115分科測驗生物 第12題 詳解

答案(B) 萃取出麵包中含有的 DNA，利用酵母菌 DNA 的專一性引子進行 PCR，再分析所得 DNA 的序列看逐步解析 ↓

逐步解析

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   先確認樣本狀態

   百年的窯烤麵包經歷過高溫烘焙與長期存放，裡面的酵母菌早就死透了，只剩下被降解成短片段、含量極低的古 DNA，而且混雜著小麥、汙染細菌甚至經手者的 DNA。這一步決定了整題的方向：凡是需要「活菌」的做法一開始就出局，可行的路徑只能從殘存的 DNA 下手。
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   PCR 同時解決兩個難題

   把麵包中的總 DNA 萃取出來後，用酵母菌基因組上專一的引子進行 PCR，例如針對核糖體 RNA 基因之間的 ITS 區設計引子。專一性引子只與酵母菌的序列互補，能在一團混雜的 DNA 中選擇性擴增目標片段，順便解決「量太少」與「太混雜」這兩個難題；把擴增產物定序，再與資料庫比對，就能判定是哪一種或哪幾種酵母菌。這正是 (B) 的流程。
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   另外三項錯在哪

   (A) 把 DNA 轉殖入小鼠胚胎細胞，哺乳類細胞不會正確表現酵母菌的基因；而且 $\mathrm{CO_2}$ 生成量只是代謝速率的指標，各種酵母菌都會產生 $\mathrm{CO_2}$，量的多寡完全無法用來鑑別物種。(C) 的前提「重新培養」不成立，死菌無法復育；退一步說，釀酒酵母有 16 條染色體且每一條都極小，光學顯微鏡下的核型分析解析度遠遠不足以區分近緣的酵母菌種。(D) 同樣要有活菌，且農桿菌轉殖是把 T-DNA 送進植物細胞的技術，觀察植物的生理變化與判定酵母菌的種類之間毫無因果關聯。
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   結論

   答案選 (B)。誘答冠軍是 (C)：染色體核型分析在課本裡確實是「判別物種與染色體異常」的工具，看到熟悉的技術就容易勾選，卻忽略它的兩個前提——必須有活的分裂中細胞，而且染色體要夠大、帶紋要夠清楚。考古樣本兩個條件都不符合。凡是題目出現古老、化石、遺骸這類字眼，鑑定物種的標準答案幾乎一定是萃取 DNA 加上 PCR 擴增後定序。

關鍵觀念：#DNA定序 #PCR #古生物技術

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