103 年第一次專門職業及技術人員高等考試營養師考試試題 等別 : 高等考試類科 : 營養師 生理學與生物化學 甲 申論題部份 一 請詳述心輸出量 (cardiac output) 的定義及計算公式, 並且敘述影響心輸出量的因子 (15 分 ) 擬答 心輸出量 (Cardiac Output;C.O.) 定義 : 每分鐘由左心室打入主動脈之血流量 (cc/min) 公式 :C.O.=S.V( 心搏出量 ) H.R( 心跳速率 )=(EDV ESV) H.R ( 舒張末期容積 收縮末期容積 )X 心跳速率 影響因子 : 心搏出量 (Stroke Volumn;S.V.) 1 回心血量 前負荷 SV 2 動脈阻力 後負荷 ( 剩血量 ) SV 3 收縮能量與心肌纖維之初長度成比例, 此即 Starling 氏心臟定律, 或 Frank Starling 定律 對心臟而言, 肌纖維長度 ( 即前負荷大小 ), 與舒張末期容積成比例 心室心縮排血量與舒張末血量之關係, 為 Frank Starling 氏曲線 心跳 (Hart rate;h.r) 1 神經控制 ( 主要由自主神經控制 ) 交感 N NE β1 Gs CAMP Ca 2+ 速率 收縮力 副交感 N ACh M.R. Gi camp Ca 2+ 內流 心收縮力 2 化學物質 加速 :Epi NE Ca 2+ HR 減速 :K + Na + HR 3 其它 : 年齡 ( 小孩 ) 性別( ) 情緒 溫度 運動等 溫度 : 體溫升高 ( 泡熱水 生病發燒 心搏 >100 次 ) 血液 :CO 2 濃度升高 激素 : 腎上腺素 正腎上腺素 甲狀腺素 二 請詳述下視丘 腦下垂體系統 (hypothalamus pituitary system) 對甲狀腺素分泌的調控作用 並且利用甲狀腺素合成過程來說明核電廠發生災變時, 鄰近地區居民需 1
服用適量碘片的原因?(10 分 ) 擬答 因為人的甲狀腺是用碘做原料, 供應人體所需的甲狀腺素以維持新陳代謝, 當放射性的碘經由呼吸進入人體後, 會進入甲狀腺的細胞中 慢慢破壞甲狀腺組織 核輻射污染發生時, 如果盡快服用碘片, 穩定碘就可以先蓄積在甲狀腺中, 於是放射碘就不容易進入人體的甲狀腺內, 可避免傷害 三 在粒線體墊子傳遞鏈系統中, 為何會產生活性氧 (reactive oxygen species,ros)? 主要包含那些 ROS? 如何清除?(13 分 ) 擬答 在粒線體內膜上 NADH 泛醌還原酶, 泛醌 細胞色素 c 還原酶, 細胞色素 c 氧 化酶複合體利用電子傳遞過程中將質子送入粒線體膜間隙產生能量 雖然這一 過程是高效的, 但仍有少量電子會過早地還原氧氣, 形成超氧化物 (superoxide radical) 等活性氧 (ROS), 這些物質能引起氧化應激反應使粒線體性能發生衰退 體內電子傳遞過程主要產生超過氧自由基 (O - 2 Superoxide anion radical), 此超過氧自由基經 SOD(superoxide dismutase) 代謝, 產生過氧化氫 (H 2 O 2 ;hydrogen 2
peroxide), 此過氧化氫 (H 2 O 2 ) 與過渡金屬離子 (Fe +2,Cu + ) 會引起 Fenton reaction 及 Haber Weiss reaction 產生羥自由基 (Hydroxyl radical OH), 羥自由基引起 PUFA 雙建過氧化, 產生過氧化自由基 (LOO ) 代謝上述 ROS 自由基酵素及營養素 O - 2 (Superoxide anion radical) 由 Superoxide dismutase(sod) 代謝成 H 2 O 2, 細胞質中 SOD 含 Cu Zn, 粒線體中之 SOD 含 Mn 元素, 可保護細胞避免受到氧化傷害 代謝 H 2 O 2 的酵素為 Glutathione peroxidase 及 Catalase, 將 H 2 O 2 成 H 2 O, 降低對細胞的傷害, 避免和體內運轉的 Cu 或 Fe 起 Fenton 及 Haber Weiss reaction, 產生羥自由基 (Hydroxyl radical,oh ), 而 Glutathione peroxidase 含 Se,Catalase 含 Fe 代謝 OH (Hydroxyl radical) 羥自由基及 1 O 2 (Singlet oxygen) 單線氧自由基為維生素 E 及 β Carotene 代謝其他過氧化自由基 (LOO ) LOO α-tocopherol dehydroascorbic 2 GSH NADP + acid LOOH α-tocopherol ascorbic acid GSSG NADPH+H + 四 酵素的抑制作用有那幾種? 去 (2013) 年媒體曾報導敘利亞疑似使用 沙林 (sarin) 毒氣, 請問它是一種什麼物質? 屬於何種抑制劑? 會抑制什麼酵素?(12 分 ) 擬答 酵素抑制作用可分成二種 可逆性抑制作用, 又可分成三種 競爭性抑制作用 (Competitive Inhibition) 抑制劑與受質結構相似, 兩者互相競爭酶之活化位置 非競爭性抑制作用 (Noncompetitive Inhibition) 抑制劑與受質結構不同, 兩者與酵素結合位置不同 不競爭性抑制作用 (Uncompetitive Inhibition) 發生在多重受質反應 抑制劑只和 ES 結合 不可逆作用 : 對酵素分子造成共價性的永久抑制, 如抗生素 ( 青黴素 ), 沙林毒氣 沙林 (Sarin) 是一種神經毒素, 經由皮膚 眼睛接觸 呼吸道的吸入或由口食 入等途徑危害身體, 抑制乙醯膽鹼酯酶 (acetylcholine esterase) 活性, 使乙醯膽 鹼堆積, 造成神經系統功能異常 莎琳與酵素產生共價結合, 形成不可逆性的永久抑制 3
乙 測驗題部分 下列何者是維持體溫恆定 (homeostasis) 的最主要機制? 反射作用 長期增強作用 負回饋 正回饋 王伯伯很久沒有喝牛乳, 因為老朋友的邀約一起到牧場旅遊, 該牧場提供免費新鮮的牛乳無限暢飲, 王伯伯興奮的一口氣喝了兩大杯約 1000 c.c. 的牛乳, 之後又吃了一碗涼麵作為午餐 ; 接著不到一小時, 王伯伯開始腹瀉, 則下列何者是最可能的原因? 牛乳中所含的乳糖造成 牛乳受到大腸桿菌汙染造成 涼麵中添加塑化劑造成 牧場的牛有口蹄疫所造成 關於消化道運動的調節, 下列敘述何者正確? 腸的高張內容物越多, 胃的排空越強 腸的容量越多, 胃的收縮力越強 胃的容量越多, 胃的收縮力越強 胃泌素分泌越多, 胃的排空越強 嘔吐發生時, 伴隨著下列何種作用? 小腸前段的強力收縮 下食道括約肌的收縮 腹腔肌肉的放鬆 胸腔肌肉的放鬆 下列與排尿 (micturition) 有關的肌肉當中, 何者可受意志控制? 逼尿肌 (detrusor muscle) 會陰肌 (perineal muscle) 內尿道括約肌 (internal urethral sphincter) 外尿道括約肌 (external urethral sphincter) 攝取高鉀食物後, 可刺激下列何種激素的產生, 進而增加鉀離子在腎小管的分泌? 醛固酮 (aldosterone) 抗利尿素 (ADH) 副甲狀腺素 (PTH) 腎素 (renin) 有關皮質腎元 (cortical nephron) 與近髓質腎元 (juxtamedullary nephron) 特性之比較, 下列敘述何者錯誤? 皮質腎元之亨利氏環較短 皮質腎元的功能與重吸收及分泌較有關 近髓質腎元的數目遠多於皮質腎元之數目 近髓質腎元的功能與髓質的高張性 (hypertonicity) 維持較有關 下列何種荷爾蒙是由膽固醇轉換合成? 腎上腺素 (epinephrine) 生長激素 (growth hormone) 4 雌激素 (estrogen) 甲狀腺素 (thyroid hormones)
胰島素抑制胰臟的蘭氏小島 (the islets of Langerhans) 中 alpha cell 分泌升糖素 (glucagon), 是屬下列何種作用? 自泌作用 (autocrine) 內分泌作用 (endocrine) 外分泌作用 (exocrine) 旁泌作用 (paracrine) 小明和爸媽一起去百貨公司的第 20 樓層用餐, 小明搭電梯, 爸爸直接爬樓梯, 媽媽搭電扶梯一樓一樓逛至餐廳, 到達餐廳時, 誰的生長激素 (growth hormone) 分泌增加最明顯? 小明 媽媽 爸爸 三位均無明顯增加 有關心房牽張反射 (atrial stretch reflexes) 的敘述, 下列何者錯誤? 可促進心房利鈉胜肽 (ANP) 的分泌 副交感神經興奮的結果 與血壓的調控有關 可促進反射性的心跳過速 (reflex tachycardia) 下列何者為體內最主要心跳節律器 (pacemaker)? 房室結 (AV node) 竇房結 (SA node) 希氏束 (His s bundle) 心房肌 循環系統中何種血管之血壓最低? 大動脈 大靜脈 微血管 小動脈 表面抗原分化簇 8 受體 (CD8) 是下列何者之膜上標記? 毒殺性 T 細胞 (cytotoxic T cell) 輔助性 T 細胞 (helper T cell) 自然殺手細胞 (natural killer cell) 調節性 T 細胞 (regulatory T cell) 自體免疫疾病 (autoimmune disease) 是由體內何種細胞引起? B 細胞 (B cell) 毒殺性 T 細胞 (cytotoxic T cell) 輔助性 T 細胞 (helper T cell) 調節性 T 細胞 (regulatory T cell) 下列何種味覺接受器需透過 G 蛋白 (G protein) 的訊息傳遞? 酸和鹹 苦和甜 酸和苦 鹹和甜 下列何者是造成人死後數小時內肌肉會僵硬 (rigor mortis) 的主要原因? 缺少鈣離子導致肌動蛋白與肌凝蛋白緊密接合 缺少鈣離子導致肌動蛋白與肌凝蛋白鬆開 缺少 ATP 導致肌動蛋白與肌凝蛋白緊密接合 缺少 ATP 導致肌動蛋白與肌凝蛋白鬆開 正常情況下, 周邊組織的氧分壓 (Po 2 ) 及二氧化碳分壓 (Pco 2 ) 之值最接近 下列何者? 40 及 40 mmhg 100 及 40 mmhg 5 40 及 46 mmhg 100 及 46 mmhg
有關婦女產後泌乳期體內激素的變化, 下列敘述何者錯誤? 催產素 (oxytocin) 分泌增加 月經週期會被抑制 泌乳激素 (prolactin) 分泌增加 雌激素 (estrogen) 分泌增加 在炎熱的環境下, 長時間工作過度會發生下列何種危險? 因熱衰竭低血壓而昏倒 因熱衰竭高血壓而昏倒 因熱休克低體溫而昏倒 因熱休克高血量而昏倒 下列何種酵素之活性會影響 NADPH 的形成以及 glutathione 的還原狀態? pyruvate dehydrogenase lactate dehydrogenase alcohol dehydrogenase glucose 6 phosphate dehydrogenase 有關磷酸果糖激酶 1(phosphofructokinase 1, PFK 1) 活性調節作用的敘述, 下列何者錯誤? 檸檬酸 (citrate) 濃度增加時會對 PFK 1 產生抑制作用 fructose 2,6 bisphosphate 對 PFK 1 是一活化劑 (activator) 當血液中升糖素 (glucagon) 濃度增加會使 PFK 1 活性增加 AMP 是 PFK 1 之活化劑 人體劇烈運動後, 肌肉產生之乳酸會經由下列何種代謝路徑再進行葡萄糖之合成? glucose alanine cycle Calvin cycle Krebs cycle Cori cycle Pyruvate carboxylase 可催化糖質新生作用 (gluconeogenesis) 之起始反應, 下列何者可作為此酵素之異位活化劑 (allosteric activator)? acetyl CoA fructose 2,6 bisphosphate glucose 6 phosphate oxaloacetate 關於膽固醇的合成過程, 下列敘述何者錯誤? 會消耗 3 個 ATP 會需要 NADH 提供電子 需要乙醯乙酸 (acetoacetate) 參與 肝臟是合成膽固醇之主要器官 高膽固醇血症會增加動脈粥狀硬化之發生率, 目前常使用史達汀 (statins) 藥物來治療高膽固醇血症, 下列何者是史達汀的治療作用機制? 其構造類似二羥甲基戊酸 (mevalonate), 可與 HMG CoA reductase 產生競爭抑制作用 其構造類似維生素 E, 具強力抗氧化因而可減少泡沫細胞 (foam cell) 之形成 其構造類似膽酸, 可藉由增加膽酸之合成以促進膽固醇的排泄 史達汀本身具有抗發炎效果, 可以避免單核球分化成巨噬細胞 6
下列何種脂肪酸之代謝中間產物, 可調節脂肪酸進行氧化或合成反應? 乙醯輔酶 A(acetyl CoA) 丙二醯 - 輔酶 A(malonyl CoA) 丙醯 - 輔酶 A(propionyl CoA) 琥珀醯 - 輔酶 A(succinyl CoA) 下列何者是人體無法合成但是植物可以合成的脂肪酸? 棕櫚酸 (palmitic acid) 月桂酸 (lauric acid) 硬脂酸 (stearic acid) 亞麻油酸 (linoleic acid) 蛋白質變性 (denaturation) 是破壞下列何種蛋白質之構造? primary, secondary, and tertiary structures primary, secondary, and quaternary structures primary, tertiary, and quaternary structures secondary, tertiary, and quaternary structures 下列何者可作為直接透過 transamination 生合成 aspartic acid 之前驅物? alpha ketoglutarate pyruvate acetoacetate oxaloacetate 下列何者是決定蛋白質三級結構 (tertiary structure) 的最主要因素? 胺基酸序列 蛋白質分子的總電價 蛋白質分子的 proline 殘基數目 胺基酸的組成 下列胺基酸何者含有 sulfur atom? valine methionine leucine arginine Pseudogene 是指下列何種物質? 編譯非功能性蛋白質 (non functional protein) 的基因 非表現的基因 (nonexpressed gene) 突變的基因 (mutated gene) 具有多重啟動區域 (multiple promoter regions) 的基因 在 E. coli RNA polymerase 進行基因轉錄作用時, 由下列何者 subunit 負責與 DNA 序列結合? α β β' ω 若 mirna 與 mrna 發生完全互補作用時, 將會發生下列何種反應? 加速 mrna 轉譯作用 增加 mrna 的穩定性 降低 mrna 轉譯速率 促進 mrna 降解作用 在人類基因的遺傳密碼中, 下列何種胺基酸只有一組遺傳密碼子? Trp Lys Gln Gly 根據化學滲透式偶聯模型 (chemiosmotic coupling model), 電子傳遞時所產 生質子梯度的 H+, 會利用下列那一個分子回到粒線體基質? complex II coenzyme Q complex IV FoF1 complex 7
以氧濃度為橫座標 血紅素與氧鍵結飽和度為縱座標繪製曲線, 曲線呈 sigmoidal curve 的原因, 是因為血紅素與氧分子鍵結的特性為 : competitive cooperative noncompetitive noncooperative 關於酵素 E 催化反應物 A 代謝為產物 B 之敘述, 下列何者正確? E 可降低 A 的標準自由能 E 催化反應所需標準自由能較無酵素催化反應低 E 可降低 B 的標準自由能 E 催化反應時可降低反應平衡常數 若人體攝取過多碳水化合物時, 則會發生下列何種情形? 肝醣會轉化為糊精或 glucose 1 phosphate 粒線體內之檸檬酸會被送至細胞質分解為乙醯輔酶 A(acetyl CoA) 和草醯乙酸 (oxaloacetate) 脂肪酸會和肉鹼 (carnitine) 結合送至粒線體 乙醯輔酶 A 會轉化為酮體 (ketone bodies) 8