Question

【題目】為確定遺傳信息從DNA傳遞給蛋白質(zhì)的中間載體，科學(xué)家們做了如下研究。

（1）依據(jù)真核細(xì)胞中______位于細(xì)胞核內(nèi)，而蛋白質(zhì)合成在核糖體上這一事實(shí)，科學(xué)家推測存在某種“信使”分子，能將遺傳信息從細(xì)胞核攜帶到細(xì)胞質(zhì)中。

（2）對于“信使”有兩種不同假說。假說一：核糖體RNA可能就是信息的載體；假說二：另有一種RNA（稱為mRNA）作為遺傳信息傳遞的信使。若假說一成立，則細(xì)胞內(nèi)應(yīng)該有許多______（填“相同”或“不同”）的核糖體。若假說二成立，則mRNA應(yīng)該與細(xì)胞內(nèi)原有的______結(jié)合，并指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成。

（3）研究發(fā)現(xiàn)噬菌體侵染細(xì)菌后，細(xì)菌的蛋白質(zhì)合成立即停止，轉(zhuǎn)而合成噬菌體的蛋白質(zhì)，在此過程中，細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)合成了新的噬菌體RNA。為確定新合成的噬菌體RNA是否為“信使”，科學(xué)家們進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)。

①15NH4Cl和13C-葡萄糖作為培養(yǎng)基中的氮源和碳源來培養(yǎng)細(xì)菌，細(xì)菌利用它們合成______等生物大分子。經(jīng)過若干代培養(yǎng)后，獲得具有“重”核糖體的“重”細(xì)菌。

②將這些“重”細(xì)菌轉(zhuǎn)移到含14NH4Cl和12C-葡萄糖的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，用噬菌體侵染這些細(xì)菌，該培養(yǎng)基中加入32P標(biāo)記的______核糖核苷酸為作為原料，以標(biāo)記所有新合成的噬菌體RNA。

③將上述被侵染后裂解的細(xì)菌進(jìn)行密度梯度離心，結(jié)果如圖所示。由圖可知，大腸桿菌被侵染后______（填“合成了”或“沒有合成”）新的核糖體，這一結(jié)果否定假說一。32P標(biāo)記僅出現(xiàn)在離心管的______，說明______與“重”核糖體相結(jié)合，為假說二提供了證據(jù)。

（4）若要證明新合成的噬菌體RNA為“信使”，還需要進(jìn)行兩組實(shí)驗(yàn)，請選擇下列序號(hào)填入表格。

①將新合成的噬菌體RNA與細(xì)菌DNA混合

②將新合成的噬菌體RNA與噬菌體DNA混合

組別	實(shí)驗(yàn)處理	預(yù)期結(jié)果
1	________	出現(xiàn)DNA-RNA雜交現(xiàn)象
2	________	不出現(xiàn)DNA-RNA雜交現(xiàn)象

Answer 1

【答案】DNA（或“基因”） 不同 核糖體 蛋白質(zhì)和核酸 尿嘧啶 沒有合成 底部 新合成的噬菌體RNA ② ①

【解析】

1．DNA主要位于細(xì)胞核內(nèi)，蛋白質(zhì)合成在核糖體上，因而科學(xué)家推測存在某種信使，將遺傳信息從細(xì)胞核帶入細(xì)胞質(zhì)。

2．假說一的內(nèi)容是核糖體RNA可能就是信息的載體，也就是“信使”，假說二的內(nèi)容是存在另一種RNA作為信使。若假說一成立，則會(huì)通過轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生多種不同的rRNA，從而形成不同種核糖體。若假說二成立，則mRNA應(yīng)與核糖體結(jié)合，指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。①l5NH4Cl和14C葡萄糖作為培養(yǎng)基中的氮源和碳源，可用于合成細(xì)菌中的蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子。②要想標(biāo)記新合成的噬菌體RNA，需以標(biāo)記的尿嘧啶核糖核苷酸(RNA特有)作為原料。③離心結(jié)果只有“重”核糖體，說明沒有合成新的核糖體，由圖二可以看出，噬菌體RNA主要存在于離心管的底部，說明新合成的噬菌體RNA與“重"核糖體結(jié)合，支持假說二內(nèi)容。

3．新合成的噬菌體RNA以噬菌體的DNA為模板合成，故與噬菌體的DNA混合后會(huì)形成雜交分子；與細(xì)菌DNA混合，不會(huì)形成雜交分子。

(1)蛋白質(zhì)是基因控制合成的，而真核細(xì)胞中基因位于細(xì)胞核內(nèi)，蛋白質(zhì)合成在核糖體上，科學(xué)家據(jù)此推測存在某種“信使"分子，能將遺傳信息從細(xì)胞核攜帶到細(xì)胞質(zhì)中。

(2)對于“信使”有兩種不同假說。假說一：核糖體RNA可能就是信息的載體；假說二：另有一種RNA(稱為mRNA)作為遺傳信息傳遞的信使。不同基因的遺傳信息不同，若假說一成立，則細(xì)胞內(nèi)應(yīng)該有許多不同的核糖體。若假說二成立，則mRNA應(yīng)該與細(xì)胞內(nèi)原有的核糖體結(jié)合，并指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成。

(3)①15NH4CI作為培養(yǎng)基中的氮源；細(xì)菌利用碳源和氮源來合成蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子。經(jīng)過若干代培養(yǎng)后，獲得具有“重”核糖體的“重”細(xì)菌。

②核糖體核苷酸特有的堿基是尿嘧啶，因此應(yīng)用32P標(biāo)記的尿嘧啶核糖核苷酸為作為原料。③將上述被侵染后裂解的細(xì)菌進(jìn)行密度梯度離心，結(jié)果均為"重"核糖體，說明大腸桿菌被侵染后，沒有合成新的核糖體，這一結(jié)果否定假說一。32P標(biāo)記僅出現(xiàn)在離心管的底部，說明新合成的噬菌體RNA與"重"核糖體相結(jié)合，為假說二提供了證據(jù)。

(4)要證明新合成的噬菌體RNA為"信使”，還需要進(jìn)行兩組實(shí)驗(yàn)，即將新合成的噬菌體RNA分別與細(xì)菌DNA、噬菌體DNA混合，觀察是否有雜交帶。若新合成的噬菌體RNA為“信使”，則新合成的噬菌體RNA與噬菌體DNA混合后.有雜交帶形成，與細(xì)菌DNA混合后沒有雜交帶形成。具體如下：②將新合成的噬菌體RNA與噬菌體DNA混合，①將新合成的噬菌體RNA與細(xì)菌DNA混合。