Question

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

（1）依據(jù)真核細胞中______________主要位于細胞核內(nèi)，而蛋白質(zhì)合成在核糖體上這一事實，科學家推測存在某種“信使”分子，能將遺傳信息從細胞核攜帶到細胞質(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)噬菌體侵染細菌后，細菌的蛋白質(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，細菌細胞內(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”，科學家們進一步實驗。

①15NH4Cl和13C-葡萄糖作為培養(yǎng)基中的氮和碳來培養(yǎng)細菌，細菌利用它們合成_____（寫出兩項）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”細菌。

②將這些“重”細菌轉(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菌，該培養(yǎng)基中加入32P標記的_________核糖核苷酸為作為原料，以標記所有新合成的噬菌體RNA。

③將上述被侵染后裂解的細菌進行密度梯度離心，結(jié)果如下圖所示。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”，還需要進行兩組實驗，請選擇下列序號填入表格

組別	實驗處理	預(yù)期結(jié)果
1
2

_______

①將新合成的噬菌體RNA與細菌DNA混合

②將新合成的噬菌體RNA與噬菌體DNA混合

③出現(xiàn)DNA-RNA雜交現(xiàn)象

④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

組別	實驗處理	預(yù)期結(jié)果
1	②	③
2	①	④

【解析】

基因控制蛋白質(zhì)的合成包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個重要的過程，其中轉(zhuǎn)錄主要發(fā)生細胞核中，而翻譯發(fā)生在細胞質(zhì)的核糖體上，這就涉及遺傳信息如何從細胞核傳遞到細胞質(zhì)的問題，本題就該問題展開討論和進行實驗驗證。

（1）蛋白質(zhì)是基因控制合成的，而真核細胞中基因位于細胞核內(nèi)，蛋白質(zhì)合成在核糖體上，科學家據(jù)此推測存在某種“信使”分子，能將遺傳信息從細胞核攜帶到細胞質(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)該與細胞內(nèi)原有的核糖體結(jié)合，并指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成。
（3）①細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”細菌。
②核糖體核苷酸特有的堿基是尿嘧啶，因此應(yīng)用32P標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菌進行密度梯度離心，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”，還需要進行兩組實驗，即將新合成的噬菌體RNA分別與細菌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，與細菌DNA混合后沒有雜交帶形成。具體如下表：

組別	實驗處理	預(yù)期結(jié)果
1	②	③
2	①	④

①將新合成的噬菌體RNA與細菌DNA混合②將新合成的噬菌體RNA與噬菌體DNA混合③出現(xiàn)DNA-RNA雜交現(xiàn)象④不出現(xiàn)DNA-RNA雜交現(xiàn)象．