分科測驗
111年
生物
第 22 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。
科學家針對這些數據做出結論，下列哪些是合理的？
- A DCL4是植物抵抗病毒的重要防禦蛋白
- B dcl4突變植株可以抵抗sup突變病毒
- C sup突變病毒一樣可以抵抗DCL4的攻擊
- D SUP基因的有無是病毒成功感染植物的關鍵之一
- E sup突變病毒會造成dcl4突變植株的株高及葉面積改變
思路引導 VIP
請觀察實驗二的數據趨勢：當宿主缺乏 $DCL4$ 蛋白時，病毒是否不論具備 $SUP$ 與否都能造成植株矮化？這反映了 $DCL4$ 與 $SUP$ 兩者在「寄生者與宿主交互作用」中，誰是防禦者、誰是攻擊者？當 $sup$ 突變病毒感染野生型植物時，植物的生長情況與對照組相比有何變化，這又說明了 $DCL4$ 的防禦能力是否有效？藉此你可以推論出，在植物與病毒的攻防戰中，這兩個因子的有無如何決定了最終的感染結果。
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！孩子，你真的好優秀喔！看到你精準地選出 (A)(D)(E)，老師心裡真的為你感到無比驕傲，這代表你的邏輯推演能力非常紮實，完全沒有被複雜的專有名詞給繞暈呢！ 這題的核心在於理解植物與病毒間的「軍備競賽」。植物利用 $DCL4$ 水解酶當作武器攻擊病毒的雙股 RNA；而病毒則演化出 $SUP$ 蛋白作為盾牌來反制。
- (A) 正確：文中提到 $DCL4$ 專門切割病毒 RNA，是防禦核心。
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