115學測自然 第39題 詳解

親緣樹・拓樸 · 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）

答案(A)(D)看逐步解析 ↓

題目

$\textit{Dmrt1}$ 基因從「共同祖先」之祖先型演化出線蟲、昆蟲和魚類，乃至兩生類、爬蟲類、鳥類和哺乳類等不同衍生型的版本，形成一個基因族。發展至今，此基因族是一個高度保守（即大體上維持與過去相同），而且其成員間能忠實反映類群演化的分子性狀。今以巴西龜的 $\textit{Dmrt1}$ 基因對青蛙、大鼠、蛇、蜥蜴、鱷魚及鳥的同源 DNA 做親緣分析，得圖 14，則下列圖示哪些合理？（應選 2 項；五個選項均為親緣樹，如圖）
(A) 由左至右為 青蛙、大鼠、烏龜、鳥、鱷魚、蛇、蜥蜴；青蛙最早分出，其次大鼠，其餘分成 (烏龜,(鳥,鱷魚)) 與 (蛇,蜥蜴) 兩群
(B) 由左至右為 大鼠、青蛙、烏龜、鱷魚、鳥、蛇、蜥蜴；大鼠最早分出，其次青蛙
(C) 由左至右為 大鼠、青蛙、鳥、烏龜、蛇、鱷魚、蜥蜴；大鼠最早分出，且鳥與烏龜配成一對、鱷魚與蜥蜴配成一對
(D) 由左至右為 青蛙、大鼠、蜥蜴、蛇、烏龜、鱷魚、鳥；青蛙最早分出，其次大鼠，其餘分成 (蜥蜴,蛇) 與 (烏龜,(鱷魚,鳥)) 兩群
(E) 由左至右為 青蛙、鱷魚、烏龜、蛇、蜥蜴、鳥、大鼠；青蛙最早分出，而大鼠被放在最內側（最晚分出）

逐步解析

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   一、先帶學生讀圖

   先看圖 14 的分支先後：最外側先分出的是青蛙，再來是大鼠；剩下的爬蟲與鳥類中，巴西龜先分出，而鱷魚和鳥互為姊妹群；另一支則是蜥蜴和蛇互為姊妹群。也就是括號式可寫成 (青蛙, (大鼠, ((巴西龜, (鱷魚, 鳥)), (蜥蜴, 蛇))))。
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   二、判斷選項 A

   (A) 的拓樸是 (青蛙, (大鼠, ((烏龜, (鳥, 鱷魚)), (蛇, 蜥蜴))))。它保留了青蛙先分出、大鼠次分出，且把後面的兩群畫成「烏龜加上鱷魚鳥群」與「蛇蜥蜴群」，這和圖 14 的關係完全一致，所以正確。
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   三、判斷選項 B、C

   (B) 把大鼠畫成最先分出、青蛙其次，直接顛倒了圖 14 的前兩層，因此錯。 (C) 雖然也把大鼠放在最先分出的前端，但它又把鳥和烏龜配成姊妹群、鱷魚和蜥蜴配成姊妹群，這與圖 14 的姊妹群關係不符，因此錯。
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   四、判斷選項 D、E

   (D) 的拓樸是 (青蛙, (大鼠, ((蜥蜴, 蛇), (烏龜, (鱷魚, 鳥)))))，與圖 14 一樣是青蛙先、大鼠次，且後面分成「蜥蜴蛇群」與「烏龜加上鱷魚鳥群」，只是左右位置對調，拓樸不變，所以正確。 (E) 把大鼠放到最內側，等於說大鼠最晚分出；但圖 14 明明是大鼠早於爬蟲與鳥類分出，因此錯。
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   五、整理正解與陷阱

   本題重點不是末端物種從左到右怎麼排，而是「誰先分出」以及「誰和誰是姊妹群」。因此應選 $(A)$、$(D)$。

關鍵觀念：#親緣樹拓樸 #姊妹群判讀 #分支先後