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112學測自然 第12題 詳解

古基因體・物種判讀 · 多選 · 題目出處:112 學年度學科能力測驗 自然考科(大學入學考試中心)

答案(A)(B)(C)看逐步解析 ↓

題目
巴博(Svante Paabo)因發現了已滅絕人族成員之基因體(DNA 之集合)並探討現代人(Homo sapiens)之演化歷程,獲得 2022 年諾貝爾生理-醫學獎。從尼安德塔人的化石中,他先發現了粒線體 DNA,定序了第一個百萬個核苷酸和第一版的核基因體序列。稍後,又發現一個新的人族成員-丹尼索瓦人(Denisovan),並且組裝其基因體序列。他的這些研究開發了全新而完整的材料,並開創了新的科學方法,為嶄新的古基因體學研究注入動力,以探索人族的演化過程。有關探討人類演化之科學進展,下列哪些正確?(應選 3 項)
(A) 要從化石人族之標本中取得粒線體 DNA 序列比取得細胞核 DNA 容易
(B) 要從尼安德塔人的核酸中取得相當連續的 DNA 序列比從現代人困難許多
(C) 假設丹尼索瓦人之最終學名為 Homo denisova,則此人與現代人非同一物種
(D) 核基因體序列所提供的證據徹底否定了由粒線體 DNA 資料推論之人類演化過程
(E) 挹注巴博古基因體學研究的材料和科技已經可以延伸使用到侏羅紀的人類標本上

逐步解析

  1. 1

    先看題目在考什麼

    這題在考古基因體學的基本觀念:古老標本中的 DNA 會高度破碎,因此不同來源的 DNA,能不能取得、能不能拼接,難易度不同;同時也考你怎麼用基因體資料判斷人族親緣與物種關係。
  2. 2

    判斷粒線體 DNA 比核 DNA 容易

    選項 (A) 正確。粒線體 DNA 在細胞內有很多拷貝數,化石標本即使經過長時間保存,仍較有機會留下可分析的片段;核 DNA 每個細胞只有兩套,量少、也更容易碎裂,所以從化石人族標本中取得粒線體 DNA 序列通常比取得細胞核 DNA 容易。
  3. 3

    比較古人與現代人核 DNA 的連續性

    選項 (B) 正確。尼安德塔人距今更久遠,遺留的 DNA 片段更短、更破碎,污染也更容易干擾,因此要取得相當連續的 DNA 序列,比從現代人困難許多;現代人的樣本新鮮完整,核酸較容易直接抽取與定序。
  4. 4

    用物種概念判斷丹尼索瓦人

    選項 (C) 正確。若丹尼索瓦人的最終學名為 Homo denisova\mathrm{Homo\ denisova},表示它被視為獨立物種;而現代人是 Homo sapiens\mathrm{Homo\ sapiens},學名不同,依二名法與物種概念可判定為非同一物種。
  5. 5

    看哪些選項在偷換古 DNA 的意義

    選項 (D) 錯。核基因體序列不是把粒線體 DNA 的結果「徹底否定」,而是提供更完整的證據去修正、補強或驗證演化關係;古基因體研究常是把粒線體與核 DNA 的資訊一起比對,建立更可靠的人類演化推論。選項 (E) 也錯。侏羅紀距今約數億年,DNA 早已遠超過可保存的時間尺度,古基因體學目前能處理的是近代到數十萬年尺度的遺傳材料,不能延伸到侏羅紀人類標本,因為那時連人類都尚未出現。
答案
(A)(B)(C)

關鍵觀念:#粒線體DNA #核基因體 #物種概念

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常見卡點
最容易錯在把「核基因體證據」誤認成「推翻粒線體 DNA」,以及把「物種名稱不同」看成只是名字不同而已。做題時要先判斷 DNA 的保存難度,再用學名與物種概念確認是否同種。

還是卡住嗎?

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