2021 DSE 生物 模擬試題 | Past Paper 練習

下圖顯示一枝帶葉枝條在第 t = 10 分鐘時由靜止空氣轉移至有風環境下，其蒸騰速率與吸水速率的變化。在第 10 至 20 分鐘之間，蒸騰速率顯著高於吸水速率。在此期間（10 至 20 分鐘之間），下列哪些敘述是正確的？ (1) 葉細胞的含水量減少。 (2) 木質部導管內的張力增加。 (3) 氣孔的散失水分速率低於根部的吸水速率。

某工廠持續向河流排放有機污水。在下游不同距離處，溶解氧量（DO）、好氧細菌數量及藻類數量的變化如下：在 0 m（排放點）：DO = 8.0 mg/L，細菌 = 10 單位，藻類 = 5 單位。在 100 m：DO = 2.5 mg/L，細菌 = 95 單位，藻類 = 2 單位。在 500 m：DO = 1.2 mg/L，細菌 = 60 單位，藻類 = 15 單位。在 1000 m：DO = 5.5 mg/L，細菌 = 20 單位，藻類 = 80 單位。儘管好氧細菌數量已開始下降，但溶解氧濃度在下游 500 m 處降至最低。下列哪項是其最合理的解釋？

以下為與人類小腸絨毛相關的血管：血管 X 是進入絨毛的微動脈。血管 Y 是離開絨毛的微靜脈（匯入肝門靜脈）。在某人進食了一頓富含蛋白質、碳水化合物和脂質的均衡膳食兩小時後，下列哪一組合正確比較了血管 Y 與血管 X 中氨基酸、氧氣和二氧化碳的濃度？

一個雙鏈 DNA 分子含有 30% 腺嘌呤（A）。該 DNA 分子僅含有非放射性磷（31P），並在僅含有具放射性磷（32P）標記的核苷酸培養基中進行兩輪複製。下列關於所得 DNA 分子的敘述，哪些是正確的？ (1) 新合成鏈中腺嘌呤與鳥嘌呤的比例為 3:2。 (2) 最終產物中 50% 的 DNA 分子包含一條非放射性鏈和一條放射性鏈。 (3) 最終產物中的所有 DNA 分子都含有至少一些放射性 32P。

將一個有活性的葉綠體懸浮液置於恆定光照及持續供應二氧化碳的密閉小室中。此時突然關閉光源。下列哪一組合正確預測了葉綠體中甘油酸-3-磷酸（GP）、核酮糖二磷酸（RuBP）及 ATP 濃度的即時變化？

沿海海洋生態系統中四種不同生物組織內某種不可降解的持久性有機污染物（POP）的濃度如下：生物 P 為 0.05 ppm，生物 Q 為 25.40 ppm，生物 R 為 1.80 ppm，生物 S 為 0.45 ppm。根據上述資料，下列哪項最可能是這些生物之間的食物鏈，而導致 POP 濃度差異的主要原因是什麼？

下圖顯示健康人體在一個正常呼吸週期中，肺泡內氣壓相對於大氣壓的變化： - 在 t = 0 至 t = 2 秒期間，肺泡內氣壓降至大氣壓以下，然後回到基準線。 - 在 t = 2 至 t = 4 秒期間，肺泡內氣壓升至大氣壓以上，然後回到基準線。 下列哪項事件發生在 t = 0 至 t = 2 秒期間？

一整段 DNA 模板鏈的序列為：3'- T A C G G T C A T T C A A C T -5'。利用以下提供的密碼子資料（GUA 編碼纈氨酸，GAA 編碼穀氨酸，CCA 編碼脯氨酸，AGU 編碼絲氨酸），若該 DNA 發生突變，自 3' 端起計第 8 個鹼基（腺嘌呤）被胸腺嘧啶取代，此突變對所得多肽鏈有何影響？

某人接受了兩次抗原 X 的注射：在第 0 天進行首次注射，並在第 28 天進行加強劑注射。下列哪些敘述正確解釋了所觀察到的初次免疫反應與再次免疫反應之間的差異？ (1) 再次免疫反應較快，因為體內已存在記憶 B 細胞，能迅速增殖並分化為分泌抗體的漿細胞。 (2) 再次免疫反應較強且持久，能在更長一段時間內維持高水平的抗體。 (3) 在這兩次免疫反應中，殺手 T 細胞都是負責分泌抗體的主要細胞。

下列哪一項正確比較了人體骨骼肌細胞與酵母菌細胞中進行的無氧呼吸？

一項研究旨在探討不同環境因素對帶葉枝條吸水速率的影響。下列哪項環境條件的組合會導致最高的蒸騰速率？

(1) 高光照強度
(2) 高相對濕度
(3) 空氣流動增加
(4) 環境溫度升高

在一個光合作用實驗中，向植物提供含有重氧同位素 \(^{18}\text{O}\) 的二氧化碳和含有普通氧 \(^{16}\text{O}\) 的水。下列哪種由植物在光合作用中產生的物質會含有 \(^{18}\text{O}\)？

(1) 釋放的氧氣
(2) 丙糖磷酸

將含有大量有機物的住宅污水排入天然河流中，會帶來下列哪些即時後果？

(1) 需氧分解者快速繁殖
(2) 溶解氧（DO）水平上升
(3) 生物需氧量（BOD）下降

一種難以降解且脂溶性的合成殺蟲劑流入湖泊。隨著時間推移，該殺蟲劑在湖泊的食物鏈中累積：浮游植物 -> 草食性魚類 -> 肉食性魚類 -> 食魚鳥類。下列哪些敘述是正確的？

(1) 由於生物富集作用（或生物放大作用），食魚鳥類體內的殺蟲劑濃度最高。
(2) 殺蟲劑主要積聚在生物體的脂肪組織中。
(3) 湖泊中食魚鳥類的總生物量大於浮游植物的總生物量。

若某患者因疾病手術切成了大部分迴腸，消化系統的下列哪些功能受到的損害最為嚴重？

(1) 消化酶的分泌
(2) 已消化營養素的吸收
(3) 水分的重吸收

一名健康人士進食了一頓富含蛋白質和碳水化合物的膳食。兩小時後，分別從其肝門靜脈和肝靜脈抽取血液樣本。下列關於這兩條血管的比較，哪些是正確的？

(1) 肝門靜脈中的葡萄糖濃度高於肝靜脈。
(2) 肝門靜脈中的氨基酸濃度高於肝靜脈。
(3) 肝靜脈中的尿素濃度高於肝門靜脈。

某雙鏈 DNA 的模板鏈具有以下序列：

`3'- T A C G G C T T A -5'`

從該模板鏈轉錄出來的 mRNA 的鹼基序列是什麼？

編碼某功能性多肽的基因中發生了單個核苷酸替換。此突變導致產生的多肽顯著短於原來的多肽。下列 mRNA 密碼子的變化中，最可能是導致此突變的原因？

關於植物篩管中有機物質的運輸，下列哪些敘述是正確的？

(1) 蔗糖在源頭處被主動裝載入篩管。
(2) 水分在源頭附近通過滲透作用從木質部進入篩管，從而增加流體靜壓。
(3) 有機物質在篩管中的運輸只能向下進行。

下列哪些人類活動會導致大氣中溫室氣體增加？

(1) 開墾森林作農業用地
(2) 大量使用氮化學肥料
(3) 在發電廠中燃燒煤炭

在以下哪種情況下，有葉枝條的水分吸收速率會顯著低於其蒸騰速率？

下表顯示某植物在不同環境條件下的二氧化碳吸收速率：\n\n| 條件 | 光照強度 (單位) | 溫度 (\(^{\circ}\text{C}\)) | 二氧化碳濃度 (%) | 二氧化碳吸收速率 (任意單位) |\n|---|---|---|---|---|\n| 1 | 100 | 20 | 0.03 | 15 |\n| 2 | 100 | 20 | 0.12 | 15 |\n| 3 | 500 | 20 | 0.03 | 30 |\n| 4 | 500 | 20 | 0.12 | 45 |\n| 5 | 500 | 30 | 0.12 | 65 |\n\n下列哪項敘述是正確的？

有機污水被排放到河流中。不久，下游出現了大量的需氧分解者（細菌和真菌）。下列哪些變化會因這些分解者的活動而直接或間接地在下游發生？\n(1) 河流中的溶解氧水平急劇下降。\n(2) 無機營養鹽（如硝酸鹽）的濃度增加。\n(3) 藻類數量在更下游的位置增加。

本港自2012年底起禁止在海域進行拖網捕魚。下列哪些是該禁令的主要保育效益？\n(1) 防止海底（底棲）生境受到物理性破壞。\n(2) 減少非選擇性捕撈非目標海洋生物。\n(3) 直接減少塑料污染物輸入海洋環境。

下列關於人體小腸內脂質消化和吸收的敘述，哪項是正確的？

在人體正常吸氣過程中，會發生以下哪些變化？\n(1) 外肋間肌和膈肌收縮。\n(2) 胸腔體積增加，從而增加肺部內的壓力。\n(3) 空氣流入肺部，因為大氣壓高於肺泡內壓。

當左心室的壓力高於左心房的壓力，但低於主動脈的壓力時，下列哪項組合正確描述了心臟瓣膜的狀態？

一個雙鏈 DNA 分子含有 3000 個鹼基對。如果該 DNA 分子中腺嘌呤 (A) 佔總鹼基數的 \(22\%\)，那麼該 DNA 分子中鳥嘌呤 (G) 的總數是多少？

以下是一段 DNA 模板鏈：\n3'- T A C G G C T T A A T C -5'\n下列哪一個 tRNA 反密碼子（以 5' 至 3' 方向書寫）會與該模板鏈第三個三聯體轉錄出來的 mRNA 密碼子配對？

在草原生態系統中，數量金字塔通常呈正三角形（底寬頂窄）。然而，在森林生態系統中，數量金字塔有時會呈倒三角形（底窄頂寬）。下列哪項最可能是造成這種差異的原因？

一項利用四枝相同的帶葉枝條進行的實驗，用以研究環境因素對蒸騰速率的影響。這四個裝置被置於不同的條件下：
裝置 P：靜止空氣，\(25^\circ\text{C}\)
裝置 Q：靜止空氣，\(35^\circ\text{C}\)
裝置 R：流動空氣，\(25^\circ\text{C}\)
裝置 S：用塑料袋包裹，\(25^\circ\text{C}\)

下列哪些關於蒸騰速率的比較是正確的？
(1) P > S，因為 S 中葉片周圍空氣的相對濕度增加。
(2) Q > P，因為 Q 中水分子的動能較高。
(3) R > P，因為流動的空氣帶走了葉片周圍的水蒸氣邊界層。

下圖顯示某沿海海洋生態系統的食物網：
浮游植物 -> 浮游動物 -> 小魚 -> 海鳥
浮游植物 -> 底棲無脊椎動物 -> 大魚 -> 海鳥

一種無法被代謝或排泄的持久性有機污染物（化學物 X）被釋放到該生態系統中。下列哪項敘述是正確的？

以下列表描述了人體中連接肝臟和腎臟的部分主要血管：
- 血管 P 連接小腸與肝臟
- 血管 Q 連接肝臟與下腔靜脈
- 血管 R 連接主動脈與腎臟
- 血管 S 連接腎臟與下腔靜脈

下列哪些敘述是正確的？
(1) 在進食富含蛋白質的一餐兩小時後， P 中的氨基酸濃度高於 Q。
(2) Q 中的尿素濃度高於 S。
(3) S 中的氧氣濃度高於 R。

下表顯示部分 mRNA 密碼子及其所編碼的氨基酸：
密碼子 | 氨基酸
GAC | 天冬氨酸 (Asp)
CAG | 谷氨酰胺 (Gln)
GUC | 纈氨酸 (Val)
CUG | 亮氨酸 (Leu)

某 DNA 模板鏈片段的序列為： `3'-CAG-GAC-GTC-CTG-5'`。
下列哪項是從該模板 DNA 合成的多肽的正確序列？

為研究植物體內物質的運輸，將放射性二氧化碳（\(^{14}\text{CO}_2\)）提供給草本植物莖部中間的單片葉片。數小時後，分析了該植物中放射性的分佈。下列哪些敘述是正確的？
(1) 在根部和發育中的幼嫩枝頂中均可檢測到放射性有機物質。
(2) 若將緊貼該受供葉片下方的莖部環剝（去除韌皮部），則在根部將檢測不到放射性。
(3) 這些放射性有機物質的易位運輸需要代謝能量（ATP）。

下列哪項人類活動同時通過增加溫室氣體的來源以及減少其匯（吸收途徑）來加劇全球暖化？

學生設置了一個錐形瓶蒸騰計，以研究有葉枝條的吸水速率。

(a) 解釋為什麼要在錐形瓶的水面上加入一層油。(2分)

(b) 學生比較了在靜止空氣和流動空氣（使用風扇）下的吸水速率。描述並解釋吸水速率的差異。(3分)

(c) 試解釋為什麼蒸騰計測得的吸水速率可能不完全等於蒸騰速率。(2分)

含有化學肥料的農業徑流流入了附近的一條河流。

(a) 描述河中藻類數量的即時變化，並解釋原因。(2分)

(b) 解釋藻類的快速生長如何最終導致水中溶解氧的耗盡。(3分)

(c) 除去水生生物死亡外，試提出此現象的一個負面生態後果。(2分)

人類消化系統的構造適合進行高效的脂質消化和吸收。

(a) 比較脂質在被膽鹽乳化前與乳化後的物理狀態，並解釋這如何有助於化學消化。(3分)

(b) 描述脂質消化產物如何穿過絨毛的上皮細胞被吸收並運走。(3分)

(c) 列出乳糜管的一個結構特徵，以說明它如何促進這種運輸。(2分)

聚合酶連鎖反應（PCR）在生物技術中被廣泛用於擴增特定的 DNA 序列。

(a) 指出引物在 PCR 中的作用，並解釋為什麼需要兩種不同的引物。(3分)

(b) 為什麼使用耐熱 DNA 聚合酶（如 Taq 聚合酶）而不是人類 DNA 聚合酶？(2分)

(c) 從單個雙鏈 DNA 分子開始，經過 3 個 PCR 循環後，理論上會產生多少個目標雙鏈 DNA 分子？寫出計算過程。(2分)

光合作用包括光反應和卡爾文循環。

(a) 解釋葉綠素吸收的光能如何轉化為 ATP 和 NADPH 形式的化學能。(3分)

(b) 描述光反應的產物如何在卡爾文循環中被利用，以形成丙糖磷酸（3C糖）。(3分)

(c) 如果將植物置於黑暗中，為什麼核酮糖二磷酸（RuBP, 5C）的濃度會迅速下降？(2分)

微塑料是污染海洋環境的微小塑料顆粒。

(a) 定義「生物累積」，並解釋微塑料如何在海洋食物網的較高營養級中累積。(3分)

(b) 區分生物累積與生物放大作用。(2分)

(c) 列出人類可以採取的兩項措施，以減少塑料對海洋的污染影響。(2分)

人類的呼吸系統和循環系統在結構上高度特化，以進行高效的氧氣運輸。

(a) 解釋肺泡的結構如何適應以最大化氧氣擴散到血液中的速率。(4分)

(b) 紅細胞（RBC）缺乏細胞核和線粒體。解釋這兩種結構特徵如何分別作為氧氣運輸的適應性特徵。(4分)

一個蛋白質編碼基因發生了點突變，將密碼子 UGG（編碼色氨酸）變為 UGA（終止密碼子）。

(a) 命名這種突變類型，並描述它對翻譯過程的直接影響。(3分)

(b) 解釋這種突變如何影響最終蛋白質的結構和功能。(3分)

(c) 試提出為什麼某些突變不會改變蛋白質的氨基酸序列。(1分)

氣孔調節植物的氣體交換和水分流失。

(a) 根據保衛細胞的溶質濃度和水勢，描述氣孔在光照反應下開放的機制。(4分)

(b) 為什麼在嚴重乾旱時，即使有明亮的陽光，氣孔也會關閉？解釋這種反應的適應性意義。(3分)

一條新建的高速公路穿過一個茂密的原始森林生態系統，將其分裂為兩個孤立的部分。

(a) 解釋高速公路造成的生境破碎化如何導致一種小型哺乳動物的遺傳多樣性下降。(3分)

(b) 提出兩項可以實施的緩解措施，以減少高速公路對野生動物的負面影響。(2分)

(c) 描述保護工作者如何隨著時間的推移來監測這些緩解措施的有效性。(3分)

描述並比較木質部中水分的運輸與韌皮部中有機營養物質的運輸機制。討論長期乾旱和高溫如何影響這兩種運輸過程。

甲部：人類生理學：調節與控制\n\n一名運動員在炎熱（33度）且潮濕（相對濕度 85%）的一天參加了 20 公里的長跑。\n\n(a) (i) 解釋為什麼高環境溫度和高相對濕度會在長跑過程中對運動員的體溫調節帶來嚴峻挑戰。(4 分)\n(ii) 描述心血管系統在此類條件下如何作出反應以幫助降低體溫，並解釋該反應如何影響骨骼肌的氧氣供應。(3 分)\n\n(b) 在長跑過程中，運動員因流汗流失大量水分，導致脫水。\n(i) 解釋身體如何偵測到這種水分流失，並如何調節腎臟中水分的重吸收以保留水分。指出所涉及的特定激素和靶細胞。(6 分)\n(ii) 描述在 2 小時長跑過程中，運動員尿液溶質濃度的預期變化趨勢，並解釋你的答案。(3 分)\n\n(c) 完成長跑後，運動員在短時間內迅速飲用大量（3 公升）蒸餾水。解釋為什麼這種行為可能會導致細胞腫脹（特別是腦細胞），以及腎臟如何反應以恢復正常的血液滲透壓。(4 分)

丁部：生物技術\n\n重組 DNA 技術被廣泛用於生產人類治療性蛋白質，例如用於治療貧血的促紅細胞生成素（EPO）。\n\n(a) (i) 解釋為什麼從人類細胞中分離出的是 mRNA，而非基因組 DNA，來利用逆轉錄酶合成 EPO 基因。(3 分)\n(ii) 描述如何使用聚合酶鏈式反應（PCR）來擴增合成的 cDNA，並特別說明引物和 DNA 聚合酶的作用。(4 分)\n\n(b) 隨後將擴增的 cDNA 插入質粒載體中。\n(i) 解釋使用相同的限制性內切核酸酶切割 cDNA 和質粒載體的重要性。(3 分)\n(ii) 除目的基因外，重組質粒還包含一個啟動子序列和一個選擇性標記基因（例如氨苄青黴素抗性基因）。解釋這兩個成分在生產過程中的功能。(4 分)\n\n(c) 將重組質粒導入宿主細胞以進行蛋白質表達。\n(i) 如果使用大腸桿菌（一種細菌）作為宿主，解釋為什麼表達的 EPO 蛋白質可能沒有生物活性。(2 分)\n(ii) 建議一種可用於克服 (c)(i) 中所述限制的替代真核宿主系統。指出兩個與使用基因改造生物生產藥物相關的生物安全或倫理關注點。(4 分)