廿一世紀全球化科技革命之衝擊

2006 年 6 月 期末考 模擬考題及參考答案

一、試從 P53 蛋白質及其相關蛋白質的功能，來說明為什麼當 P53 基因受損就容易患癌症？

它們一起可延緩細胞分裂，爭取時間修補損壞的 DNA ， 當損壞過於嚴重，則會啟動細胞自殺機制，以阻止有損壞的基因藉由細胞分裂而複製與散佈。

 

二、科學家有研究發現所謂的愛追求冒險的基因，這是怎麼一回事？

血清素是神經細胞間用來傳遞訊號的物質，在神經細胞的表面上，有蛋白質構成的血清素接受體，可以抑制神經細胞興奮，接受體捕獲血清素後產生構形改變，露出隱藏的某特定部分，細胞內另一種蛋白質偵測到這個部分之後，會向神經細胞發出鎮定下來的指令。血清素接受體其基因密碼有一連串重覆出現的字串，長短因人而不同。有較長字串者其接受體收到訊號後，原先隱藏而後露出之部分仍有遮蓋而較不容易被偵測到，因此腦神細胞較並不易平靜下來而持續興奮。如此造成喜愛冒險、求新求變的性格。

 

三、試從與無端粒的環狀 DNA 單細胞生物之比較，簡述端粒的功能，並說明端粒為何隨細胞分裂次數的增加而逐步變短。又，能將端粒增長的端粒 西每 ，對生物有何用處？

端粒是位於線狀 DNA 兩端的具重複字串的部位，能把 DNA 的兩頭固定起來。在行有性生殖時，有了端粒的固定，讓來自父方及母方的各組獨立基因可以再進一步的交換洗牌，為後代創造出更多變化。然而，由於酵素複製 DNA 密碼的方式需要先附著在解開的單股上，在細胞分裂時那種須要整條複製的情況下，就必然會有其中一股的一端因沒有附著點而導致複製出的 DNA 長度變短。也就是說，每次細胞分裂，端粒就會變短一截。綜言之，具有端粒的生物物種相較於環狀 DNA 者，是選擇了會死亡但要變化的演化途徑。

由於生殖細胞是生命個體的開始，因此其端粒必須回設到原來最長的長度，端粒 酉每 是必須的。

 

四、基因改造技術創造出保存期限超長的蕃茄，是怎麼一回事？

成熟的蕃茄其表皮會因表皮細胞中產生表皮分解酵素而腐爛，而表皮分解酵素則是細胞質中的核糖體按照是由細胞核 DNA 中所複製出 RNA 密碼（或稱DNA 的拷貝）將胺基酸組合成蛋白質而生成。利用基因技術，可將與該段 DNA 文字互補的序列植入到細胞核的 DNA 中，如此在複製出表皮分解酵素的 RNA 密碼時，與之互補的字串序列（anti-sense RNA) 也會被複製出來，一起存在於細胞質中，造成與原 RNA 片段結合在一起而訊息封閉，導致核糖體無法捕捉到並解讀 ，因而大量減少表皮分解酵素被生成出來的機會，如此也就延長了蕃茄的保存期限。

 

五、為什麼生物的多樣化對整個基因庫是好事？試從人道精神與生物多樣化的觀點來探討社會對遺傳性疾病患者所應抱持的看法。

在一個生態系統之中，生物個體間，甚至族群間，的互動及平衡關係非常複雜。就不同物種而言不一定最強者或是在食物鏈頂端的就能獨佔所有的生存資源及機會，而在同一個物種內來說，環境隨時在變，同一族群內存在有因突變而來的多種基因，對適應環境變化以確保物種不致滅決是一件好事。

只要基因有在演化並延續，就一定要有多樣性，這過程中必然會產生看似對當時的環境而言適應上較為弱勢的基因出現，從人道精神的立場看，不應只讓個體承擔此一後果，全體人類應共同努力扶持這些弱勢的個體，更不應對其有所岐視。

 

六、所謂原子論的復興，是怎麼一回事？

遠古的哲學家即有針對物質是否能無限地分割下去做過猜想。其中一些認為物質的構成有其不可分割的最小單位，取名叫做原子。到了十八、十九世紀，許多化學上關於元素以固定整數比例組成化合物的新發現，其後又有許多物理上如氣體溫度壓力行為的研究，讓人類確信原子為構成物質的基本單位，此為原子論的復興。

 

七、試說明奈米材料有些什麼新的特性？

顆粒尺寸大小的量子（能階）局限效應，表面積與體積比例極大的催化效應、調制表面張力的自潔效應、因顆粒變小而提升的滲透效應。

 

八、試列舉奈米材料製備上的幾類基本的方法。

原子閘間自發性的規則鍵結排列、分子的自我組織（組裝）、光蝕刻、精密研磨與成長控製。

 

九、試列舉兩種可以觀察到奈米結構的儀器工具。

電子顯微鏡，掃瞄穿隧式顯微鏡（STM）。

十、請舉出你在本課程中學到的新知識中，認為最有趣或是最重要的一個，並說明為什麼。

自由回答。