下列有關細胞訊號傳遞的敘述，何者最不適當？

本題觀念：

本題考查的是細胞訊號傳遞 (Cell Signaling) 的基本原理，特別是訊號的種類（化學與物理）以及訊息傳導（Signal Transduction）的定義。這屬於生物化學與細胞生物學的基礎範疇，是理解生理學與藥理學機制的基石。

選項分析

• A. 多細胞生物體可藉由細胞間互相交換眾多不同的訊號，來引發各種合適的反應

  • 正確。多細胞生物必須依賴複雜的細胞間通訊網絡（如內分泌、旁分泌、神經傳遞等）來協調生長、分化、代謝及免疫反應，以維持體內恆定（Homeostasis）。

• B. 細胞和生物體只會偵測環境中的化學訊號，而物理訊號則無法啟動細胞傳訊機制

  • 錯誤（最不適當）。細胞不僅能偵測化學訊號（如激素、神經傳遞物質），也能偵測物理訊號。
  • 證據：
    • 光 (Light)：視網膜上的光受器（Photoreceptors）透過光傳導（Phototransduction）將光能轉換為神經訊號。
    • 機械力 (Mechanical force)：聽覺毛細胞偵測聲波震動、皮膚的觸覺受器偵測壓力、血管內皮細胞偵測血流剪力（Shear stress）。這種將機械刺激轉換為生物化學訊號的過程稱為機械傳導 (Mechanotransduction)。
    • 溫度 (Temperature)：熱受器（Thermoreceptors）可偵測溫度變化。
    • 電位 (Voltage)：神經與肌肉細胞膜上的電壓敏感性離子通道可感測膜電位變化。

• C. 訊號分子是可被特異受體偵測到的訊息，可引發細胞做出適當反應

  • 正確。這是訊息傳遞的標準模型：配體（Ligand，即訊號分子）與具專一性的受體（Receptor）結合，改變受體構型，進而啟動下游的訊號路徑。

• D. 將訊號分子轉換成化學變化，即稱為訊息傳導（signal transduction），乃是活細胞普遍存在的一種特性

  • 正確。訊息傳導（Signal Transduction）的定義正是將細胞外的訊號（不論是物理或化學的）轉換為細胞內的生化反應（如磷酸化級聯反應、第二信使產生），最終導致細胞反應。這在所有活細胞（從細菌到人類）中都是普遍存在的機制。

答案解析

本題要求選出「最不適當」的敘述。選項 (B) 錯誤地排除了物理訊號啟動細胞傳訊的能力。事實上，物理訊號（如光、聲音、壓力、溫度）在生物感知環境中扮演關鍵角色，且同樣透過特定的受體（如機械敏感性離子通道）啟動訊息傳導路徑。因此，(B) 是正確答案。

核心知識點

考生應掌握 細胞訊息傳遞 (Cell Signaling) 的三大要素與通用流程：

1. 訊號種類 (Signal Types)：

   • 化學訊號：激素 (Hormones)、生長因子 (Growth factors)、神經傳導物質 (Neurotransmitters)、細胞激素 (Cytokines)。
   • 物理訊號：光 (Light)、機械力 (Mechanics/Touch/Sound)、溫度 (Temperature)、電位 (Voltage)。

2. 傳導流程 (Transduction Pathway)：

   • 接收 (Reception)：訊號分子與受體（膜受體或胞內受體）結合。
   • 傳導 (Transduction)：透過第二信使（如 cAMP, Ca²⁺, IP₃）或蛋白質磷酸化（Kinase cascades）進行訊號轉換與放大。
   • 反應 (Response)：引發特定的細胞效應（如基因表現改變、代謝酵素活性改變、細胞骨架重組）。

3. 關鍵機制：

   • Mechanotransduction (機械傳導)：對於聽覺、觸覺及血壓調節至關重要。
   • G-protein Coupled Receptors (GPCRs)：人體最大的受體家族，涉及光感知及多種化學訊號傳遞。

參考資料

1. Signal transduction - Wikipedia: 定義訊息傳導是將化學或物理訊號透過一系列分子事件傳遞至細胞內的過程。(https://en.wikipedia.org/wiki/Signal_transduction)
2. Mechanotransduction - PubMed: 詳細說明細胞如何將物理環境中的力學訊號轉換為生化訊號。(https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23737212/)
3. Cell Signaling: 生物學教科書 (如 Campbell Biology) 關於細胞通訊的章節，明確指出訊號包含光與觸覺等物理形式。