元化學結構（含氮鹼基、五碳糖、磷酸基團）。接著從化學鍵結（N-醣苷鍵、磷酸雙酯鍵）與空間構型的角度，說明五碳糖如何作為分子間的「橋樑」，並建構出具方向性且熱力學穩定的親水性骨架。

🤖
AI 詳解
AI 專屬家教

【破題】核苷酸中的五碳糖主要扮演「結構中樞（Scaffold）」的角色，為核酸聚合物提供物理化學上的骨架支撐與化學方向性。 【論述】 一、作為結構中樞（連結中樞）：在化學結構上，糖分子的 C1' 透過 β-N-醣苷鍵（β-N-glycosidic bond）連結含氮鹼基，而 C5' 與 C3' 的羥基則用以連結磷酸基團。它將負責攜帶資訊的鹼基與帶負電的磷酸基團穩定結合。

小題 (二)

核苷酸中的糖為何是核糖（ribose），而不是葡萄糖（glucose）？（4 分）

思路引導 VIP

看到這題，首先要從「結構化學」與「空間位阻」的角度切入。比較五碳糖（核糖）與六碳糖（葡萄糖）的環狀結構差異（呋喃環 vs. 吡喃環），並結合核酸聚合物的立體構型（如雙螺旋），說明核糖在構象彈性（puckering）與熱力學穩定性上的優勢。

🤖
AI 詳解
AI 專屬家教

【破題】核糖（五碳糖）取代葡萄糖（六碳糖）作為核酸骨架，主要基於立體化學的空間位阻考量與聚合物構型的熱力學穩定性。 【論述】 一、 空間位阻與結構緊密性（Steric Hindrance）：葡萄糖為六碳糖，在水溶液中主要形成龐大的六元環（吡喃環，pyranose）；而核糖為五碳糖，形成較小的五元環（呋喃環，furanose）。若以葡萄糖作為核酸骨架，其龐大的體積會產生極大的空間位阻，使得相鄰的鹼基無法緊密排列（會嚴重干擾 Base stacking 效應），難以形成穩定的雙螺旋或複雜的折疊結構。

小題 (三)

DNA 的 2-脫氧核糖（2-deoxyribose）與 RNA 的核糖（ribose），造成了這兩種聚合物那些不同的特性及功能？（7 分）

思路引導 VIP

看到此題，應立即聯想生化核心法則『結構決定功能』。先從化學層面切入（2'-OH 造成的親核攻擊與自發性水解機制），再探討物理化學層面的立體構象差異（C3'-endo 形成 A-form vs C2'-endo 形成 B-form），最後將這些理化特性對應到 DNA 作為長期遺傳庫與 RNA 作為短期信使及催化劑（Ribozyme）的生物學功能。

🤖
AI 詳解
AI 專屬家教

【破題】 核糖 2'-碳上羥基（-OH）的有無，是決定 RNA 與 DNA 在熱力學穩定性、立體構象（空間拓樸）以及後續生物學功能差異的根本化學基礎。 【論述】

📝 同份考卷的其他題目

查看 105年[生物技術] 生物化學 全題

升級 VIP 解鎖