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
逐步解析
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1
先抓題眼
這題在考「基因表現的位置」與「基因產物如何影響性別決定」。題幹已經給你關鍵線索:低溫時 Kdm6b 蛋白量較高,能促進 Dmrt1 基因表現;高溫時 Kdm6b 蛋白量較低,Dmrt1 幾乎不表現。也就是說,Kdm6b 是上游調控者,Dmrt1 是下游效應者,最後影響雄性發育。 -
2
觀念釐清
真核生物的「轉錄」在細胞核內進行,因為 DNA 在細胞核;「轉譯」在細胞質的核糖體上進行,因為 mRNA 出核後才被翻譯成蛋白質。若題目說的是基因表現、蛋白質量變多,通常要分清楚:基因先轉錄成 RNA,再轉譯成蛋白質。 -
3
逐項判析
(A) 錯。題幹說性別由孵化環境溫度決定,不是由「有沒有某個基因」決定。雌雄個體都可能具有 Dmrt1 基因,差別在於是否表現、表現量高低,而不是只有雄性才有。這是常見迷思:把「基因存在」和「基因表現」混為一談。
(B) 對。題幹指出在 26 °C 時 Dmrt1 會表現,且胚胎發育為雄性,因此可推論 Dmrt1 蛋白質可能參與並促進雄性性器官的發育。雖然題目沒直接寫「促進雄性器官」,但由雄性發育結果可合理推論其功能。
(C) 錯。Dmrt1 基因與 Kdm6b 基因都是真核生物的基因,基因的轉錄都應在細胞核內進行,不會一個在核內、一個在細胞質內轉錄。細胞質沒有 DNA,無法進行基因轉錄。
(D) 對。兩個基因都先在細胞核內轉錄成 mRNA,之後 mRNA 進入細胞質,在核糖體上進行轉譯,產生相對應蛋白質。所以「轉錄後都在細胞質中進行轉譯」正確。
(E) 對。題幹明講 Kdm6b 蛋白質量較高時,會促進 Dmrt1 基因表現 RNA,也就是 Kdm6b 蛋白質在細胞核中幫助 Dmrt1 的轉錄,符合基因調控的敘述。 -
4
回到題幹機制
整體流程可整理成:低溫 26 °C → Kdm6b 蛋白較多 → 在細胞核促進 Dmrt1 轉錄 → Dmrt1 蛋白增加 → 胚胎走向雄性發育;高溫 32 °C 則相反,Kdm6b 少,Dmrt1 幾乎不表現,走向雌性發育。這題的核心不是背物種,而是能看懂「上游調控蛋白、下游基因表現、核內轉錄、質內轉譯」四件事。 -
5
答案收束
因此正確選項為 (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
常見卡點
把「有基因」和「有表現」混在一起
還是卡住嗎?
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