2021 HKDSE 生物 模拟试题及答案详解

在 10 至 20 分鐘期間，蒸騰速率（水分散失）高於吸水速率（水分吸收）。因此，(1) 葉細胞出現淨水分流失，其含水量減少。(2) 由於水分從木質部被拉出的速度快於補給速度，木質部導管內的負壓（張力）會增加。(3) 是錯誤的，因為水分散失速率（蒸騰作用）高於，而非低於，水分吸收速率。

答對選項 B 得 1 分。不設部分分數。

在 500 m 處，雖然細菌數量已從 100 m 處的頂峰下降，但仍維持在很高水平（60 單位）。這些細菌因好氧分解有機物而消耗氧氣的速率，仍然高於大氣及新繁殖藻類所補充氧氣的速率。因此，淨溶解氧水平繼續下降至最低點。

答對選項 B 得 1 分。不設部分分數。

1. 氨基酸是蛋白質的消化產物。它們經主動運輸和易化擴散被吸收進入絨毛的毛細血管網。因此，離開絨毛的血液（血管 Y）其氨基酸濃度高於進入絨毛的血液（血管 X）。 2. 絨毛內的上皮細胞和其他細胞代謝活躍（例如進行養分的主動運輸），並進行好氧呼吸。這過程消耗氧氣並產生二氧化碳。因此，離開絨毛的血液（血管 Y）其氧氣濃度低於進入的血液（血管 X），而二氧化碳濃度高於進入的血液（血管 X）。

答對選項 B 得 1 分。不設部分分數。

對於 (1)：由於該雙鏈 DNA 含有 30% A，因此 T = 30%。因此 G + C = 40%，即 G = 20% 且 C = 20%。新合成的鏈需要複製整套 DNA，因此新合成鏈中 A 與 G 的比例與模板一致，為 30% : 20% = 3:2。敘述 (1) 正確。對於 (2) 及 (3)：原始非放射性 DNA 有 2 條鏈。經過兩輪半保留複製後，共產生 4 個 DNA 分子（共 8 條鏈）。最初的 2 條非放射性鏈分別進入 2 個不同的 DNA 分子中，與放射性新鏈配對；其餘 2 個 DNA 分子則完全由放射性新鏈組成。因此，4 個 DNA 分子中有 2 個（50%）是雜合分子（含有一條非放射性鏈和一條放射性鏈）。敘述 (2) 正確。由於所有 4 個 DNA 分子都包含至少一條新合成的放射性鏈，因此所有 DNA 分子都含有放射性。敘述 (3) 正確。

答對選項 D 得 1 分。不設部分分數。

當光源關閉時： 1. 光反應停止，因此 ATP 和 NADPH 的產生停止，它們的濃度會下降。 2. 在卡爾文循環中，GP 還原為丙糖磷酸需要 ATP 和 NADPH。由於這些物質耗盡，GP 無法被還原，因而積聚，導致 GP 濃度增加。 3. 由丙糖磷酸再生 RuBP 同樣需要 ATP。由於再生停止，但現存的 RuBP 仍繼續與 CO2 結合形成 GP（此步驟不需要光照），因此 RuBP 的濃度會迅速下降。

答對選項 A 得 1 分。不設部分分數。

持久性有機污染物（POPs）會進行生物富集（或生物放大）作用。由於它們不可降解且不溶於水（但高度脂溶），因此不易被排出體外。較高營養級的生物必須消耗大量來自較低營養級的生物量以獲取能量，從而在組織中積累並濃縮了該 POP。因此，其濃度沿食物鏈遞增。根據濃度排序：P (0.05) -> S (0.45) -> R (1.80) -> Q (25.40)。選項 B 正確。

答對選項 B 得 1 分。不設部分分數。

在 t = 0 至 t = 2 秒之間，肺泡氣壓低於大氣壓，從而引導空氣流入肺部（吸氣）。吸氣是一個主動過程，由以下因素引起：1. 外肋間肌收縮，將肋骨架向上及向外拉；2. 膈肌收縮，使膈變平。這些運動增加了胸腔的體積，使肺內氣壓降至大氣壓以下，導致空氣流入。

答對選項 B 得 1 分。不設部分分數。

1. 將原始模板 DNA 序列轉錄為 mRNA： 模板：`3'- T A C (1-3) G G T (4-6) C A T (7-9) T C A (10-12) A C T (13-15) -5'`； mRNA：`5'- A U G (1-3) C C A (4-6) G U A (7-9) A G U (10-12) U G A (13-15) -3'`。 第 3 個密碼子是 `GUA`（纈氨酸）。 2. 發生突變後，自模板 3' 端起計第 8 個鹼基（原本為 A）被 T 取代。 突變模板：`3'- T A C G G T C T T T C A A C T -5'`。 3. 轉錄突變後的模板： 突變後的 mRNA：`5'- A U G C C A G A A A G U U G A -3'`。 第 3 個密碼子變為 `GAA`（穀氨酸）。 因此，原本多肽鏈中的纈氨酸被穀氨酸取代。這屬於錯義突變。

答對選項 B 得 1 分。不設部分分數。

- 敘述 (1) 正確：初次反應中產生的記憶 B 細胞使身體能在再次反應中迅速識別抗原，從而立即進行克隆增殖並分化成漿細胞。 - 敘述 (2) 正確：再次反應產生的抗體峰值濃度顯著較高，且這些抗體在血液中持續的時間要長得多，以清除抗原。 - 敘述 (3) 錯誤：負責產生和分泌抗體的是漿細胞（由 B 淋巴細胞分化而來），而非 T 淋巴細胞（如殺手 T 細胞）。

答對選項 B 得 1 分。不設部分分數。

- 選項 A 錯誤：人體肌肉細胞進行乳酸發酵，不釋放二氧化碳；而酵母菌細胞進行乙醇發酵，會釋放二氧化碳。 - 選項 B 錯誤：人體肌肉和酵母菌的無氧呼吸，每分子葡萄糖的淨 ATP 產量均僅為 2 ATP（在糖酵解過程中產生）。 - 選項 C 正確：肌肉中乳酸發酵的最終產物是乳酸，而酵母菌發酵的最終產物是乙醇和二氧化碳。 - 選項 D 錯誤：這兩種細胞的無氧呼吸（包括糖酵解及發酵步驟）都完全在細胞質（細胞質基質）中進行，並不涉及線粒體。

答對選項 C 得 1 分。不設部分分數。

高光照強度會使氣孔張得更開。空氣流動增加會帶走氣孔附近的生命水蒸氣，從而維持陡峭的水蒸氣濃度梯度。環境溫度升高會增加水分的蒸發速率。然而，高相對濕度會降低葉片內部與大氣之間的水蒸氣濃度梯度，從而降低蒸騰速率。因此，(1)、(3) 和 (4) 能促進蒸騰作用。

選擇正確選項 B 得 1 分。其他選項不給分。

在光合作用中，釋放的氧氣完全源於水分的光解。由於提供的是含有普通氧（\(^{16}\text{O}\)）的水，因此釋放的氧氣不會含有 \(^{18}\text{O}\)。另一方面，二氧化碳在暗反應（碳反應）中被固定以製造丙糖磷酸（及隨後的糖類/澱粉），這意味著二氧化碳中的氧（\(^{18}\text{O}\)）會被併入丙糖磷酸中。

選擇正確選項 B 得 1 分。其他選項不給分。

當排入富含有機物的住宅污水時，需氧分解者（細菌）因獲得食物而迅速繁殖。這些微生物的活動會大量消耗溶解氧，導致溶解氧（DO）水平下降（而非上升）。同時，由於高有機物載量和活躍的細菌活動，生物需氧量（BOD）會顯著上升（而非下降）。因此，只有 (1) 是正確的。

選擇正確選項 A 得 1 分。其他選項不給分。

由於該殺蟲劑難以降解，它無法被分解；且因其為脂溶性，它會積聚在生物體的脂肪組織中（描述 2 正確）。由於能量在每個營養級中流失，消費者必須攝入大量來自較低營養級的生物量，導致毒素濃度沿食物鏈向上遞增（生物富集作用），因此食魚鳥類體內的濃度最高（描述 1 正確）。然而，由於能量流失，較高營養級的總生物量必然減少，故食魚鳥類的總生物量遠低於浮游植物（描述 3 錯誤）。

選擇正確選項 B 得 1 分。其他選項不給分。

迴腸是吸收已消化食物營養素（如葡萄糖、氨基酸、脂肪酸和甘油）的主要部位，在吸收消化道水分中也起主要作用。切除迴腸會嚴重損害營養素和水分的吸收（描述 2 和 3 正確）。然而，小腸中的大部分消化酶是由胰臟分泌的（胰液），迴腸本身並不向腸腔分泌主要的消化酶（酶主要結合在微絨毛膜上），因此酶的分泌並非失去的最主要功能（描述 1 錯誤）。

選擇正確選項 D 得 1 分。其他選項不給分。

進膳兩小時後，消化和吸收非常活躍。從小腸吸收的葡萄糖和氨基酸進入肝門靜脈，使其濃度高於肝靜脈（描述 1 和 2 正確），因為肝臟會通過將多餘的葡萄糖儲存為糖原以及利用/脫去多餘氨基酸的氨基來調節血糖。由於肝臟是脫氨作用的場所（多餘的氨基酸在此被分解並產生尿素），經肝靜脈離開肝臟的血液所含的尿素濃度高於進入肝臟的血液（描述 3 正確）。

選擇正確選項 D 得 1 分。其他選項不給分。

在轉錄過程中，RNA 聚合酶以 3' 至 5' 的方向讀取模板 DNA 鏈，並以 5' 至 3' 的方向合成 mRNA 鏈。mRNA 上的鹼基與模板 DNA 鏈上的鹼基互補，其中腺嘌呤（A）與尿嘧啶（U）配對（代替胸腺嘧啶 T）。因此：
- 3'-T 與 5'-A 配對
- A 與 U 配對
- C 與 G 配對
- G 與 C 配對
- G 與 C 配對
- C 與 G 配對
- T 與 A 配對
- T 與 A 配對
- 5'-A 與 3'-U 配對
由此得到 `5'- A U G C C G A A U -3'`。

選擇正確選項 A 得 1 分。其他選項不給分。

將氨基酸密碼子改變為終止密碼子的突變（無義突變）會導致翻譯提前終止，從而產生顯著縮短（變短）的多肽。選項 A、C 和 D 是錯義突變，它們只改變多肽中的單個氨基酸，而不影響其長度。

選擇正確選項 B 得 1 分。其他選項不給分。

在源頭（如進行光合作用的葉片）處，蔗糖被主動裝載入篩管中（描述 1 正確）。這會降低篩管內的水勢，導致水分通過滲透作用從相鄰的木質部進入。水分的湧入增加了源頭處的流體靜壓，從而推動篩管汁液向庫（接收端）進行集體流動（描述 2 正確）。篩管中有機物質的運輸（易位作用）既可以向上（如運往花、果實或幼葉），也可以向下（如運往根部），這取決於源和庫的位置（描述 3 錯誤）。

選擇正確選項 B 得 1 分。其他選項不給分。

開墾森林（森林砍伐）在樹木被燃燒或分解時會將儲存的碳釋放為二氧化碳（\(\text{CO}_2\)），同時也會減少通過光合作用對二氧化碳的吸收（描述 1 正確）。大量使用氮化學肥料會導致土壤微生物釋放一氧化二氮（\(\text{N}_2\text{O}\)），這是一種強效的溫室氣體（描述 2 正確）。在發電廠中燃燒煤炭會直接釋放大量的二氧化碳（描述 3 正確）。因此，這三種活動都會導致溫室氣體的增加。

選擇正確選項 D 得 1 分。其他選項不給分。

當枝條從陰暗潮濕的環境移至光亮且大風的環境時，氣孔會迅速張開，葉片與空氣之間的水蒸氣濃度梯度大幅增加，導致蒸騰作用急劇上升。然而，木質部導管中的內聚力和拉力需要時間來發展，因此水分吸收的增加會滯後於蒸騰作用。在這段過渡期內，水分吸收速率會顯著低於蒸騰速率。

選擇正確選項 (A) 得 1 分。錯誤選項不得分。

通過比較條件 3 和條件 4，只有二氧化碳濃度增加（由 0.03% 增至 0.12%），而光照強度和溫度保持不變。此改變導致二氧化碳吸收速率由 30 增加至 45。因此，在條件 3 中，限制因素是二氧化碳濃度。（在條件 1 中，將二氧化碳增加到條件 2 的 0.12% 並未改變速率，但將光照在條件 3 中增加到 500 卻增加了速率，這意味著光照強度是條件 1 的限制因素）。

選擇正確選項 (C) 得 1 分。錯誤選項不得分。

需氧分解者通過進行需氧呼吸來分解污水中的有機物，從而消耗溶解氧並導致其水平下降 (1)。在分解過程中，有機氮化合物被分解為銨離子，隨後被硝化細菌氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽，增加了無機營養鹽的濃度 (2)。在更下游的地方，隨著礦質營養物質變得豐富以及水質恢復，藻類吸收這些營養物質並迅速繁殖，使藻類數量增加 (3)。因此，所有三項敘述均正確。

選擇正確選項 (D) 得 1 分。錯誤選項不得分。

拖網捕魚涉及在海床上拖曳沉重的網具，這會物理性破壞脆弱的底棲生境（如珊瑚礁和海草床）（(1) 是主要效益）。拖網捕魚也是高度非選擇性的，會捕獲大量非目標物種和幼魚作為副漁獲物（(2) 是主要效益）。雖然捕魚活動會產生塑料碎片（如丟失的網具），但禁止拖網捕魚並不是旨在減少塑料污染物輸入海洋的直接措施（(3) 不是主要效益）。因此，只有 (1) 和 (2) 正確。

選擇正確選項 (A) 得 1 分。錯誤選項不得分。

膽鹽僅進行物理性消化（乳化）以增加脂質的表面積，並不進行化學性消化（A 錯誤）。脂肪酸和單甘油酯是脂溶性的，通過簡單擴散進入絨毛上皮細胞，而不是主動運輸（B 錯誤）。一旦進入上皮細胞，它們會在平滑內質網中重新組合成甘油三酯（C 正確）。然後，這些甘油三酯被包裝成乳糜微粒，並釋放到乳糜管（淋巴微血管）中，而不是直接進入微血管（D 錯誤）。

選擇正確選項 (C) 得 1 分。錯誤選項不得分。

吸氣時，外肋間肌和膈肌收縮（(1) 正確）。這些肌肉收縮增加了胸腔及肺部的體積。肺部體積的增加導致肺部內的氣壓（肺泡內壓）降至大氣壓以下，而非增加（(2) 錯誤）。由於此時大氣壓高於肺泡內壓，空氣順著壓力梯度由大氣流入肺部（(3) 正確）。

選擇正確選項 (B) 得 1 分。錯誤選項不得分。

當左心室的壓力超過左心房的壓力時，它會將雙尖瓣推至關閉狀態，以防止血液倒流入心房。與此同時，由於心室壓力仍低於主動脈的壓力，它無法將半月瓣推開，因此半月瓣保持關閉。此階段對應於等容心室收縮期，在此期間兩個瓣膜均處於關閉狀態。

選擇正確選項 (B) 得 1 分。錯誤選項不得分。

1. 該 DNA 分子有 3000 個鹼基對，意味著它共含有 \(3000 \times 2 = 6000\) 個鹼基。
2. 由於腺嘌呤 (A) 佔 \(22\%\)，根據查加夫法則（Chargaff's rules），胸腺嘧啶 (T) 亦佔 \(22\%\)。因此，A + T = \(44\%\)。
3. 剩下的胞嘧啶 (C) 和鳥嘌呤 (G) 佔其餘百分比：C + G = \(100\% - 44\% = 56\%\)。
4. 由於 G = C，鳥嘌呤 (G) 佔總鹼基數的 \(56\% / 2 = 28\%\)。
5. G 鹼基的總數為 \(6000 \times 28\% = 1680\)。

選擇正確選項 (D) 得 1 分。錯誤選項不得分。

1. DNA 模板鏈的讀取方向為 3' 至 5'。第三個三聯體為 3'-TTA-5'。
2. 在轉錄過程中，通過互補鹼基配對產生 mRNA 密碼子：5'-AAU-3'。
3. 在翻譯過程中，tRNA 反密碼子以反平行、互補的方式與 mRNA 密碼子結合。與 5'-AAU-3' 互補的序列是 3'-UUA-5'。
4. 以 5' 至 3' 的方向讀取該 tRNA 反密碼子，得出 5'-AUU-3'。

選擇正確選項 (C) 得 1 分。錯誤選項不得分。

在森林生態系統中，初級生產者通常是體型巨大的樹木，而在草原中則是微小的草本植物。一棵巨大的樹木擁有極大的生物量，足以供養數量極其龐小的微型植食性昆蟲（初級消費者）。因此，生產者層面的個體數量少於初級消費者層面，從而導致數量金字塔呈現倒置。決定數量金字塔形狀的是生物個體的大小，而非能量傳遞效率或光合速率。

選擇正確選項 (A) 得 1 分。錯誤選項不得分。

三個陳述皆正確：
(1) 在裝置 S 中，用塑料袋包裹枝條會阻擋蒸騰散失的水蒸氣，從而增加葉片周圍的相對濕度。這會減少葉片內部與大氣之間的水蒸氣濃度梯度，進而降低蒸騰速率，因此 P > S。
(2) 在裝置 Q 中，較高的溫度（\(35^\circ\text{C}\) 對比 P 的 \(25^\circ\text{C}\)）增加了水分子的動能，使葉肉細胞壁的水分更快蒸發到氣腔中，從而提高蒸騰速率，因此 Q > P。
(3) 在裝置 R 中，流動的空氣（風）會帶走積聚在氣孔周圍的水蒸氣，防止形成潮濕的邊界層，從而維持陡峭的水蒸氣濃度梯度，因此蒸騰速率比靜止空氣高（R > P）。

選擇正確選項 D 得 1 分。選擇錯誤選項不得分。

C 是正確的，因為化學物 X 是一種無法被代謝或排泄的持久性有機污染物。隨著它沿著食物鏈傳遞，由於生物放大作用，其濃度在每個連續的營養級中都會增加。由於大魚比底棲無脊椎動物處於更高的營養級，因此牠們會累積更高濃度的化學物 X。
A 是錯誤的，因為生物放大作用會導致頂級捕食者（海鳥）體內化學物 X 的濃度最高。
B 是錯誤的，雖然生產者具有最高的總生物量，但由於未經生物放大作用，牠們每單位體重的污染物濃度卻是最低的。
D 是錯誤的，因為持久性有機污染物具有抗生物降解的特性。

選擇正確選項 C 得 1 分。選擇錯誤選項不得分。

(1) 正確：血管 P 是肝門靜脈，血管 Q 是肝靜脈。在進食富含蛋白質的一餐兩小時後，氨基酸被主動從小腸吸收進入肝門靜脈 (P)。當血液流經肝臟時，多餘的氨基酸會被去氨基化或利用，因此肝靜脈 (Q) 中的氨基酸濃度較低。
(2) 正確：尿素是在肝臟中進行氨基酸去氨基化時產生的，因此經由肝靜脈 (Q) 流出肝臟的血液中尿素濃度很高。相反，尿素在腎臟中從血液中被過濾，因此經由腎靜脈 (S) 流出腎臟的血液中尿素濃度極低。因此，Q 中的尿素濃度高於 S。
(3) 錯誤：血管 R 是腎動脈（輸送富氧血），而血管 S 是腎靜脈（輸送缺氧血）。腎臟細胞會消耗氧氣進行呼吸作用，因此 R 中的氧氣濃度高於 S。

選擇正確選項 A 得 1 分。選擇錯誤選項不得分。

模板鏈以 3' 到 5' 方向書寫： `3'-CAG-GAC-GTC-CTG-5'`。
互補的 mRNA 鏈是以 5' 到 3' 方向合成的。根據鹼基互補配對原則（A-U, T-A, C-G, G-C）：
`5'-GUC-CUG-CAG-GAC-3'`
現在我們從 5' 到 3' 方向閱讀密碼子：
- 第 1 個密碼子： `GUC` -> 纈氨酸 (Val)
- 第 2 個密碼子： `CUG` -> 亮氨酸 (Leu)
- 第 3 個密碼子： `CAG` -> 谷氨酰胺 (Gln)
- 第 4 個密碼子： `GAC` -> 天冬氨酸 (Asp)
因此，多肽之正確序列為 Val - Leu - Gln - Asp。

選擇正確選項 A 得 1 分。選擇錯誤選項不得分。

- (1) 正確：受供葉片作為光合產物的「源」。光合作用期間合成的放射性蔗糖會通過韌皮部易位運輸到各個「庫」，這包括向下的庫（根部）和向上的庫（發育中的枝頂和幼葉）。
- (2) 正確：有機營養物質是通過韌皮部運輸的。剝去受供葉片下方莖部的環狀樹皮（包括韌皮部）會阻斷向下易位運輸的途徑，因此放射性物質無法到達根部。
- (3) 正確：韌皮部的易位運輸依賴於在源頭將蔗糖主動裝載入篩管，這需要由伴胞提供的代謝能量（ATP）。

選擇正確選項 D 得 1 分。選擇錯誤選項不得分。

B 是正確的，因為：
1. 砍伐森林並將其燃燒或任其腐爛會向大氣釋放大量二氧化碳（\(\text{CO}_2\)），這增加了溫室氣體的來源。
2. 森林砍伐移除了樹木，而樹木是通過光合作用吸收大氣中 \(\text{CO}_2\) 的主要碳匯。因此，這減少了溫室氣體的匯。

A、C 和 D 均是錯誤的，因為它們僅增加了溫室氣體的來源（分別是燃燒化石燃料釋放的二氧化碳、使用氮肥釋放的一氧化二氮，以及堆填區釋放的甲烷），但並未直接減少溫室氣體的匯。

選擇正確選項 B 得 1 分。選擇錯誤選項不得分。

(a) 油層防止水分直接從錐形瓶表面蒸發，確保所測得的水分流失完全是由於植物枝條的吸收所致。

(b) 流動空氣中的吸水速率高於靜止空氣。流動空氣會吹走葉片周圍聚集的水蒸氣。這維持了葉片內部與大氣之間較陡峭的水蒸氣濃度梯度，從而增加了蒸騰速率以及吸水速率。

(c) 蒸騰計量度的是吸水量而非蒸騰量。吸收的部分水分會用於光合作用或新陳代謝過程，部分水分則用於維持細胞的膨壓。

(a) 防止水分從瓶面直接蒸發 (1)；確保測得的水分流失僅源於植物的吸收/蒸騰作用 (1)。
(b) 流動空氣中的吸水速率較高 (1)；空氣流動吹走葉面的水蒸氣 (1)；維持更陡峭的水蒸氣濃度梯度 (1)。
(c) 部分水分用於光合作用/代謝作用 (1)；部分水分用於維持細胞膨壓/細胞生長 (1)。

(a) 藻類數量急劇增加，導致藻華。這是因為肥料含有高含量的硝酸鹽和磷酸鹽，這些礦物營養素促進了藻類的快速細胞分裂和生長。

(b) 厚厚的藻類阻擋了陽光照射到沉水植物，阻礙了光合作用並導致其死亡。當藻類和植物死亡後，需氧分解者（細菌）大量繁殖以分解死去的有機物。這些分解者在進行需氧呼吸時消耗了大量的水中溶解氧。

(c) 這可能導致生物多樣性急劇下降（因為敏感物種消失），並可能破壞食物鏈/食物網（因為某些物種失去了天然食物來源或棲息地）。

(a) 數量急劇增加 / 出現藻華 (1)；因為富含硝酸鹽/磷酸鹽等營養素促進其生長 (1)。
(b) 藻類阻擋光線，導致沉水植物死亡 (1)；死去的有機物被需氧細菌/分解者分解 (1)；分解者在需氧呼吸過程中消耗氧氣 (1)。
(c) 生物多樣性流失 (1)；破壞食物鏈/食物網 (1)；某些藻類可能釋放毒素 (1) [任答兩點，最多 2 分]。

(a) 乳化前，脂質以大脂肪滴的形式存在，其表面積與體積比值較小。被膽鹽乳化後，它們被物理性分解為無數微小的脂質滴。這極大地增加了脂質與脂肪酶接觸的表面積，從而加快了化學消化速率。

(b) 脂肪酸和甘油具脂溶性，直接通過擴散作用穿過微絨毛的磷脂雙分子層進入上皮細胞。在細胞內，它們重新組合成甘油三酯（脂質）並包裝成乳糜微粒。然後，它們通過胞吐作用離開細胞並進入乳糜管，通過淋巴系統進行運輸。

(c) 乳糜管的管壁具有高度通透性，因為與血液毛細血管相比，其內皮細胞之間具有更大的細胞間隙（孔隙）。這使體積相對較大的乳糜微粒易於進入淋巴管。

(a) 乳化前為大脂肪滴，乳化後為微小脂質滴 (1)；增加表面積 (1)；加快脂肪酶的化學消化 (1)。
(b) 脂肪酸和甘油通過擴散進入上皮細胞 (1)；在細胞內重組為脂質/脂蛋白/乳糜微粒 (1)；進入乳糜管進行淋巴運輸 (1)。
(c) 高度通透的管壁 / 薄管壁 (1)；細胞間有較大的孔隙/間隙允許大分子通過 (1)。

(a) 引物是與目標 DNA 結合的短單鏈 DNA 序列。它們提供了游離的 3'-OH 端，作為 DNA 聚合酶結合併開始合成互補 DNA 鏈的起點。需要兩種不同的引物，因為兩條分離的 DNA 模板鏈是反向平行的（走向相反），且在其各自的 3' 端具有不同的互補鹼基序列。

(b) PCR 每個循環的第一步都需要將混合物加熱至約 95°C（變性）以分離雙鏈 DNA。人類 DNA 聚合酶在此高溫下會變性並失去活性，而耐熱 DNA 聚合酶（如 Taq 聚合酶）在高温下能保持穩定且具有活性。

(c) 在 PCR 中，DNA 分子數量在每個循環中都會翻倍。計算公式為 \(2^n\)，其中 \(n\) 為循環次數。
從 1 個模板分子開始，進行 3 個循環：
分子數量 = \(2^3 = 8\) 個。

(a) 為 DNA 聚合酶提供結合起點 / 允許聚合酶結合 (1)；需要兩種引物，因為模板鏈是反向平行的 (1)；且它們 3' 端的鹼基序列不同 (1)。
(b) 變性步驟需要高溫（約 95°C）(1)；人類聚合酶會變性/失去功能，而 Taq 聚合酶耐熱且保持穩定 (1)。
(c) 公式/過程：\(2^3\) (1)；正確答案：8 個 (1)。

(a) 葉綠素吸收的光能將電子激發到較高的能級。這些高能電子被發射並沿著一系列電子傳遞體傳遞。電子傳遞釋放的能量用於將 ADP 和無機磷酸鹽合成 ATP。在傳遞鏈的末端，電子和氫離子（來自水的光解）被 NADP+ 接受，形成 NADPH。

(b) 在碳固定階段（卡爾文循環）中，二氧化碳與 RuBP 結合形成不穩定的 6C 化合物，隨後分裂成甘油酸 3-磷酸（GP）。光反應產生的 ATP 和 NADPH 被利用：ATP 提供能量，NADPH 提供還原力/氫原子，以將 GP 還原為丙糖磷酸（3C糖）。

(c) 在黑暗中，光反應停止，意味著不再產生 ATP 和 NADPH。沒有 ATP 和 NADPH，GP 無法被還原為丙糖磷酸，RuBP 也無法再生。然而，現有的 RuBP 仍會繼續與二氧化碳結合形成 GP，從而導致 RuBP 濃度迅速下降。

(a) 光能激發葉綠素中的電子，電子沿電子傳遞鏈傳遞 (1)；釋放的能量用於合成 ATP (1)；電子和氫離子被 NADP+ 接受以形成 NADPH (1)。
(b) 二氧化碳與 RuBP 結合形成 GP (1)；ATP 提供能量，NADPH 提供還原力/氫 (1)；以將 GP 還原為丙糖磷酸 (1)。
(c) 黑暗中不產生 ATP 和 NADPH (1)；RuBP 再生停止，但現有的 RuBP 繼續與 CO2 結合，導致其濃度耗盡 (1)。

(a) 生物累積是指物質（如微塑料或毒素）隨著時間的推移在生物體組織中積聚的過程。當較低營養級的生物攝入微塑料時，這些顆粒無法被消化或排出，因而殘留在體內。當捕食者捕食許多這些獵物時，微塑料會被轉移，並在較高營養級中以大得多的數量累積。

(b) 生物累積是指某種物質在單一生物體的一生中，其在體內的濃度逐漸增加。生物放大作用則是指沿著食物鏈，某種物質在連續較高營養級生物體內的濃度呈漸進式增加。

(c) 人類可以通過以下方式減少塑料污染：1. 實施禁用或減少使用一次性塑料製品的政策，及 2. 改善市政廢水處理廠的過濾技術，以便在微塑料到達水體環境之前將其截留。

(a) 生物累積定義為物質/毒素在生物體內積聚 (1)；微塑料不可生物降解/無法排出 (1)；隨着捕食者捕食多個獵物而沿食物鏈轉移 (1)。
(b) 生物累積發生在單一生物體內/隨時間增加 (1)；生物放大作用發生在不同營養級之間/沿食物鏈增加 (1)。
(c) 減少/禁用一次性塑料 (1)；改善廢水處理的過濾系統 (1)；推廣塑料回收 (1) [任答兩點，最多 2 分]。

(a) 肺泡的結構適應特徵包括：
1. 肺泡壁僅由一層細胞組成，這極大地縮短了氧氣的擴散距離。
2. 它周圍包繞著密集的毛細血管網，內有流動的血液，這維持了陡峭的氧氣濃度梯度。
3. 肺泡內表面覆蓋有一層薄薄的濕潤液體，使氧氣在擴散穿過細胞膜前能夠先溶解。
4. 肺部有數百萬個肺泡，提供了巨大的表面積，從而提高了整體的擴散速率。

(b) 1. 缺乏細胞核：這為細胞內部提供了更多空間，以容納更多血紅蛋白分子。結果，每個紅細胞可以結合並攜帶更大數量的氧氣。
2. 缺乏線粒體：這確保了紅細胞在運輸過程中不會消耗其所攜帶的氧氣。沒有線粒體，細胞進行無氧呼吸，從而使所有運輸的氧氣都能傳遞到身體組織中。

(a) 肺泡壁僅一層細胞厚 / 縮短擴散距離 (1)；密集的毛細血管網 / 維持陡峭的濃度梯度 (1)；濕潤的內表面 / 溶解氧氣 (1)；大量肺泡 / 巨大表面積 (1)。
(b) 缺乏細胞核：提供更多空間 (1)；以容納更多血紅蛋白 / 增加攜氧量 (1)；缺乏線粒體：防止紅細胞消耗氧氣 (1)；以免其進行需氧呼吸 / 將所有氧氣留給組織 (1)。

(a) 這是一種無理突變（一種鹼基替換突變）。它引入了一個提前出現的終止密碼子，導致核糖體比正常情況更早地停止翻譯。結果，合成了一條縮短了的（比正常短）多肽鏈。

(b) 縮短的多肽鏈缺少了許多氨基酸，包括那些正確折疊和形成活性中心所需的氨基酸。因此，它無法折疊成正確的三維空間構象。這導致蛋白質失去其生物學功能或活性。

(c) 遺傳密碼具有簡併性（多餘性），這意味著多個不同的密碼子可以編碼同一種氨基酸。若突變將一個密碼子改變為另一個代表相同氨基酸的密碼子（同義突變），則不會影響氨基酸序列。

(a) 無理突變 / 替換突變 (1)；翻譯提前終止 (1)；產生縮短的多肽鏈 (1)。
(b) 缺乏必需的氨基酸/功能結構域 (1)；無法正確折疊成三維結構 (1)；失去生物學功能/活性 (1)。
(c) 遺傳密碼具有簡併性 / 不同的密碼子可編碼相同的氨基酸 (1)。

(a) 反應光照時，鉀離子（\(K^+\)）被主動運輸從周圍的表皮細胞進入保衛細胞。這增加了保衛細胞內的溶質濃度，降低了其水勢。隨後，水分通過滲透作用進入保衛細胞。保衛細胞吸水膨脹並變得膨脹；由於其內壁（面向氣孔孔隙的一側）比外壁厚且彈性較差，保衛細胞向外彎曲，從而打開氣孔。

(b) 在嚴重乾旱期間，植物面臨水分脅迫，會產生一種植物激素——脫落酸（ABA）。ABA 促使鉀離子迅速離開保衛細胞，提高其水勢並導致水分通過滲透作用流失。保衛細胞因而變得萎陷，氣孔關閉。其適應性意義在於防止水分因蒸騰作用而過度流失，從而在乾燥條件下保存水分，防止植物萎蔫和死亡。

(a) 鉀離子（\(K^+\)）被主動運輸進入保衛細胞 (1)；增加保衛細胞內溶質濃度 / 降低其水勢 (1)；水分通過滲透作用進入保衛細胞 (1)；保衛細胞變膨脹，且因內壁較厚而向外彎曲 (1)。
(b) 乾旱脅迫觸發脫落酸（ABA）產生，導致氣孔關閉 (1)；防止水分過度流失/蒸騰 (1)；避免萎蔫 / 維持水分平衡以求生存 (1)。

(a) 高速公路作為物理屏障，阻礙了兩側的小型哺乳動物跨越並進行交配。這限制了現已孤立的兩個種群之間的基因流。在每個小種群中，近親繁殖增加，且遺傳漂變更為顯著。隨著世代交替，這會導致等位基因的丟失和整體遺傳多樣性的下降。

(b) 1. 建造野生動物通道，例如綠色通道（生態天橋）或地下通道，使動物能安全地跨越或穿過高速公路。
2. 沿路側安裝防野生動物圍欄，以防止動物進入高速公路，減少路殺，並引導牠們走向野生動物通道。

(c) 保護工作者可以：
1. 在野生動物通道安裝紅外線觸發相機，以記錄有哪些物種以及有多少個體正在使用通道。
2. 跨世代對兩側的種群進行基因採樣（例如從毛髮或糞便中提取 DNA），以檢測基因流是否已重新建立。
3. 在個體動物身上佩戴 GPS 追踪項圈，以研究牠們的活動模式，並確認牠們是否利用所提供的通道跨越高速公路。

(a) 公路作為屏障，阻礙了交配/基因流 (1)；導致孤立小種群內的近親繁殖增加 (1)；增加遺傳漂變，導致等位基因丟失/多樣性下降 (1)。
(b) 綠色通道/生態橋樑/地下通道 (1)；沿公路安裝野生動物防護網 (1)。
(c) 安裝紅外相機以監測動物通過情況 (1)；隨時間推移對種群進行基因分析以驗證基因流 (1)；使用 GPS 項圈追踪動物移動 (1)。

木質部中的水分運輸是一個被動過程，由蒸騰拉力（源於葉片水分蒸發）所驅動，並藉由水分子之間的內聚力及與導管壁的附著力維持，形成持續向上的單向流動。相反，韌皮部中有機營養物質的運輸是主動且雙向的，可用壓力流假說解釋：蔗糖在源頭被主動裝載入篩管（消耗 ATP），隨後水分因滲透作用進入，產生高靜水壓，驅動集體流向壓力較低的庫。在長期乾旱和高溫下，植物會關閉氣孔以儲存水分，這大大減少了蒸騰拉力和木質部運輸。氣孔關閉同時限制了二氧化碳的吸收，降低光合作用速率，導致糖分產量減少，從而減慢了韌皮部運輸。

木質部水分運輸（最多 3 分）：
- 葉片的水分蒸騰產生拉力（蒸騰拉力），將水分向上拉動。（1 分）
- 水分子之間的內聚力以及水分子與木質部壁之間的附著力，維持了一條連續不中斷的水柱。（1 分）
- 這是一個由太陽能（蒸發）驅動的被動過程，不需消耗代謝能量（ATP）。（1 分）

韌皮部有機營養運輸（最多 3 分）：
- 糖分（蔗糖）在源頭（葉片）被主動裝載入篩管，這需要消耗代謝能量（ATP）。（1 分）
- 這降低了水勢，使水分通過滲透作用從相鄰木質部進入篩管，從而產生高靜水壓。（1 分）
- 在庫（例如根部），糖分被卸載，水勢升高使水分流失，降低靜水壓；由此產生的壓力梯度驅動物質從源流向庫（集體流動）。（1 分）

比較（最多 1 分）：
- 木質部的運輸是嚴格單向的（自根部向上），而韌皮部的運輸則是雙向的（由源至庫）。（1 分）

乾旱和高溫的影響（最多 2 分）：
- 在乾旱/高溫下，植物會關閉氣孔以減少水分流失，這大大減少了蒸騰作用，從而降低了木質部的水分運輸。（1 分）
- 氣孔關閉限制了二氧化碳的吸收，降低光合作用速率，導致源頭糖分產量減少，從而減慢了韌皮部的運輸速率。（1 分）

溝通技能（2 分）：
- 1 分為結構系統且具邏輯性（清晰劃分木質部、韌皮部、比較以及環境影響等段落）。
- 1 分為表達清晰、準確運用科學術語且無重大概念錯誤。

(a) (i) 運動時，活躍的骨骼肌產生大量代謝熱。高環境溫度（33度）減少了通過輻射、傳導和對流流失的熱量。汗液蒸發是炎熱環境中散熱的主要機制。然而，高相對濕度（85%）顯著降低了汗液蒸發的速率，這意味著汗液只會滴落而無法冷卻身體，導致散熱效率低下，並增加體溫過高的風險。
(ii) 皮膚微動脈舒張，增加流經皮膚的血流量，以促進通過輻射和對流進行的散熱。由於血液從活躍的骨骼肌和內臟分流至皮膚，這種血流方向的改變減少了向骨骼肌輸送氧氣和營養素的速率，可能加速疲勞的產生。

(b) (i) 通過排汗流失水分會增加血液的溶質濃度 / 滲透壓。這被下丘腦中的滲透壓感受器偵測到。下丘腦刺激垂體後葉分泌 / 釋放更多抗利尿激素（ADH）進入血液。ADH 通過血液傳送到腎臟，增加集合管（和遠曲小管）細胞對水分的通透性（藉由在細胞膜上插入更多水通道蛋白）。因此，更多水分通過滲透作用從濾液重吸收到周圍毛細血管中，導致排出少量且高度濃縮的尿液。
(ii) 趨勢：尿液的溶質濃度在 2 小時長跑期間持續上升，最終達到較高的平台期。解釋：隨著長跑的進行，脫水加劇，導致 ADH 分泌量逐漸增加。在集合管中發生最大程度的水分重吸收，使尿液相對於血漿呈高滲狀態，且高度濃縮。

(c) 迅速攝入大量蒸餾水會稀釋細胞外液，顯著降低其滲透壓。這產生了滲透梯度，細胞外液的水勢高於細胞內液，導致水分通過滲透作用進入身體細胞（包括腦細胞），引起細胞腫脹。作為反應，下丘腦滲透壓感受器偵測到低血液滲透壓，從而抑制 ADH 的分泌。腎集合管對水分的通透性降低，水分重吸收減少，導致排出大量稀釋的尿液，以排出多餘的水分並恢復滲透平衡。

(a) (i) (最多 4 分)
- 活躍的骨骼肌產生大量代謝熱。(1)
- 高環境溫度減少了通過輻射、傳導和對流流失的熱量。(1)
- 汗液蒸發是熱環境中的主要散熱機制。(1)
- 高相對濕度顯著降低汗液蒸發速率，導致散熱效率低下 / 增加體溫過高的風險。(1)
(a) (ii) (最多 3 分)
- 皮膚微動脈舒張以增加流經皮膚的血流量 / 促進散熱。(1)
- 血液從活躍的骨骼肌分流至皮膚。(1)
- 這減少了向骨骼肌輸送氧氣 / 營養素的速率，加速疲勞。(1)

(b) (i) (最多 6 分)
- 排汗增加血液溶質濃度 / 血液滲透壓。(1)
- 被下丘腦中的滲透壓感受器偵測到。(1)
- 刺激垂體後葉分泌更多抗利尿激素 (ADH)。(1)
- ADH 增加集合管 / 遠曲小管對水分的通透性。(1)
- 細胞膜上插入更多水通道蛋白。(1)
- 更多水分通過滲透作用重吸收到毛細血管中，產生濃縮尿液。(1)
(b) (ii) (最多 3 分)
- 尿液溶質濃度持續上升並達到平台期。(1)
- 脫水加劇，刺激最大量的 ADH 分泌。(1)
- 集合管中的最大水分重吸收使尿液相對於血漿呈高度高滲。(1)

(c) (最多 4 分)
- 稀釋細胞外液 / 降低其滲透壓。(1)
- 細胞外液的水勢高於細胞內液，水分通過滲透作用進入細胞，引起細胞腫脹。(1)
- 下丘腦滲透壓感受器偵測到低滲透壓，抑制 ADH 分泌。(1)
- 集合管對水的通透性降低，導致排出大量稀釋的尿液。(1)

(a) (i) 人類基因組 DNA 含有內含子（非編碼區）和外顯子（編碼區）。細菌（如果用作宿主）缺乏從初級 mRNA 轉錄本中剪切掉內含子的剪接機制。使用從 mRNA 合成的 cDNA 可確保合成基因僅由編碼序列（外顯子）組成，從而可以在不需要剪接的情況下被正確轉錄和翻譯成完整的、有功能的人類蛋白質。
(ii) 首先，變性：加熱至高溫（約 95度）使雙鏈 cDNA 模板分離成單鏈。其次，退火：降溫（約 50-60度）使引物特異性結合到單鏈 DNA 模板上包圍目的基因的互補序列上。第三，延伸：加熱（約 72度），耐熱 DNA 聚合酶從引物開始，通過添加游離核苷酸來合成互補鏈。引物為 DNA 聚合酶提供具有自由 3'-OH 基團的起點；耐熱 DNA 聚合酶可以承受反覆的高溫暴露而不變性。

(b) (i) 使用相同的限制性酶可確保目的基因（cDNA）和被切割的質粒具有互補的黏性末端（單鏈突出端）。這使得黏性末端的互補鹼基可以通過氫鍵配對（退火）。然後，DNA 連接酶可以通過形成磷酸二酯鍵輕鬆地將它們連接在一起，從而提高連接效率。
(ii) 啟動子：它是特定的 DNA 序列，作為 RNA 聚合酶結合併啟動目的基因（EPO）轉錄的信號。沒有啟動子，目的基因就無法被表達 / 轉錄成 mRNA。選擇性標記基因：它使研究人員能夠區分並篩選出成功導入重組質粒的宿主細胞與未導入的宿主細胞。含有該質粒的宿主細胞可以在含有相應抗生素的培養基上存活，而未轉化的細胞則會死亡。

(c) (i) 大腸桿菌是原核生物，缺乏內質網和高爾基體等具膜細胞器。它不能進行翻譯後修飾，例如糖基化（添加碳水化合物鏈），這對於 EPO 等複雜人類糖蛋白的正確摺疊、穩定性和生物活性至關重要。
(ii) 替代真核宿主系統：酵母菌（例如啤酒酵母）/ 哺乳動物細胞培養（例如中國倉鼠卵巢細胞）/ 轉基因植物（例如煙草）。 [任何一個]
生物安全/倫理關注點（任何兩個）：
1. 基因流動 / 雜交傳播的風險：基因改造植物的轉基因可能會傳播給野生近親，可能破壞天然生態系統。
2. 潛在的致敏性：由於糖基化模式的改變，在替代宿主中生產的重組蛋白質可能會在人體內引起意想不到的過敏反應。
3. 動物福利問題：如果使用轉基因動物，外源基因的插入可能會對動物造成生理傷害或痛苦。
4. 「扮演上帝」/ 倫理界限：關於人類干預自然基因組以及生命形式專利化的擔憂。

(a) (i) (最多 3 分)
- 基因組 DNA 含有內含子和外顯子。(1)
- 細菌宿主細胞缺乏真核剪接機制 / 體外系統無法去除內含子。(1)
- cDNA（源自 mRNA）僅含外顯子，確保功能性蛋白質的正確翻譯。(1)
(a) (ii) (最多 4 分)
- 加熱至 95度 使雙鏈 cDNA 變性為單鏈。(1)
- 降溫至 50-60度 使引物與目的基因兩側的互補位點退火。(1)
- 加熱至 72度 使 Taq/DNA 聚合酶利用游離核苷酸合成互補鏈。(1)
- 引物提供起點（游離 3'-OH）；Taq 聚合酶具耐熱性，在高溫下不變性。(1)

(b) (i) (最多 3 分)
- 在 cDNA 和質粒上產生互補的黏性末端（單鏈突出端）。(1)
- 允許黏性末端進行互補鹼基配對（退火）。(1)
- DNA 連接酶隨後能通過形成磷酸二酯鍵高效地將它們連接。(1)
(b) (ii) (最多 4 分)
- 啟動子：RNA 聚合酶結合的位點 (1)，用以啟動目的基因的轉錄/表達。(1)
- 選擇性標記基因：允許識別/篩選已轉化的細胞 (1)，使其能在含有抗生素的培養基上存活。(1)

(c) (i) (最多 2 分)
- 大腸桿菌（原核生物）缺乏內質網和高爾基體。(1)
- 無法進行糖基化 / 翻譯後修飾，導致蛋白質無活性 / 摺疊不正確。(1)
(c) (ii) (最多 4 分)
- 真核宿主：酵母菌 / 哺乳動物細胞培養 / 植物細胞。(1)
- 生物安全/倫理關注點 1：基因流動 / 雜交傳播至野生近親，破壞生態系統。(1)
- 生物安全/倫理關注點 2：非人類宿主中的糖基化改變可能引起意外的過敏反應。(1)
- （接受其他合理答案，如動物福利、‘扮演上帝’的倫理爭議）。