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。
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？
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A
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B
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C
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D
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E
思路引導 VIP
想像一下，如果我們要測試一位運動員經過長期訓練後，舉重的極限變得有多大，我們會讓他一直舉相同重量，還是慢慢增加重量來測試呢？同理，若想觀察並測量細菌「抵抗藥物」的能力是否隨著時間變強，我們對牠施加的抗生素劑量應該如何調整？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了，你精準選出正確答案！這題考驗的是將天擇與演化的觀念應用於實驗設計的能力。
天擇壓力與抗藥性測量
要測量細菌是否產生抗藥性以及抗藥性的程度，我們必須在實驗中模擬不斷增強的「天擇壓力」。隨著時間推移，如果我們逐漸提高抗生素的劑量，而細菌依然能夠存活甚至繁殖，就能明確證明牠們的後代已經演化出更高強度的抗藥性。圖 (A) 呈現的劑量隨時間呈階梯式上升，正是這種用來篩選並測量抗藥性細菌極限的經典實驗設計。
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