14. A patient is diagnosed with a bacterial infection and is prescribed penicillin. However, the bacteria are resistant to the antibiotic and continue to grow. Which structural feature most likely enables these bacteria to survive despite the presence of penicillin?
(A) A Gram-negative cell wall with an outer membrane that protects a thin peptidoglycan layer.
(B) A thick peptidoglycan layer in the bacterial cell wall.
(C) High concentrations of lipopolysaccharides stored inside the cytoplasm.
(D) A cell wall composed primarily of long polypeptides instead of peptidoglycan.
(E) The absence of a plasma membrane, which prevents the drug from entering the cell.
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統計: A(2), B(0), C(0), D(1), E(1) #3847730
統計: A(2), B(0), C(0), D(1), E(1) #3847730
詳解 (共 2 筆)
#7429670
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14. A patient is diagnosed with a bacterial infection and is prescribed penicillin. However, the bacteria are resistant to the antibiotic and continue to grow. Which structural feature most likely enables these bacteria to survive despite the presence of penicillin?
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<一名患者被診斷為細菌感染,並被處方青黴素。然而,這些細菌對該抗生素具有抗藥性並持續生長。哪一種結構特徵最可能使這些細菌即使在青黴素存在下仍能存活?>題目在問
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1.A patient is diagnosed with a bacterial infection... <病人得到細菌感染。>
2.and is prescribed penicillin. <醫生給病人使用 Penicillin 治療。>
3.However, the bacteria are resistant to the antibiotic... <但是細菌有抗藥性,Penicillin 對它沒有效。>
4.and continue to grow. < 所以細菌還是繼續生長。>
最後真正的問題
Which structural feature most likely enables these bacteria to survive...?
意思就是:
細菌身上的哪一種結構最可能讓它不會被 Penicillin 殺死?
觀念:Penicillin 一定要能接觸到 peptidoglycan 才能發揮作用。
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因為Penicillin 一定要接觸到 peptidoglycan 中的 PBPs,才能抑制細胞壁合成並殺死細菌。
因此,找選項中哪一個結構會讓 Penicillin 更難接觸到 peptidoglycan?就是答案
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因此要找找具有阻擋作用的結構的選項。題目要找的是:哪一個結構會讓 Penicillin 不容易接觸到 peptidoglycan?
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(A) Gram-negative cell wall with an outer membrane ,對
觀念:
Penicillin 一定要接觸到 peptidoglycan 中的 PBPs,才能殺死細菌 才有毒性。
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所以選項A在說gram negative比較不容易讓 penicillin 到達作用位點(PBPs)。細菌比較容易存活
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Penicillin 的作用有一個很明確的目標:
peptidoglycan layer 裡的 PBPs(penicillin-binding proteins)
☆ 關鍵阻擋結構:outer membrane(外膜)
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外膜是一個極佳的物理屏障,上面雖然有孔洞蛋白(Porins),但 Penicillin 的分子結構較大且具疏水性,很難穿透這些孔洞進入到內側的周質空間(Periplasmic space)。

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在正常情況下,Penicillin 會進入細菌外層,接觸到細胞壁合成相關的 PBPs。PBPs 被抑制後,細菌無法正常形成細胞壁,細胞壁會變弱,最後因為內部壓力而破裂死亡,滲透壓撐爆細菌 會 lysis
但是在 Gram-negative 細菌中,外面有一層 outer membrane(外膜)。這層外膜會讓 Penicillin 很難進入細胞內側的 periplasm 空間,所以藥物比較難到達 PBPs。結果就是 Penicillin 不能順利抑制細胞壁合成,無法抑制細胞壁交聯,細菌就比較不會被殺死,仍然可以存活。
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所以 (A) 是答案。
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(B) A thick peptidoglycan layer ❌
厚 ≠ 保護。
肽聚醣再厚,只要暴露在外面,Penicillin 還是能接觸到這個厚的peptidoglycan layer。
Penicillin(青黴素)攻擊的是 peptidoglycan(肽聚醣)細胞壁。
題目選項 (B) A thick peptidoglycan layer(厚的肽聚醣層) 之所以不是答案,是因為
Gram-positive(革蘭氏陽性菌) 的細胞壁雖然有很厚的肽聚醣層。
但這層肽聚醣是直接暴露在外面,沒有外膜遮住。
因此,Penicillin 還是很容易接觸到它的作用目標(肽聚醣中的合成酵素),並抑制細胞壁合成
所以✘ 不是答案。
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(C) High concentrations of lipopolysaccharides stored inside the cytoplasm ❌
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(細胞質內儲存高濃度的脂多醣。)
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這個選項錯誤有兩個原因:
① LPS 的位置描述錯誤。
Lipopolysaccharide (LPS,脂多醣) 是革蘭氏陰性菌外膜(outer membrane)外層的重要成分。
它是外膜的結構之一,並不會大量儲存在細胞質(cytoplasm)內。
因此,stored inside the cytoplasm本身就是錯誤的敘述。
② LPS 不是 Penicillin 的作用目標,也不是抗藥性的主要結構。
Penicillin 的作用目標是 peptidoglycan 中的 PBPs(penicillin-binding proteins)。
真正影響 Penicillin 是否能到達 PBPs 的,是外膜(outer membrane)形成的屏障,而不是細胞質中的 LPS。
(D) A cell wall composed primarily of long polypeptides instead of peptidoglycan ❌
(細胞質內儲存大量脂多醣)
兩個地方有錯誤
❌ 第一個錯:位置錯了
Lipopolysaccharides (LPS,脂多醣) 不存在於細胞質(cytoplasm)。
LPS 是 Gram-negative(革蘭氏陰性菌)外膜(outer membrane) 的主要成分。
因此,D選項寫LPS stored inside the cytoplasm(儲存在細胞質內)本身就是錯誤描述。 Lipopolysaccharides脂多醣(LPS)應該是位於外膜的外層。
❌ 第二個錯:阻擋 Penicillin 的原因也錯了
Penicillin 要作用,必須穿過外膜到達細胞壁附近,才能抑制 peptidoglycan 的合成。
真正降低 Penicillin 進入的是外膜(outer membrane),而不是細胞質中的 LPS。
換句話說,外膜形成物理屏障,限制藥物進入;不是因為細胞質內有很多 LPS。
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(E) The absence of a plasma membrane, which prevents the drug from entering the cell.
(缺乏細胞膜,因此阻止藥物進入細胞。)
錯(❌)
① 生物學上不可能。
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所有活的細菌都必須具有 plasma membrane(細胞膜)。
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細胞膜負責維持細胞內外環境、控制物質進出。
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如果沒有細胞膜,細胞內容物會流失,細菌根本無法存活,更不可能造成感染或持續生長。
② Penicillin 不是進入細胞質(cytoplasm)作用。
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Penicillin 的作用目標是 peptidoglycan(肽聚醣)中的 PBPs(penicillin-binding proteins)。
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PBPs 位於細胞膜外側、周質空間(periplasm)一側,並不是位於細胞質內。
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因此,D說penicillin進入細胞不對,penicillin應該是作用在細胞膜外側才對

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