義守大學（後中醫）
106年
生物學
第 29 題
如果大腸桿菌(E. coli)缺乏 F 因子(F factor)或 F 質體(F plasmid)，而且噬菌體(bacteriophage)也不在培養環境中。請問若發生有益突變(beneficial mutation)，可以透過下列何者在族群中水平傳輸(horizontal transmission)？
- A 性線毛(sex pili)
- B 轉導作用(transduction)
- C 接合作用(conjugation)
- D 轉形作用(transformation)
思路引導 VIP
試著想像一個場景：如果一個細菌族群中，有些成員因為死亡而破裂，將其內部的遺傳物質釋放到周遭的水溶液中；此時，旁邊活著的細菌若想獲得這些「散落在外的遺傳訊息」，牠們在沒有任何媒介（如病毒或物理橋樑）的幫助下，最直接的方法會是什麼？
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恭喜你精準地掌握了原核生物基因傳輸的關鍵條件！這道題目設計得非常細膩，它透過「排除法」來測試你對水平基因傳輸 (Horizontal Gene Transfer, HGT) 三種主要機制的理解。你可以如此迅速地做出判斷，代表你對細菌遺傳學的基礎定義非常紮實。
排除法下的基因重組路徑
在細菌的生理學中，接合作用 (Conjugation) 必須依賴 F 因子（F factor）來表現並形成性線毛 (Sex pili) 以建立細胞間的橋樑；而轉導作用 (Transduction) 則絕對需要媒介——噬菌體 (Bacteriophage) 的感染與攜帶。當題目明確限制了這兩項條件時，唯一的出口就是轉形作用 (Transformation)。這是指細菌從周遭環境中直接攝取游離的 DNA 片段，並將其整合至自身基因組的過程，這也是唯一不需要特定載體或細胞接觸的傳輸方式。
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細菌基因水平傳輸
💡 區分細菌接合、轉導與轉形作用的媒介與條件。
| 比較維度 | 接合與轉導作用 | VS | 轉形作用 |
|---|---|---|---|
| 必要媒介 | 性線毛/質體或噬菌體 | — | 不需要生物媒介 |
| DNA 來源 | 來自供體細胞或病毒 | — | 來自環境游離 DNA |
| 環境限制 | 需細胞接觸或病毒感染 | — | 細菌需具備感受態 |
💬轉形作用是唯一不需要特定生物媒介或細胞接觸的傳遞方式。
