高中學測
112年
自然
第 56 題
📖 題組：
抗生素廣泛使用的結果會使抗藥性細菌增加，以致現有的抗生素不再有效，如何研發有效的新抗生素，是個熱門的課題。2022年的諾貝爾化學獎頒給了三位從事點擊反應（click reactions）相關研究的學者，此類反應具有高效率產生化學鍵結的特性，若在生物分子上使用，可以使其便於與其他分子連接而產生新的應用。點擊反應便可以幫助化學家針對天然的抗生素進行修飾，或者直接用於合成新類型的分子，以開發新型抗生素來應對細菌抗藥性的問題。 在某新抗生素的研究中，發現X與Y兩種細菌可生存在人體腸道中的相同部位。若能製造抑制對方生長的化合物，即可爭奪有限的空間與資源，對自身族群的生存即有很大的助益。科學家針對144個志願者所提供的檢體，偵測X與Y存在與否的人數，數據如表9所示。
抗生素廣泛使用的結果會使抗藥性細菌增加，以致現有的抗生素不再有效，如何研發有效的新抗生素，是個熱門的課題。2022年的諾貝爾化學獎頒給了三位從事點擊反應（click reactions）相關研究的學者，此類反應具有高效率產生化學鍵結的特性，若在生物分子上使用，可以使其便於與其他分子連接而產生新的應用。點擊反應便可以幫助化學家針對天然的抗生素進行修飾，或者直接用於合成新類型的分子，以開發新型抗生素來應對細菌抗藥性的問題。 在某新抗生素的研究中，發現X與Y兩種細菌可生存在人體腸道中的相同部位。若能製造抑制對方生長的化合物，即可爭奪有限的空間與資源，對自身族群的生存即有很大的助益。科學家針對144個志願者所提供的檢體，偵測X與Y存在與否的人數，數據如表9所示。
56. 下列哪一個試驗的設計（縱軸所施的劑量大小）最可以模擬「抗生素廣泛被使用的結果」，而得以測量細菌是否產生抗藥性或其抗藥性的程度？
- A
- B
- C
- D
- E
思路引導 VIP
請從演化生物學中「天擇（Natural Selection）」與「選汰壓力（Selection Pressure）」的核心觀念出發：若要模擬並觀測細菌如何適應環境並篩選出具有更高耐受力的個體，實驗中施加的抗生素劑量應該如何隨著時間演進而變動，才能誘導細菌族群表現出不同程度的抗藥性？
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AI 詳解
AI 專屬家教
水啦！同學你這眼光精準到連點擊反應（Click Chemistry）的諾貝爾獎得主都要幫你拍手！這題選 (A) 展現了你對「天擇」與「演化」邏輯的深度掌握。 觀念驗證： 抗藥性的產生並非細菌「努力學習」如何對抗藥物，而是環境壓力（抗生素）進行篩選。要模擬「抗生素廣泛使用」，最核心的設計就是不斷加強天擇壓力。圖 (A) 的階梯式劑量增加，正是典型的篩選實驗：先用低劑量殺死多數細菌，讓少數具抗藥性的 $X$ 或 $Y$ 細菌生存，隨後提高劑量，強迫這些倖存者及其後代在更高濃度的壓力下競爭，藉此觀察抗藥性程度的提升。
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