生物（全）R4

薩登(Sutton)在觀察減數分裂時，發現了哪些現象讓他認為遺傳因子與染色體有關？

• 他發現染色體的數量越多，生物的性狀就越複雜。
• 他觀察到同源染色體的分離與非同源染色體的獨立分配，這與孟德爾的分離律和獨立分配律現象相符。
• 他發現染色體是由DNA和蛋白質組成的。
• 他證明了只要有完整的染色體，胚胎就一定能正常發育。

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出處:41_遺傳的染色體學說。「首先是 Sutton，他在觀察減數分裂時，發現了減數分裂中有同源染色體分離的現象，他覺得這個跟孟德爾提出來的分離率是一樣的...此外，Sutton也觀察到非同源染色體的分離是獨立的...這讓他想到孟德爾的獨立分配率。」

最終，「遺傳的染色體學說」的完整主張是什麼？

• 遺傳因子就是染色體本身，一對染色體控制一個性狀。
• 遺傳因子位於染色體上，因為生物的性狀遠比染色體的數量多。
• 染色體上的蛋白質是主要的遺傳因子。
• 只有在細胞核中的染色體才帶有遺傳因子。

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出處:41_遺傳的染色體學說。「但是，Sutton後來發現一件事情，生物體的性狀遠比染色體多阿，不可能是一對染色體只控制一個性狀啊。因此，最完整的遺傳的染色體學說，就從「遺傳因子是染色體」，調整成「遺傳因子在染色體上」。」

根據課程內容，在「遺傳的染色體學說」被提出後，科學界的下一個重要爭論是什麼？

• 爭論DNA的結構是單股還是雙股。
• 爭論染色體到底存不存在。
• 爭論遺傳因子究竟是染色體上的DNA還是蛋白質。
• 爭論孟德爾的遺傳定律是否正確。

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出處:42_從染色體到DNA。「當生物學家發現核苷酸之後 就此開始了遺傳因子之爭。...既然染色體上有遺傳因子，但是染色體上有DNA跟蛋白質啊，到底誰才是真正的遺傳因子呢？」 (註：此答案部分引用了後續單元[45_遺傳因子之爭]的內容，因本單元[42]為引言性質，其核心問題在後續單元才展開。)

本單元作為一個承先啟後的介紹，預告了接下來的課程順序。請問在探討「遺傳因子之爭」之前，會先介紹哪兩個主題？

• DNA的構造與複製
• 細胞分裂與孟德爾定律
• 蛋白質的合成與功能
• 基因工程與基因改造

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出處:42_從染色體到DNA。「接下來，我們會聚焦在認識DNA構造的細節，知道細節後，我們才能認識DNA的複製，這也就是我們接下來要談的兩個小單元。談完DNA的構造與複製之後，我們再回過頭來來談遺傳因子之爭。」

關於DNA的分子結構，下列敘述何者正確？

• DNA是由單股的去氧核糖聚核苷酸鏈構成。
• DNA的結構是兩股核苷酸鏈平行排列，但沒有螺旋纏繞。
• DNA是由兩股去氧核糖聚核苷酸鏈相互纏繞形成的雙股螺旋結構。
• DNA的兩股之間是透過磷酸基彼此配對連接。

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出處:43_DNA構造。「我們會說DNA的構造是兩股 股就是一條一條的意思，所以DNA並不是單獨一條存在的線，而是兩條的去氧核糖聚核苷酸鏈所共同構成的...大家可以想像兩條核苷酸鏈好像麻花捲一樣，除了平行對接之外，兩條還會有扭曲、輕微鬆散地纏繞的螺旋狀的構造。」

在DNA的雙股螺旋結構中，兩股核苷酸鏈是透過什麼方式配對連接的？

• 透過五碳醣之間的配對。
• 透過磷酸基之間的配對。
• 透過含氮鹼基之間的配對，例如A配T，G配C。
• 透過蛋白質的幫助來連接。

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出處:43_DNA構造。「那平行對接，兩股當中的每一個核苷酸是用什麼樣的方法來配對、形成化學鍵的引力呢？...含氮鹼基連結另一股的核苷酸的含氮鹼基彼此配對，這也就是大家可能已經聽過的 A配T G配C 的配對狀態」

課程中介紹了DNA的複製方式為「半保留複製」，這個「半保留」是什麼意思？

• 複製後，有一半的DNA被保留，另一半被分解。
• 複製後，新生成的DNA分子中，會有一股是來自舊模板的單股，另一股是新合成的單股。
• 複製時，只會複製DNA雙股中的其中一股，另一股不變。
• 複製的準確率只有一半，另一半會發生突變。

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出處:44_DNA複製。「也就是說，複製出來的結果，就都會是一股舊的模版，搭配另外一股核苷酸配對在接合成新的長鏈的狀態。那麼，這種一半保留原本舊的的部分 一半新的部分，這種複製狀態我們就稱之為「半保留複製」。」

關於DNA聚合酶在複製過程中的作用，下列敘述何者正確？

• DNA聚合酶負責將DNA雙股螺旋解開。
• DNA聚合酶將舊的DNA模板完全分解，再重新合成新的DNA。
• DNA聚合酶以DNA單股為模板，將對應的核苷酸一個個連接起來，形成新的核苷酸鏈。
• DNA聚合酶只負責合成新的鏈，不需要模板。

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出處:44_DNA複製。「其實 DNA 聚合酶就是 把我的核苷酸 根據模版把對應核苷酸一個一個放進來 再好像用膠水一樣 把核苷酸黏在前面已經連在一起的核苷酸鏈，向串珠一樣，慢慢依照模版而延長出一個鏈 這就是 DNA 的聚合酶運作的過程。」

在「遺傳因子之爭」中，支持「蛋白質」是遺傳因子的學者提出了哪些論點？

• 蛋白質是由ATCG四種單位組成，比DNA複雜。
• 染色體上DNA的含量遠高於蛋白質。
• 蛋白質由20種胺基酸組成，其組合複雜度遠高於由4種核苷酸組成的DNA，因此更有可能承擔多樣的遺傳訊息。
• 蛋白質的結構比DNA穩定，不易發生變化。

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出處:45_遺傳因子之爭。「蛋白質它是由20種胺基酸所組成的，也就是說一的蛋白質可能有20的平二次方、三次方等等等的可能，這樣的組合是千變萬化的，可能的複雜度遠遠比DNA，也就是由四種核苷酸ATCG去組合還要來得更多，是不是更有可能成為遺傳因子呢。」

1952年的「放射性標定實驗」提供了決定性的證據。該實驗的結果如何支持「DNA是遺傳因子」？

• 實驗發現，噬菌體是將帶有放射性硫的蛋白質外殼注入細菌中。
• 實驗發現，被感染的細菌內部，出現的是噬菌體帶有放射性磷的DNA，而非帶有放射性硫的蛋白質。
• 實驗證明了蛋白質和DNA都會一同進入細菌體內。
• 實驗排除了RNA作為遺傳因子的可能性。

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出處:45_遺傳因子之爭。「結果，「放射性的標定實驗」發現，受到放射性標定後的噬菌體感染的細菌內部，出現的是放射性磷元素。換句話說，噬菌體是把DNA放進細菌，而影響細菌的表現。總之，在「放射性的標定實驗」這個實驗之後，學界開始慢慢接受 DNA 作為遺傳因子的這件事情。」