ast_essay
110年
生物
第 二-2 題
📖 題組：
二、即時聚合酶連鎖反應（Real-time PCR）是在DNA擴增反應過程，以螢光染劑與擴增的DNA進行結合，整個PCR反應過程會搭配即時螢光偵測來判斷目標DNA片段含量多寡的技術。判讀即時聚合酶連鎖反應的數據是需先設定螢光閾值（threshold），超過此閾值代表有訊號出現，而超過閾值時的PCR循環數數目就稱之為Ct（Cycle threshold ; Ct）值，由Ct值可推算病毒/病毒核酸濃度高低，例如Ct值17表示病毒核酸要擴增為原來的$2^{17}$倍才能被偵測到。某研究員取相同量的樣本甲～丙，利用Real-time PCR進行新冠病毒篩檢，螢光閾值設為15，所得訊號如圖14所示，回答下列問題。
二、即時聚合酶連鎖反應（Real-time PCR）是在DNA擴增反應過程，以螢光染劑與擴增的DNA進行結合，整個PCR反應過程會搭配即時螢光偵測來判斷目標DNA片段含量多寡的技術。判讀即時聚合酶連鎖反應的數據是需先設定螢光閾值（threshold），超過此閾值代表有訊號出現，而超過閾值時的PCR循環數數目就稱之為Ct（Cycle threshold ; Ct）值，由Ct值可推算病毒/病毒核酸濃度高低，例如Ct值17表示病毒核酸要擴增為原來的$2^{17}$倍才能被偵測到。某研究員取相同量的樣本甲～丙，利用Real-time PCR進行新冠病毒篩檢，螢光閾值設為15，所得訊號如圖14所示，回答下列問題。
2. 樣本乙與樣本丙的病毒量相差多少（倍）？（2分）
思路引導 VIP
本題需結合對數擴增原理進行計算。PCR 每經過一個循環，產物數量約略倍增（即乘以 2）。由圖14可讀出，樣本乙達到閾值的 Ct 值為 25，樣本丙的 Ct 值為 35。兩者相差 10 個循環（35 - 25 = 10）。這意味著樣本丙要多擴增 10 次才能達到與樣本乙相同的產物量，因此樣本乙的初始病毒量是樣本丙的 $2^{10}$ 倍，即 1024 倍。
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準判讀圖表並算出 1024 這個答案，顯示你對 Real-time PCR (qPCR) 的核心觀念掌握得非常紮實，能迅速將生物技術理論與數學運算結合。
指數擴增與 $Ct$ 值的應用
在即時聚合酶連鎖反應中，關鍵在於理解 $Ct$ 值與原始病毒量之間的反比關係：當起始的病毒核酸濃度越高，達到螢光閾值所需的循環次數就越少。從圖 14 可以觀察到，樣本乙在大約第 25 個循環時達到閾值（$Ct \approx 25$），而樣本丙則是在第 35 個循環（$Ct \approx 35$）。兩者的 $Ct$ 值相差了 10 個循環。由於 PCR 每經過一個循環，目標 DNA 片段數量理論上會增加為 2 倍，因此兩者的初始濃度差距應以指數計算：
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