115學測自然 第37題 詳解
基因表現・溫控性別 · 多選 · 題目出處:115 學年度學科能力測驗 自然考科(大學入學考試中心)
題目
【37-39 題為題組】巴西龜(Trachemys scripta)的性別是由受精卵孵化時的環境溫度所決定。將卵置於 26 °C,性別決定基因 Dmrt1 會表現出來,胚胎發育為雄性。將卵置於 32 °C,Dmrt1 基因不會表現,胚胎發育為雌性。
進一步的研究發現,Kdm6b 基因會影響 Dmrt1 基因的表現與否,即 Kdm6b 蛋白質的量相對較高時,會促進 Dmrt1 基因表現 RNA,進而產生更多的 Dmrt1 蛋白質。在 26 °C 時,Kdm6b 蛋白質的表現量相對較高,於是活化 Dmrt1 基因。在 32 °C 時,Kdm6b 蛋白質的表現量相對低,使得 Dmrt1 基因幾乎不表現。
關於 Dmrt1 與 Kdm6b 兩基因的敘述或推論,下列哪些正確?(應選 3 項)
(A) Dmrt1 基因存在於雄性巴西龜,雌性則沒有
(B) Dmrt1 蛋白質可能會促進雄性性器官的發育
(C) Dmrt1 基因在細胞核中進行轉錄,Kdm6b 基因在細胞質中進行轉錄
(D) Kdm6b 基因與 Dmrt1 基因轉錄後,都在細胞質中進行轉譯
(E) Kdm6b 蛋白質會在細胞核中幫助 Dmrt1 基因的轉錄
進一步的研究發現,Kdm6b 基因會影響 Dmrt1 基因的表現與否,即 Kdm6b 蛋白質的量相對較高時,會促進 Dmrt1 基因表現 RNA,進而產生更多的 Dmrt1 蛋白質。在 26 °C 時,Kdm6b 蛋白質的表現量相對較高,於是活化 Dmrt1 基因。在 32 °C 時,Kdm6b 蛋白質的表現量相對低,使得 Dmrt1 基因幾乎不表現。
關於 Dmrt1 與 Kdm6b 兩基因的敘述或推論,下列哪些正確?(應選 3 項)
(A) Dmrt1 基因存在於雄性巴西龜,雌性則沒有
(B) Dmrt1 蛋白質可能會促進雄性性器官的發育
(C) Dmrt1 基因在細胞核中進行轉錄,Kdm6b 基因在細胞質中進行轉錄
(D) Kdm6b 基因與 Dmrt1 基因轉錄後,都在細胞質中進行轉譯
(E) Kdm6b 蛋白質會在細胞核中幫助 Dmrt1 基因的轉錄
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逐步解析
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1
整理因果鏈
先把題幹給的關係整理成一條鏈。26 度時 Kdm6b 蛋白質的量相對高,去活化 Dmrt1 基因,Dmrt1 轉錄出 RNA、轉譯出較多的 Dmrt1 蛋白質,胚胎發育為雄性;32 度時 Kdm6b 蛋白質的量相對低,Dmrt1 幾乎不表現,胚胎發育為雌性。這條鏈裡的兩個基因都寫在同一份烏龜基因體上,溫度改變的只是「表不表現」。接下來的選項,就靠這條鏈再加上真核細胞轉錄與轉譯的場所去判斷。 -
2
基因在不在
(A) 說 Dmrt1 基因只存在於雄性巴西龜、雌性則沒有。這題的前提是性別由孵化時的環境溫度決定,同一窩卵的基因體本來就相同,溫度改變的是基因的表現與否,不是基因的有無;32 度孵出的雌龜身上一樣帶著 Dmrt1,只是它幾乎不表現。把「不表現」讀成「沒有這個基因」,(A) 錯。
(B) 說 Dmrt1 蛋白質可能會促進雄性性器官的發育:26 度有表現就發育為雄性、32 度不表現就發育為雌性,兩相對照,這是題幹直接支持的合理推論,(B) 無誤。 -
3
轉錄在哪裡
(C) 說 Dmrt1 在細胞核中轉錄、Kdm6b 在細胞質中轉錄。真核細胞的核基因通通在細胞核內轉錄,DNA 不會跑到細胞質去當模板,兩個基因沒有理由分家,(C) 錯。
(D) 說兩個基因轉錄後都在細胞質中進行轉譯:轉錄產生的 mRNA 經加工後穿過核孔進入細胞質,在核糖體上由 tRNA 依序送來胺基酸完成轉譯,這是真核細胞的通則,兩者都適用,(D) 無誤。 -
4
調控在核內
(E) 說 Kdm6b 蛋白質會在細胞核中幫助 Dmrt1 基因的轉錄。題幹寫得很清楚:Kdm6b 蛋白質的量相對較高時,會促進 Dmrt1 基因表現 RNA,也就是促進轉錄這一步。而轉錄的場所在細胞核、作用的對象是核內那一段 Dmrt1 基因,所以 Kdm6b 蛋白質在細胞質被轉譯出來之後,必須進入細胞核才能發揮這個調控功能,(E) 無誤。三項一併對照,答案選 (B)(D)(E)。
答案
(B)(D)(E)
關鍵觀念:#基因表現 #轉錄與轉譯 #細胞核與細胞質
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常見卡點
最容易錯的是 (A):看到「雄性才表現」就順手推成「雌性沒有這個基因」。請把「基因有沒有」和「基因表不表現」徹底切開——在溫度決定性別的系統裡,全部個體的基因體都一樣,變動的只有表現量。第二個坑是 (C):多選題最愛在「場所」上動手腳,牢記真核細胞一律核內轉錄、細胞質轉譯,看到把某個基因的轉錄搬到細胞質的敘述就直接刪掉。
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