DNA
113分科生物考科_20
[題組:第20題到第22題]靈長類的非類人猿都有尾巴，而類人猿尾巴卻都已消失（圖 7，Ma 代表百萬年）。最近科學家發現 TBXT 基因和類人猿尾巴喪失有關。靈長類 TBXT 基因的外顯子 5（E5）及外顯子 6（E6）間的第 5 內含子序列中都存在一個 AluSx1 元素序列（圖 8a）。非類人猿的 TBXT RNA 會進行正常的 RNA 剪接，將所有的外顯子連接成為成熟 mRNA，並且轉譯成為 TBXT 全長型蛋白質（圖 8a）。類人猿的 TBXT RNA 雖也會進行正常的 RNA 剪接產生成熟型 TBXT mRNA 並轉譯出 TBXT 全長型蛋白質（圖 8b），然而研究顯示類人猿的 TBXT 基因的第 6 內含子序列上則多出一段 AluY 元素序列（圖 8b）。由於 AluSx1 與 AluY 兩個元素序列剛好相反，因此類人猿 TBXT RNA 上的 AluSx1 與 AluY 的序列剛好可以配對形成一個髮夾狀特殊結構，並將 E6 區域包含在此結構上（圖 8b），結果導致 TBXT RNA 產生選擇性剪接（alternative splicing: AS；圖 8b），使 E6 被剪掉，產生一個較短的 TBXT mRNA，並轉譯出 TBXT 截短型蛋白質（圖 8b）。換句話說，類人猿的細胞中，同時存在有 TBXT 的全長型及截短型蛋白質（圖 8b），並推測截短型蛋白質可誘導類人猿尾巴丟失。研究人員接著選擇有尾巴的小白鼠進行基因轉殖，建構基因突變雜合子小鼠，使該鼠有一個 TBXT 基因是不含 E6 外顯子，亦即此小鼠同時可表達全長型和截短型蛋白質，結果證明 TBXT 截短型蛋白質確實足以誘發尾部丟失。值得一提的是全長型 TBXT 蛋白質對胚胎發育至關重要，小鼠缺乏全長型 TBXT 蛋白質則會死亡。依本文內容及已習得相關知識回答 20-22 題。
20. 下列哪些動物的 TBXT基因具有 AluY？
(A) 狐猴
(B) 長臂猿
(C) 紅毛猩猩
(D) 舊世界猴
(E) 人
113分科生物考科_21
[題組:第20題到第22題]21. 下列與選擇性剪接相關之敘述，哪些正確？
(A) 在 TBXT 基因 E5 與 E6 之間的內含子序列，經選擇性剪接不一定會被切除
(B) 選擇性剪接使全長和截短型 TBXT mRNA 不能同時出現在同一細胞
(C) 全長和截短型 TBXT mRNA 只差在有無 E6 序列
(D) 選擇性剪接使類人猿的 TBXT 基因產生了功能不一樣的 TBXT 蛋白質
(E) 細菌細胞也具有選擇性剪接功能
答案
113分科生物考科_22
113分科生物考科_23
[題組:第23題到第25題]個體的大小、膚色等外部形態之變異，常受基因表現程度的影響。以不同品系的狗為例，其身型、大小甚至毛色皆極為不同，以小型犬吉娃娃與大型犬大麥町為例，其體重差距可高達十倍之多，而此形態之不同是近百年來育種的結果。科學家為了解在基因層面如何造成品系之間的個體差異，進行全基因體的序列分析。以純品系的 4 種小型犬及 4 種大型犬的 DNA 序列做比較，發現在染色體 15 上有 2 個基因座與個體大小決定相關，並進一步分析單核苷酸多型性（single nucleotide polymorphism：SNP）。SNP 是指族群中不同個體同一 DNA 片段同位點核苷酸的多型性，可導致基因序列的多樣性。多型性是自然界中常見現象，與生物表現型的多樣性相關，因此可做為分子標記來研究各 SNP 與性狀的相關性。研究人員又發現小型犬血清中之 IGF1 蛋白質濃度明顯低於大型犬 IGF1 的濃度；小型犬的 IGF1 mRNA 量只有大型犬的 30%左右。這項研究顯示，IGF1 的表現量對個體大小的決定扮演很重要的角色。請依本文所述及相關知識，回答 23-25 題。
23. 基於上述分析，下列推論何者正確？
(A) DNA 序列變異造成基因表現量不同而造成個體差異
(B) IGF1 的表現量影響 SNP 的分布
(C) SNP 無法應用在尋找可能導致疾病的基因
(D) 染色體 15 上只有一個基因影響個體大小之決定
114分科生物考科-11
[題組:第11-12題]
決定DNA的結構是跨領域合作研究的成果，其中DNAX光繞射分析（圖一）是關鍵。
有關DNAX光繞射分析的敘述，下列何者正確？
(A)華生與克里克以DNA結晶進行X光繞射分析
(B)弗蘭克林利用X光繞射分析的結果，推測A與T配對，C與G配對
(C)分析X光繞射圖推算雙股螺旋DNA分子的一個螺旋圈約含有10對核苷酸
(D)分析X光繞射圖顯示雙螺旋每一圈的長度是3.4mm
答案
114分科生物考科-20
[題組:第20-22題]
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蜜蜂是行群體生活的社會化昆蟲。在一個蜂巢中，通常僅有一隻可以產卵以繁衍後代的蜂后，其他則為雄蜂及工蜂，後者是卵巢發育不完全的雌蜂。人們好奇什麼因素造成雌蜂有蜂后與工蜂之別？科學家發現：雌蜂獲得不同營養成分，即可造成基因體相同的個體產生形態與生理特徵上的差異，進而成為蜂后或工蜂。
蜂巢中的照護蜜蜂(nurse bees)可產生生物化學特性尚未被解析的蜂王漿，並將此網絡會成為蜂后的幼蟲，成分較不複雜的食物則與其他幼蟲。科學家提出假設：在基因體序列沒有改變的情況下，這些飲食所導致的環境刺激，會影響基因體 DNA 的甲基化及組蛋白（纖維 DNA 的蛋白質）的乙醯化等修飾作用，進而影響相關基因表現。此假設所涉即為表觀遺傳學的概念。
為了測試此假設，科學家將蜜蜂體內的 DNA 甲基化酵素(Dnmt3)，以 RNA 干擾技術影響其 mRNA 的表現總量。結果發現：大部分處理後的蜜蜂無法表現出足量的 Dnmt3，但其卵巢形態卻可發育完全。此研究闡明藉由營養或攝食的改變，影響了表觀遺傳，而改變行為與生理的特性。依本文所述及已習得相關知識，回答 20~22 題。
下列有關本文的敘述，哪些正確？
(A)表觀遺傳學與造成螢蜂社會階級差異無關
(B)蜂后的基因表現與雄蜂及工蜂有所不同
(C)基因體 DNA 序列可因行為不同而改變
(D)本研究證明 Dnmt3 是蜂王漿的主要成分
(E)蜂后和工蜂的卵巢發育不一樣
答案
