Question

【题目】资料一：人类对遗传物质作用机理的探索经历了漫长的过程，请根据下列科学史实回答问题：科学家发现细胞中有三类RNA，一类是核糖体的组成成分，一类能与特定的氨基酸结合，还有一类合成后几小时就会降解，其中哪一类是将DNA的遗传信息传递给蛋白质的“信使”呢？

1958年，Crick提出如下观点：核糖体RNA是“信使”——不同核糖体RNA编码不同的蛋白质，简称“一个核糖体一种蛋白质”。1961年，Jacob和Brenner对这个假说进行了检验，实验过程如图2所示。

（1）Jacob和Brenner实验的目的是_____________________________________________。

（2）步骤①中含15N的重核糖体被标记的物质是___________________________________，若步骤④核糖体上出现放射性，说明该核糖体正在__________________________________。

（3）已知噬菌体侵染细菌后，细菌的蛋白质合成立即停止，转而合成噬菌体的蛋白质。若核糖体RNA是“信使”，则实验结果是：轻核糖体有放射性，重核糖体无放射性。若核糖体RNA不是“信使”，则实验结果是：______________________________________________。最终实验结果证明核糖体RNA不是“信使”。

（4）RNA合成的过程中，DNA_________（全部/部分）解螺旋，由_________________________酶催化完成RNA合成过程。

资料二：遗传学的发展史可以说是人类对基因的认识史。随着研究的深入，人们对基因有了新的认识。

材料一：真核生物（如人）的基因由编码区和非编码区组成，其中编码区内包含着能编码蛋白质的编码部分（称外显子）和不编码部分（称内含子）。外显子被内含子一一隔开。

材料二：由基因指导合成的信使RNA开始也带有内含子，称为前体信使RNA，其内含子被切下后，再重新将外显子拼接起来，才成为成熟信使RNA，释放到细胞质中去指导蛋白质合成。

材料三：内含子的切除和外显子的拼接都需要能量和酶。

材料四：科学家们用嗜热四膜虫（一种原生动物）作为实验对象进行了拼接实验。他们惊奇地发现：在不含任何蛋白质成分的四膜虫前体信使RNA提取物中加入ATP，结果发现前体信使RNA成功地完成了拼接。

请阅读以上材料后，回答有关问题：

（5）四膜虫前体信使RNA的基本组成单位是_________________________________

（6）据材料三和材料四，可以得出什么结论？ _________

Answer 1

【答案】探究核糖体RNA是否为信使 RNA和蛋白质 合成蛋白质 轻重核糖体均有放射性（重核糖体有放射性） 部分 RNA聚合 核糖核苷酸 某些RNA也具有催化作用（RNA也具有催化作用或前体信使RNA具有催化作用或RNA是酶或有的酶可能不是蛋白质）

【解析】

核糖体由RNA和蛋白质组成，核糖体是蛋白质合成的场所；由于噬菌体侵染细菌后，细菌的蛋白质合成立即停止，转而合成噬菌体的蛋白质，所以通过实验可分析判断假说。

（1）根据题干信息和图形分析，Jacob和Brenner实验是为了检验Crick提出的观点，因此该实验的目的是探究核糖体RNA是否为信使。

（2）核糖体的组成成分是蛋白质和RNA，两种成分都含有N元素，因此步骤①中含15N的重核糖体被标记的物质是RNA和蛋白质；35S-氨基酸是合成蛋白质的原料，若步骤④核糖体上出现放射性，说明该核糖体正在合成蛋白质。

（3）根据题意分析，若核糖体RNA是“信使”，则实验结果是：轻核糖体有放射性，重核糖体无放射性；若核糖体RNA不是“信使”，则实验结果是轻重核糖体均有放射性（重核糖体有放射性）。

（4）RNA是由DNA中的基因转录形成的，而基因是具有遗传效应的DNA片段，因此该过程中DNA是部分解旋的，且需要RNA聚合酶的催化。

（5）mRNA的基本单位是核糖核苷酸。

（6）材料三中指出内含子的切除和外显子的拼接都需要能量和酶，而材料四中指明在不含任何蛋白质成分的四膜虫前体信使RNA提取物中加入ATP，结果发现前体信使RNA成功地完成了拼接，说明某些RNA也具有催化作用或前体信使RNA的拼接所用的酶不是蛋白质。