問題探討

美國科幻電影《侏羅紀公園》曾轟動一時。影片圍繞著虛構的“侏羅紀公園”，展現了豐富而新奇的科學幻想：各種各樣的恐龍飛奔跳躍、相互爭鬥，而這些復活的恐龍是科學家利用提取的恐龍DNA還原而來的。

從原理上分析，利用已滅絕生物的DNA，真的能夠使它們復活嗎？

【提示】“問題探討”意在引導學生思考DNA在生物體內有哪些作用，又是如何發揮作用的。一種生物的整套DNA中儲存著該種生物生長、發育等生命活動所需的全部遺傳資訊，也可以說是構建生物體的藍圖。但是，從DNA到具有各種性狀的生物體，需要透過極其複雜的基因表達及調控過程才能實現。因此，在可預見的將來，利用DNA來使滅絕的生物復活仍是難以做到的。

1.轉錄與DNA複製有什麼共同之處？這對保證遺傳資訊的準確轉錄有什麼意義？

【提示】可以從所需條件、過程中的具體步驟所表現出的規律等角度進行分析。例如，轉錄與複製都需要模板、都遵循鹼基互補配對原則，等等。其中，鹼基互補配對原則能夠保證遺傳資訊傳遞的準確性。

2.與DNA複製相比，轉錄所需要的原料和酶各有什麼不同？

【答案】DNA複製所需要的原料是4種遊離的脫氧核苷酸，所需要的酶是解旋酶和DNA聚合酶；轉錄所需要的原料是4種遊離的核糖核苷酸，所需要的酶是RNA聚合酶。

3.轉錄成的RNA的鹼基序列，與DNA兩條單鏈的鹼基序列各有哪些異同？

【提示】轉錄時，遊離的核糖核苷酸與DNA模板鏈上的鹼基互補配對。因此，轉錄成的RNA的鹼基與DNA模板鏈的鹼基是互補配對的關係。該RNA的鹼基序列與DNA另一條鏈（非模板鏈）的鹼基序列的區別是RNA鏈上的鹼基U，對應在非模板鏈上的鹼基是T。

1.從密碼子表可以看出，像苯丙氨酸、亮氨酸這樣，絕大多數氨基酸都有幾個密碼子，這一現象稱作密碼子的簡併。你認為密碼子的簡併對生物體的生存發展有什麼意義？

【提示】這是一道開放性問題，旨在促進學生積極思考，不必對答案作統一要求。可以從增強密碼子容錯性的角度來解釋，當密碼子中有一個鹼基改變時，由於密碼子的簡併性，可能並不會改變其對應的氨基酸；也可以從密碼子的使用頻率來考慮，當某種氨基酸使用頻率高時，幾種不同的密碼子都編碼同一種氨基酸可以保證翻譯的速度。

2.幾乎所有的生物體都共用上述密碼子。根據這一事實，你能想到什麼？

【提示】這是一道開放性問題，答案並不唯一，旨在培養學生的發散性思維。根據這一事實能想到地球上幾乎所有的生物都共用一套遺傳密碼，說明當今生物可能有著共同的起源，或生命在本質上是統一的，等等。

練習與應用

一、概念檢測

1. 基因的表達包括遺傳資訊的轉錄和翻譯兩個過程。判斷下列相關表述是否正確。

（1）DNA轉錄形成的mRNA，與母鏈鹼基的組成、排列順序都是相同的。（×）

（2）一個密碼子只能對應一種氨基酸，一種氨基酸必然有多個密碼子。 （×）

2. 密碼子決定了蛋白質的氨基酸種類以及翻譯的起始和終止。密碼子是指 （D）

A. 基因上3個相鄰的鹼基

B. DNA上3個相鄰的鹼基

C. tRNA上3個相鄰的鹼基

D. mRNA上3個相鄰的鹼基

二、拓展應用

紅黴素、環丙沙星、利福平等抗菌藥物能夠抑制細菌的生長，它們的抗菌機制如下表所示， 請結合本節內容說明這些抗菌藥物可用於治療疾病的道理。

【提示】題中的三種抗生素都是透過阻止遺傳資訊的傳遞和表達，來干擾細菌蛋白質的合成，進而抑制細菌生長的。具體而言，紅黴素影響翻譯過程，環丙沙星影響複製過程，利福平影響轉錄過程。

2. 我國一些城市在交通路口啟用了人臉識別技術，針對行人和非機動車闖紅燈等違規行為進行抓拍。這種技術應用的前提是每個人都具有獨一無二的面孔。為什麼人群中沒有一模一樣的兩個人呢？請你從生物學的角度評述人臉識別技術的可行性。

【答案】人臉識別技術的前提是每個人都有獨特的面部特徵，而這些都是由基因決定的，這說明了基因的多樣性。