縮減式演化—痲瘋分枝桿菌

  • 2021.12.04
  • 作者:授課橘生物小編
  • 生物
授課橘生物小編
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學習領域/科目別 生物
情境範疇 演化理論的發展
題幹

痲瘋分枝桿菌(Mycobacteriumleprae)是痲瘋病(leprosy)的病原菌,它會侵入並存活在巨噬細胞的吞噬小體,並經由特殊代謝獲得能量而進行繁殖。2001年,ColeS.等人於自然雜誌發表痲瘋分枝桿菌的基因體序列,並與肺結核分枝桿菌(Mycobacteriumtuberculosis)的基因體序列作比較,對痲瘋分枝桿菌特有的代謝方式及特殊的縮減式演化(reductiveevolution)提出合理的解釋。痲瘋分枝桿菌約有330萬個鹼基,其中有1,600個功能基因。而肺結核分枝桿菌有440萬個鹼基,其中有4,000個功能基因;肺結核分枝桿菌中有許多的功能基因,在痲瘋分枝桿菌因結構不完整而以無功能性的假基因方式存在。後來的研究發現,痲瘋分枝桿菌失去許多分枝桿菌屬致病性細菌代謝宿主脂類的相關基因。推測痲瘋分枝桿菌可能是經由不同於其他分枝桿菌的代謝途徑,才得以在巨噬細胞中生長與繁殖。

相較於其非寄生性的始祖,痲瘋分枝桿菌有一半以上的基因,因為不再是生存所需而逐漸丟失,且丟失比例遠高於目前所有研究過的生物。唯這種基因丟失並不影響其致病能力,反而因為基因組成簡單,有利於科學家定位重要致病基因群,進而發展痲瘋病的新疫苗及診斷試劑。



問題一

1. 下列關於痲瘋分枝桿菌縮減式演化的敘述,哪些正確?(多選)
(A)逐漸失去部分基因 (B)導致體積變小 (C)有助於找出致病基因群 (D)導致致病力降低 (E)導致基因體縮小

2. 下列關於痲瘋分枝桿菌特徵的敘述,哪些正確?(多選)
(A)與肺結核分枝桿菌使用相同的代謝途徑 (B)體積較小故生長緩慢
(C)丟失許多代謝宿主脂類的相關基因 (D)功能性基因數明顯少於肺結核分枝桿菌
(E)是目前研究過已知基因丟失比例最高的生物

3. 推測痲瘋分枝桿菌最可能利用下列何種方式在巨噬細胞中生長與繁殖?
(A)暫時停止生長 (B)抑制巨噬細胞的生理活性 (C)利用巨噬細胞提供的物質
(D)促進吞噬小體與溶體的融合 (E)促進巨噬細胞不斷分裂



參考答案 :
1. (A)(C)(E)
2. (C)(D)(E)
3. (C)
搭配學習內容/學習表現 :
配合章節 × 高中生物(全)▼CH3-1 演化理論的發展
試題概念與分析 :
1. (A)(E)痲瘋分枝桿菌有一半以上的基因,因為不再是生存所需而逐漸丟失。(B)文中未提及體積的變化。(C)(D)這種基因丟失並不影響其致病能力,反而因為基因組成簡單,有利於科學家定位重要致病基因群。

2. (A)推測痲瘋分枝桿菌可能是經由不同於其他分枝桿菌的代謝途徑,才得以在巨噬細胞中生長與繁殖。(B)生長緩慢與體積大小無關。

3. 推測痲瘋分枝桿菌可能是經由不同於其他分枝桿菌的代謝途徑,才得以在巨噬細胞中生長與繁殖。

延伸閱讀材料
文章 生物素養試題超展開VOL.3
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