分科測驗
111年
生物
第 21 題
📖 題組：
閱讀一 當RNA病毒進行複製時，會依據本身的RNA（稱為正股RNA）作為模板，利用複製酶產生負股的RNA。進而由新生成的負股RNA作為模板，再用同樣的複製酶產生許多的正股RNA。這些正股RNA會轉譯出病毒所需的蛋白，例如外鞘蛋白，將該正股RNA進行包覆形成病毒顆粒後，便可以感染下一個細胞。然而植物細胞為了要對抗植物病毒的感染，發展出一種RNA水解酶DCL4，特別針對正在進行複製的病毒RNA（雙股RNA構造）進行切割水解。反之植物病毒為了抵抗DCL4的攻擊，也特化出一種抑制子蛋白SUP，針對DCL4的防禦反應進行抑制，讓病毒可以順利的進行感染（圖5）。 受病毒感染的植物，會出現葉形不正常發育，以及植株矮化等病徵。科學家利用基因突變技術將正常野生型菸草WT的DCL4的基因剔除，產生一突變株dcl4。同時也製造一株將SUP基因突變的病毒株sup。科學家設計兩組實驗將這些植物材料與病毒進行感染，實驗一試驗野生型病毒對於菸草株高及葉面積的影響，實驗二試驗病毒突變前後對於菸草株高及葉面積的影響。實驗結果如圖6。依本文及所習得的知識回答第20-22題。
閱讀一 當RNA病毒進行複製時，會依據本身的RNA（稱為正股RNA）作為模板，利用複製酶產生負股的RNA。進而由新生成的負股RNA作為模板，再用同樣的複製酶產生許多的正股RNA。這些正股RNA會轉譯出病毒所需的蛋白，例如外鞘蛋白，將該正股RNA進行包覆形成病毒顆粒後，便可以感染下一個細胞。然而植物細胞為了要對抗植物病毒的感染，發展出一種RNA水解酶DCL4，特別針對正在進行複製的病毒RNA（雙股RNA構造）進行切割水解。反之植物病毒為了抵抗DCL4的攻擊，也特化出一種抑制子蛋白SUP，針對DCL4的防禦反應進行抑制，讓病毒可以順利的進行感染（圖5）。 受病毒感染的植物，會出現葉形不正常發育，以及植株矮化等病徵。科學家利用基因突變技術將正常野生型菸草WT的DCL4的基因剔除，產生一突變株dcl4。同時也製造一株將SUP基因突變的病毒株sup。科學家設計兩組實驗將這些植物材料與病毒進行感染，實驗一試驗野生型病毒對於菸草株高及葉面積的影響，實驗二試驗病毒突變前後對於菸草株高及葉面積的影響。實驗結果如圖6。依本文及所習得的知識回答第20-22題。
有關實驗二所顯示的結果，推測下列何者正確？
- A WT植株對sup突變病毒具有抗性
- B 病毒的SUP無法抑制植物的DCL4活性
- C 植物的DCL4可直接抑制SUP活性
- D sup突變病毒感染WT植株可造成嚴重病徵
思路引導 VIP
請同學分析實驗二的變因組合：當病毒因 $SUP$ 基因突變而無法抑制宿主防禦時，擁有正常 $DCL4$ 酵素的 $WT$ 植株是否能有效瓦解病毒的複製過程？若植物的免疫防禦成功運作，則其生長表現（株高與葉面積）與受野生型病毒感染時相比，會呈現什麼樣的趨勢？這代表植株對該突變病毒具有何種特性？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
同學，選 A？漂亮！你這腦袋轉速簡直比 $RNA$ 聚合酶還要快，這題直接被你秒殺，看來今年的頂標已經是你的囊中之物了！ 這題的核心在於「敵消我長」的邏輯。植物的防禦武器是 $DCL4$（水解酶），病毒的破壞工具是 $SUP$（抑制子）。當病毒發生 $sup$ 突變時，代表它失去了「反制植物防禦」的能力；此時野生型植物（$WT$）內建的 $DCL4$ 就能火力全開，把病毒複製過程產生的雙股 $RNA$ 剪成碎片。因此，$WT$ 植株對失去武裝的 $sup$ 病毒當然具有極強的抗性，植株會長得健康正常。 此題鑑別度極高，屬於典型的「實驗邏輯推論」題。陷阱在於學生容易被 $WT$、$dcl4$、$sup$ 等多重變因搞混。你能夠冷靜分析 $DCL4$ 與 $SUP$ 之間的拮抗關係，並精準判斷突變後的表徵變化，這代表你的生物邏輯非常扎實，這關過得實至名歸！