大學學科能力測驗 生物・高一 生物

細胞、遺傳與分子生物學

細胞分裂、孟德爾遺傳、DNA 與中心法則

內容概述

細胞分裂分兩類：有絲分裂（體細胞，產生 2 個染色體數相同的子細胞，用於生長與修補）與減數分裂（生殖細胞，染色體數減半 2n→n，產生配子，並經互換增加遺傳多樣性）。孟德爾以豌豆實驗提出分離律（成對的等位基因在形成配子時彼此分離）與自由組合律。Aa×Aa 雜交，子代基因型比 AA:Aa:aa＝1:2:1，顯性:隱性表型比 3:1。DNA 為雙股螺旋（華生與克立克，1953），由核苷酸組成，鹼基配對 A-T、G-C。中心法則：DNA 轉錄成 mRNA（細胞核內），mRNA 轉譯成蛋白質（核糖體上），蛋白質展現性狀。突變是遺傳變異的根本來源。人類 ABO 血型由三種等位基因（IA、IB、i）控制，屬複等位基因遺傳。

學習重點

  1. 1有絲分裂：染色體數不變（2n→2n），用於生長修補；減數分裂：減半（2n→n），產生配子
  2. 2分離律：等位基因在配子形成時分離，受精時隨機結合
  3. 3Aa×Aa→表型比 3:1；Aa×aa（試交）→1:1，可用來檢驗顯性個體的基因型
  4. 4DNA 鹼基配對：A-T、G-C；A+G＝T+C（普林總數＝嘧啶總數）
  5. 5中心法則：DNA→（轉錄）→mRNA→（轉譯）→蛋白質
  6. 6ABO 血型：IA、IB 對 i 皆為顯性，IA 與 IB 為等顯性（AB 型）；O 型基因型必為 ii

大學學科能力測驗出題趨勢：學測重點：有絲與減數分裂的比較表、單性狀雜交比例計算、試交的邏輯、DNA 鹼基比例計算、轉錄轉譯的場所與流程、血型遺傳的親子推斷。常見陷阱：減數分裂經過兩次分裂但 DNA 只複製一次；轉錄在細胞核、轉譯在核糖體。

108 課綱對應

進階探究・深度解析

孟德爾成功的科學方法值得細品：選擇豌豆（自花授粉、性狀分明、生長期短）、一次只研究一種性狀、大量計數並運用數學統計——在不知道基因與染色體存在的 1865 年，僅憑比例推論出遺傳因子的行為。學測素養題常考『孟德爾為何選豌豆』與『數據如何支持假說』。

血型親子鑑定的推理範例：父親 A 型、母親 B 型，可能生出 O 型小孩嗎？可以——若父為 IAi、母為 IBi，各傳 i 給子代即為 ii（O 型）。事實上這對父母可生出 A、B、AB、O 四種血型的孩子。反之，AB 型的人不可能生出 O 型子女（必傳 IA 或 IB）。此類邏輯推理是學測遺傳題的高頻型。

從 DNA 到性狀的完整鏈條：鐮形血球貧血症源於血紅素基因單一鹼基突變（A→T），使一個胺基酸改變（麩胺酸→纈胺酸），蛋白質摺疊異常、紅血球變鐮刀形。一個字母的改變層層放大成疾病，完美示範中心法則與『基因型決定表現型』的因果鏈，也是分子醫學的起點。

章節試題（4 題・附詳解）

1.基礎關於有絲分裂與減數分裂的比較，下列敘述何者正確？

測驗重點：細胞分裂比較

  1. (A) 兩者產生的子細胞染色體數目皆減半
  2. (B) 有絲分裂用於產生配子
  3. (C) 減數分裂使染色體數由 2n 減為 n，用於產生生殖細胞
  4. (D) 減數分裂只進行一次細胞分裂
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正確答案：(C) 減數分裂使染色體數由 2n 減為 n，用於產生生殖細胞

減數分裂發生於生殖母細胞，經『兩次』連續分裂（DNA 只複製一次）使染色體數減半（2n→n），產生精子或卵等配子，故選(C)。有絲分裂用於生長與修補，子細胞染色體數與母細胞相同（2n→2n）。受精時精卵結合，恢復 2n，維持物種染色體數恆定。

2.中等豌豆高莖（T）對矮莖（t）為顯性。兩株基因型皆為 Tt 的高莖豌豆雜交，子代中矮莖植株所佔的比例約為何？

測驗重點：單性狀雜交計算

  1. (A) 全部為矮莖
  2. (B) 1/2
  3. (C) 1/4
  4. (D) 3/4
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正確答案：(C) 1/4

Tt×Tt 的子代基因型比為 TT:Tt:tt＝1:2:1，只有 tt 表現矮莖，佔 1/4，故選(C)。其餘 3/4（TT 與 Tt）皆為高莖，此即孟德爾著名的 3:1 表型比，源自等位基因的分離與隨機組合。

3.中等分析某段雙股 DNA，測得腺嘌呤（A）佔全部鹼基的 30%，則鳥嘌呤（G）所佔的比例為何？

測驗重點：DNA 鹼基配對

  1. (A) 20%
  2. (B) 30%
  3. (C) 40%
  4. (D) 70%
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正確答案：(A) 20%

雙股 DNA 中 A 與 T 配對、G 與 C 配對，故 A＝T＝30%，兩者合計 60%；剩餘 40% 由 G 與 C 平分，G＝C＝20%，故選(A)。鹼基互補配對（A-T、G-C）是 DNA 計算題的唯一鑰匙。

4.進階一對夫妻，先生為 A 型、太太為 B 型，他們生下一位 O 型的小孩。關於這對夫妻的血型基因型，下列推論何者正確？

測驗重點：血型遺傳推理

  1. (A) 先生為 IAIA，太太為 IBIB
  2. (B) 先生為 IAi，太太為 IBi
  3. (C) 此小孩不可能是親生的
  4. (D) 先生為 IAIB
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正確答案：(B) 先生為 IAi，太太為 IBi

O 型小孩的基因型為 ii，必須從父母各得到一個 i。因此先生必為 IAi（表現 A 型）、太太必為 IBi（表現 B 型），故選(B)。若父母為 IAIA 或 IBIB 則無 i 可傳；A 型的人不可能是 IAIB（那是 AB 型）。這對夫妻可能生出 A、B、AB、O 四種血型的子女。