第二次專門職業及生理學與生物化學106 年第 34 題單選題
真核生物染色體有別於細菌,需要多個 DNA 複製起始點(multiple DNA replication origins),下列何者是其最主要的理由?
A真核生物染色體通常無法進行雙向複製作用
B真核生物基因體如同細菌染色體一樣均屬於非環狀的構造
C真核生物 DNA polymerase 的 processivity 相較於細菌者慢
D若一條染色體只有單一個複製起始點會使染色體的複製速率變慢正確答案
D正確答案
真核染色體超長,單一起始點會讓複製耗時過久,需多個 origins 平行進行以加速。
為什麼答案是 D
正解。人類染色體達數千萬至上億 bp,若只有一個 origin,以真核聚合酶速度需數週才能完成;多起始點可平行複製,讓 S 期在數小時內完成。
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完整詳解
Pro · 無限重點 真核染色體超長,單一起始點會讓複製耗時過久,需多個 origins 平行進行以加速。
逐選項分析
A✕
錯誤。真核生物 DNA 複製同樣是雙向複製 (bidirectional),從每個 origin 向兩側形成複製叉。
B✕ 陷阱
敘述本身錯誤:真核染色體是線形 (linear),細菌染色體才是環狀 (circular),兩者並不「一樣」。且與需要多起始點無直接因果。
C✕ 陷阱
真核 DNA pol 的 processivity 確實較慢 (~50 nt/s vs 細菌 ~1000 nt/s),但這只是附帶因素;核心原因仍是「基因體太大」需多點同時複製。
D✓ 正確
正解。人類染色體達數千萬至上億 bp,若只有一個 origin,以真核聚合酶速度需數週才能完成;多起始點可平行複製,讓 S 期在數小時內完成。
真核 vs 原核 DNA 複製比較
| 項目 | 原核(細菌) | 真核 | 備註 |
|---|
| 染色體構造 | 環狀 | 線形 | 真核另有端粒 |
| 複製起始點 | 單一 (oriC) | 多個 | 人類約3萬個 |
| 複製方向 | 雙向 | 雙向 | 皆有兩條複製叉 |
| 聚合酶速度 | 快 (~1000 nt/s) | 慢 (~50 nt/s) | 真核更需多點 |
| 完成時間 | 約40分鐘 | S期數小時 | 靠多origin加速 |
C 選項是「事實正確但非最主要理由」的經典陷阱。聚合酶慢確實是一個因素,但命題要的是「最主要」——即基因體龐大導致的複製時間問題,這才是演化上需要多 origin 的根本壓力。