Question

【题目】为确定遗传信息从DNA传递给蛋白质的中间载体，科学家们做了如下研究。

（1）依据真核细胞中______________主要位于细胞核内，而蛋白质合成在核糖体上这一事实，科学家推测存在某种“信使”分子，能将遗传信息从细胞核携带到细胞质中。

（2）对于“信使”有两种不同假说。假说一：核糖体RNA可能就是信息的载体；假说二：另有一种RNA(称为mRNA)作为遗传信息传递的信使。若假说一成立，则细胞内应该有许多____________（填“相同”或“不同”）的核糖体。若假说二成立，则mRNA应该与细胞内原有的____________结合，并指导蛋白质合成。

（3）研究发现噬菌体侵染细菌后，细菌的蛋白质合成立即停止，转而合成噬菌体的蛋白质，在此过程中，细菌细胞内合成了新的噬菌体RNA。为确定新合成的噬菌体RNA是否为“信使”，科学家们进一步实验。

①15NH4Cl和13C-葡萄糖作为培养基中的氮和碳来培养细菌，细菌利用它们合成_____（写出两项）等生物大分子。经过若干代培养后，获得具有“重”核糖体的“重”细菌。

②将这些“重”细菌转移到含14NH4Cl和12C-葡萄糖的培养基上培养，用噬菌体侵染这些细菌，该培养基中加入32P标记的_________核糖核苷酸为作为原料，以标记所有新合成的噬菌体RNA。

③将上述被侵染后裂解的细菌进行密度梯度离心，结果如下图所示。由图可知，大肠杆菌被侵染后________（填“合成了”或“没有合成”）新的核糖体，这一结果否定假说一。32P标记仅出现在离心管的______________，说明_____________与“重”核糖体相结合，为假说二提供了证据。

（4）若要证明新合成的噬菌体RNA为“信使”，还需要进行两组实验，请选择下列序号填入表格

组别	实验处理	预期结果
1
2

_______

①将新合成的噬菌体RNA与细菌DNA混合

②将新合成的噬菌体RNA与噬菌体DNA混合

③出现DNA-RNA杂交现象

④不出现DNA-RNA杂交现象

Answer 1

【答案】DNA（或“基因”） 不同 核糖体 蛋白质和核酸 尿嘧啶 没有合成 底部 新合成的噬菌体RNA

组别	实验处理	预期结果
1	②	③
2	①	④

【解析】

基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个重要的过程，其中转录主要发生细胞核中，而翻译发生在细胞质的核糖体上，这就涉及遗传信息如何从细胞核传递到细胞质的问题，本题就该问题展开讨论和进行实验验证。

（1）蛋白质是基因控制合成的，而真核细胞中基因位于细胞核内，蛋白质合成在核糖体上，科学家据此推测存在某种“信使”分子，能将遗传信息从细胞核携带到细胞质中。
（2）对于“信使”有两种不同假说。假说一：核糖体RNA可能就是信息的载体；假说二：另有一种RNA（称为mRNA）作为遗传信息传递的信使．不同基因的遗传信息不同，若假说一成立，则细胞内应该有许多不同的核糖体．若假说二成立，则mRNA应该与细胞内原有的核糖体结合，并指导蛋白质合成。
（3）①细菌利用碳源和氮源来合成蛋白质、核酸等生物大分子．经过若干代培养后，获得具有“重”核糖体的“重”细菌。
②核糖体核苷酸特有的碱基是尿嘧啶，因此应用32P标记的尿嘧啶核糖核苷酸为作为原料。
③将上述被侵染后裂解的细菌进行密度梯度离心，结果均为“重”核糖体，说明大肠杆菌被侵染后，没有合成新的核糖体，这一结果否定假说一．32P标记仅出现在离心管的底部，说明新合成的噬菌体RNA与“重”核糖体相结合，为假说二提供了证据。
（4）要证明新合成的噬菌体RNA为“信使”，还需要进行两组实验，即将新合成的噬菌体RNA分别与细菌DNA、噬菌体DNA混合，观察是否有杂交带．若新合成的噬菌体RNA为“信使”，则新合成的噬菌体RNA与噬菌体DNA混合后有杂交带形成，与细菌DNA混合后没有杂交带形成。具体如下表：

组别	实验处理	预期结果
1	②	③
2	①	④

①将新合成的噬菌体RNA与细菌DNA混合②将新合成的噬菌体RNA与噬菌体DNA混合③出现DNA-RNA杂交现象④不出现DNA-RNA杂交现象．