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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

答案(B)(D)(E)看逐步解析 ↓

逐步解析

  1. 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. 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. 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. 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。

還是卡住嗎?

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