Question

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

（1）依據真核細胞中______位于細胞核內，而蛋白質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，則細胞內應該有許多______（填“相同”或“不同”）的核糖體。若假說二成立，則mRNA應該與細胞內原有的______結合，并指導蛋白質合成。

（3）研究發現噬菌體侵染細菌后，細菌的蛋白質合成立即停止，轉而合成噬菌體的蛋白質，在此過程中，細菌細胞內合成了新的噬菌體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-葡萄糖作為培養基中的氮源和碳源來培養細菌，細菌利用它們合成______等生物大分子。經過若干代培養后，獲得具有“重”核糖體的“重”細菌。

②將這些“重”細菌轉移到含14NH4Cl和12C-葡萄糖的培養基上培養，用噬菌體侵染這些細菌，該培養基中加入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，這一結果否定假說一。32P標記僅出現在離心管的______，說明______與“重”核糖體相結合，為假說二提供了證據。

（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。

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

組別	實驗處理	預期結果
1	________	出現DNA-RNA雜交現象
2	________	不出現DNA-RNA雜交現象

Answer 1

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

【解析】

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

2．假說一的內容是核糖體RNA可能就是信息的載體，也就是“信使”，假說二的內容是存在另一種RNA作為信使。若假說一成立，則會通過轉錄產生多種不同的rRNA，從而形成不同種核糖體。若假說二成立，則mRNA應與核糖體結合，指導蛋白質的合成。①l5NH4Cl和14C葡萄糖作為培養基中的氮源和碳源，可用于合成細菌中的蛋白質、核酸等生物大分子。②要想標記新合成的噬菌體RNA，需以標記的尿嘧啶核糖核苷酸(RNA特有)作為原料。③離心結果只有“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"核糖體結合，支持假說二內容。

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混合后會形成雜交分子；與細菌DNA混合，不會形成雜交分子。

(1)蛋白質是基因控制合成的，而真核細胞中基因位于細胞核內，蛋白質合成在核糖體上，科學家據此推測存在某種“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，則細胞內應該有許多不同的核糖體。若假說二成立，則mRNA應該與細胞內原有的核糖體結合，并指導蛋白質合成。

(3)①15NH4CI作為培養基中的氮源；細菌利用碳源和氮源來合成蛋白質、核酸等生物大分子。經過若干代培養后，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，這一結果否定假說一。32P標記僅出現在離心管的底部，說明新合成的噬菌體RNA與"重"核糖體相結合，為假說二提供了證據。

(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：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與細菌DNA混合。