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113學測自然 第7題 詳解

尼龍菌・演化 · 多選 · 題目出處:113 學年度學科能力測驗 自然考科(大學入學考試中心)

答案(B)(E)看逐步解析 ↓

題目
一種微球菌 Paenarthrobacteria ureafaciens K172(簡稱 K172)在 1975 年被發現存活於尼龍工廠的汙水池中。此菌具有特別的 nylonase 酵素,能消化人造的尼龍分子,因此被稱為吃尼龍菌。然而,尼龍之發明及使用始於 1935 年,此之前 P. ureafaciens 從未接觸過尼龍。由演化的觀點視之,可用下列哪些論點解釋此菌能夠存活在尼龍工廠的汙水池中?(應選 2 項)
(A) K172 是基因改造生物
(B) P. ureafaciens 的 DNA 的鹼基序列發生改變
(C) K172 遵循細胞來自細胞的細胞學說
(D) K172 遵循孟德爾遺傳法則而來
(E) 達爾文提出的天擇所造成的生物適應現象

逐步解析

  1. 1

    先抓題意:考演化,不是考工程

    題目要你用演化觀點解釋 K172 為何能活在尼龍汙水池。關鍵不是「人為做出來」,而是族群中先有可利用尼龍的變異,再經環境篩選保留下來。
  2. 2

    B 項:DNA 序列改變,能提供新性狀

    細菌能分解尼龍,必須先有能產生 nylonase 的遺傳變異。DNA 鹼基序列改變會造成蛋白質或酵素性質改變,這正是突變的來源,也是新能力出現的基礎。
  3. 3

    E 項:天擇讓有利變異留下來

    在尼龍工廠汙水池中,能分解尼龍的個體比較容易獲得養分、存活並繁殖,因此這些個體的比例會上升。這就是達爾文的天擇:環境保留適合者,造成族群適應。
  4. 4

    逐項判析:A、C、D 為何不對

    (A) 基因改造生物是人為直接改變基因,題目已明說 K172 在尼龍發明前就存在,不能用人工改造解釋。
    (B) 正確,DNA 序列改變可形成新酵素功能。
    (C) 細胞來自細胞是細胞學說,說的是細胞的來源,不是解釋適應新環境的演化機制。
    (D) 孟德爾遺傳法則描述性狀如何由親代傳給子代,無法單獨解釋「為何會出現可分解尼龍的變異」以及「為何這種變異能被保留下來」。
    (E) 正確,天擇會使能利用尼龍的菌在環境中存活並擴增。
  5. 5

    收束:答案是 B、E

    因此,能解釋 K172 存活於尼龍汙水池的演化論點是:先有 DNA 序列改變產生 nylonase 的變異,再經自然選擇保留這個有利性狀。故選 (B)(E)。
答案
(B)(E)

關鍵觀念:#突變 #自然選擇 #適應

常見卡點
最容易把「有特殊酵素」直接聯想到基因改造,或把「遺傳法則」誤當成「演化機制」。這題要先分清楚:突變提供變異,天擇決定留下來;細胞學說和孟德爾遺傳都不是主角。

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