第 一 題

「分解代謝」（Catabolism）是指生物體內將複雜的有機大分子（如多醣、脂質、蛋白質）降解為較簡單的小分子（如二氧化碳、水、氨）的代謝途徑。其特徵包含：(1) 反應本質為放能反應（exergonic reaction），會釋放化學能；(2) 釋放的能量會被細胞捕捉，主要轉化為三磷酸腺苷（ATP）或高能電子載體（如 NADH、FADH₂ 等還原態輔酶）的形式儲存；(3) 過程中常伴隨氧化反應（oxidation）。實務上常見的分解代謝實例包括醣解作用（Glycolysis）、檸檬酸循環（Citric acid cycle）以及脂肪酸的 β-氧化作用（β-oxidation）。

「轉錄後修飾（Post-transcriptional modification）」指真核細胞中，由 RNA 聚合酶合成的初級轉錄本（precursor mRNA, pre-mRNA）經過一系列分子加工處理，轉變為成熟且具備功能之信使 RNA（mature mRNA）的過程。主要特徵包含：(1) 5'端加帽（5' capping）：在 5' 端加上 7-甲基鳥苷（7-methylguanosine），可防止核酸外切酶降解並協助核糖體辨識；(2) 3'端加尾（3' polyadenylation）：加上多腺苷酸尾（poly-A tail），以增加 RNA 穩定性；(3) RNA剪接（RNA splicing）：由剪接體（spliceosome）移除不具轉譯功能的內含子（introns），並將外顯子（exons）拼接起來。其生物學意義在於保護 mRNA 免於降解、協助其自細胞核運送至細胞質進行轉譯（translation），並可透過選擇性剪接（alternative splicing）大幅增加生物體內蛋白質的多樣性。

「Polysome (polyribosome)」（多核糖體）指單一條信使 RNA（mRNA）上同時結合多個核糖體（ribosomes）進行轉譯作用（translation）的複合體結構。特徵與功能包含： (1) 高效率合成：多個核糖體沿著同一條 mRNA 移動並各自合成多肽鏈，能在短時間內快速且大量產生相同的蛋白質。 (2) 普遍存在性：在原核細胞（prokaryotes）與真核細胞（eukaryotes）中皆可觀察到，為細胞中活躍進行蛋白質合成的指標。

「受質層次磷酸化（Substrate-level phosphorylation）」指在酵素催化下，直接將高能磷酸基團（phosphoryl group）從具高轉移位能之代謝受質轉移至 ADP（或 GDP）以生成 ATP（或 GTP）的反應過程。其特徵包含：(1) 能量直接偶聯：能量直接來自高能代謝物之鍵結斷裂，不依賴電子傳遞鏈（electron transport chain）；(2) 獨立於氧氣與質子梯度：反應不需要氧氣參與，亦不需建立跨膜質子梯度（proton gradient）或使用 ATP 合成酶（ATP synthase）；(3) 主要發生位置：可於細胞質（如糖解作用）及粒線體基質（如檸檬酸循環）中進行。經典實質例為糖解作用（Glycolysis）中，由丙酮酸激酶（Pyruvate kinase）催化磷酸烯醇丙酮酸（Phosphoenolpyruvate, PEP）轉化為丙酮酸（Pyruvate）並同時生成 ATP 的反應。