115年:眼球生理(2)

關於水晶體的敘述,下列何者正確?①隨著年齡的增長,水晶體會吸收較短波長的可見光並呈現出黃至棕色 ②隨著年齡的增長,水晶體會反射較短波長的可見光並呈現出黃至棕色 ③老年性核型白內障(age-related nuclear cataract)呈現的顏色是由於載色體(chromophores)的累積而造成的 ④老年性核型白內障(age-related nuclear cataract)呈現的顏色是由於黑色素(melanin pigments)的累積而造成的

A僅①
B僅①③
C僅②
D僅②④

詳細解析

本題觀念

水晶體在年輕時相對透明,能讓可見光通過並協助聚焦;隨年齡增加,水晶體蛋白質會發生氧化、聚集與化學修飾,光學性質也隨之改變。老化的水晶體對紫外線及較短波長的可見光吸收增加,因此透過的光譜成分改變,外觀可由淡黃逐漸加深為黃褐色,嚴重時可呈棕色。這是「吸收」造成的選擇性減少,不是把短波長光單純反射出去。

老年性核型白內障(age-related nuclear cataract)的色澤,和水晶體內逐漸累積的載色體(chromophores)及相關蛋白質化學變化有關。載色體是能選擇性吸收特定波長、使物質呈現顏色的分子或結構;它不是黑色素。解題要分別判斷①至④,再看組合選項,不能只因①正確就忽略③。

選項分析

A 僅①,錯誤。 敘述①確實正確:年齡增加後,水晶體對較短波長可見光的吸收增加,外觀可呈黃至棕色。然而敘述③也正確,所以不能選擇只包含①的組合。

B 僅①③,正確。 ①描述的是老化水晶體的光譜吸收變化;③指出核型白內障的黃褐色與載色體累積相關,兩者都符合水晶體老化及核部混濁的機轉。

C 僅②,錯誤。 ②將主要機制寫成反射較短波長光。水晶體老化的重點是對紫外線與短波長可見光的吸收增強,並非以反射短波長光作為呈色原因;此外③仍然成立,因此「僅②」也不對。

D 僅②④,錯誤。 ②的方向把吸收誤寫成反射;④則把載色體相關的顏色變化誤認為黑色素(melanin pigments)累積。眼睛的水晶體核型混濁並不是黑色素沉積所造成,故這個組合沒有正確保留真正的①與③。

答案解析

本題採 B,因為正確敘述是①與③。記憶路徑可拆成兩段:先看光,老化水晶體「吸收」較多短波長光,所以通過的短波長成分減少;再看顏色,核型白內障的黃、棕或更深色澤與載色體累積及水晶體蛋白質變化有關。短波長光被吸收後,剩餘光譜的比例改變,肉眼便看到較暖的黃褐色。這套解釋同時支持①與③,也直接排除②與④。

核心知識點

  1. 水晶體老化:透明度下降,對紫外線及短波長可見光的吸收增加。
  2. 核型白內障:水晶體核部逐步由透明轉為黃、棕,甚至更深的棕色混濁。
  3. 載色體:能造成選擇性光吸收與呈色的分子,累積可促成黃褐色外觀。
  4. 黑色素不是本題核型白內障顏色的主要來源。
  5. 「吸收」與「反射」要分清楚:吸收是光能被物質留住並改變透射光譜;反射則是光從表面返回,兩者在本題不能互換。

遇到複合敘述題,可先逐句標記光學機制與生化來源,再檢查組合是否完整包含所有正確句子;本題因此由①、③推得 B。

參考資料

  1. Human lens aging and short-wavelength absorption
  2. Lens chromophores and age-related nuclear cataract
  3. Nuclear cataract—NCBI MedGen
  4. Cataract
  5. Age-related changes in lens color and chromophores