有關基因central dogma,依序回答下列三題。下圖是在解釋基因的何種作用? 
詳細解析
本題觀念
分子生物學的中心法則(central dogma)用來整理遺傳資訊在細胞內的主要傳遞方向:DNA 可作為模板產生 RNA,RNA 再可作為模板合成蛋白質。看到圖示題時,先辨認箭頭的起點與終點,再判斷是複製、轉錄或轉譯;不要只因三個名詞都與基因有關就混用。
轉錄(transcription)的核心是以 DNA 的其中一股作為模板,由 RNA 聚合酶合成互補 RNA。RNA 以 uracil(U)取代 DNA 的 thymine(T),產物可以是 mRNA,也可以是其他具有功能的 RNA。複製的產物仍是 DNA;轉譯則以 mRNA 為輸入、由核醣體製造多肽鏈;轉染是把外源核酸人工送入細胞的實驗技術,並不是中心法則的資訊傳遞步驟。
影像分析
圖示的資訊流向是由 DNA 指向 RNA,並以核苷酸序列的互補配對說明產生 RNA 的過程;這個方向和產物類型正是轉錄的視覺線索。若是複製,應看到 DNA 作為模板形成新的 DNA;若是轉譯,起點應是 mRNA,終點則是胺基酸鏈或蛋白質。題圖並未呈現外源核酸被送入細胞的人工操作,因此不支持轉染。
選項分析
A. 複製(replication):不正確。 複製是 DNA 以雙股模板進行的遺傳物質加倍,主要產物仍為 DNA。圖示由 DNA 產生 RNA,終點分子不同,因此不是複製。
B. 轉錄(transcription):正確。 RNA 聚合酶讀取 DNA 模板,依互補鹼基配對合成 RNA,是中心法則中 DNA → RNA 的步驟。圖中的起點、終點與此定義相符。
C. 轉譯(translation):不正確。 轉譯由核醣體讀取 mRNA 的 codon,每三個核苷酸對應一個胺基酸,最後形成多肽鏈;它的起點是 RNA,並非圖中所示的 DNA。
D. 轉染(transfection):不正確。 轉染是利用化學、物理或非病毒載體,把外源 DNA 或 RNA 人工導入細胞的技術。它描述的是實驗操作,不是 DNA 依模板自然合成 RNA 的過程。
答案解析
本題採公告答案 B。辨認中心法則圖示時,先看「DNA → RNA」這條箭頭即可鎖定轉錄,再用產物確認:轉錄的產物是 RNA,且 RNA 含 U;複製會得到 DNA,轉譯會得到蛋白質,轉染則沒有固定的 DNA→RNA 生合成方向。這種以資訊起點、終點和產物反查名詞的方法,也能避免把轉錄與轉譯混淆。
核心知識點
- 複製:DNA → DNA,目的是在細胞分裂前複製遺傳物質。
- 轉錄:DNA → RNA,由 RNA 聚合酶催化,RNA 使用 U 而非 T。
- 轉譯:mRNA → 多肽,由核醣體讀取 codon 並排列胺基酸。
- 轉染:人工將外源核酸導入細胞的實驗技術,不屬中心法則三個主要步驟。
- 判讀圖示應同時確認箭頭方向、模板分子與產物,不能只憑名詞外觀作答。