遗传信息的传递是遗传和变异中最核心的问题。20世纪50年代,科学家依据已知事实推测必然存在某种“信使”分子能将遗传信息从细胞核携带到细胞质中。当时关于“谁是DNA和蛋白质之间的遗传信使”存在两种假说:假说一认为“核糖体RNA就是遗传信息的载体和遗传信息传递的信使”,简称“rRNA假说”;假说二认为“一种新的RNA作为遗传信息传递的信使”,简称“mRNA假说”。
(1)科学家推测“必然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”的事实依据是 DNA主要存在于细胞核中,而蛋白质在细胞质中合成DNA主要存在于细胞核中,而蛋白质在细胞质中合成。
(2)研究发现,核糖体由rRNA和蛋白质组成,噬菌体侵染细菌后会抑制细菌DNA的复制和表达,同时产生大量不稳定的RNA。联系“谁是DNA和蛋白质之间的遗传信使”的两种假说进行推理,若假说一成立,则噬菌体侵染细菌后产生的不稳定RNA为rRNA,rRNA会参与组建形成新的核糖体;若假说二成立,则该不稳定的RNA为mRNA,mRNA不会参与组建形成新的核糖体。据此科学家设计了如下实验对两种假说进行探究。
第一步:将大肠杆菌置于含15N、13C、31P营养物质的培养基中培养若干代,提取部分大肠杆菌的核糖体进行密度梯度离心,发现离心管中出现了一条靠近试管底部的无放射性的“重”核糖体带。
第二步:将上述大肠杆菌转移至含14N、12C、32P营养物质的培养基中培养一段时间,使各类营养物质被充分吸收到大肠杆菌细胞内,再加入噬菌体进行培养。为保证只有携带噬菌体遗传信息的RNA被放射性同位素标记,则培养基中含32P的营养物质应是 尿嘧啶核糖核苷酸尿嘧啶核糖核苷酸。适宜时间后提取大肠杆菌细胞中的核糖体进行密度梯度离心,观察离心管中核糖体的带数和放射性32P的位置,实验结果如图所示。
实验结果的分析和探究:
由离心结果中核糖体的带数可知“rRNA假说”不成立而“mRNA假说”成立,理由是 若“rRNA假说”成立则噬菌体侵染后会组建出新的核糖体,离心结果不止一条核糖体带;若“mRNA假说”成立则不会形成新的核糖体,离心结果只有一条核糖体带,与实验结果相符若“rRNA假说”成立则噬菌体侵染后会组建出新的核糖体,离心结果不止一条核糖体带;若“mRNA假说”成立则不会形成新的核糖体,离心结果只有一条核糖体带,与实验结果相符;对“重”核糖体有放射性的合理解释是 mRNA以放射性标记的32P-U为原料合成后,与侵染前细菌原有的核糖体结合在一起,表现为“重”核糖体有放射性mRNA以放射性标记的32P-U为原料合成后,与侵染前细菌原有的核糖体结合在一起,表现为“重”核糖体有放射性。
(3)结合之后的探究和发现,目前已知的参与蛋白质合成的RNA有 mRNA、rRNA、tRNAmRNA、rRNA、tRNA。
【考点】遗传信息的转录和翻译;中心法则及其发展.
【答案】DNA主要存在于细胞核中,而蛋白质在细胞质中合成;尿嘧啶核糖核苷酸;若“rRNA假说”成立则噬菌体侵染后会组建出新的核糖体,离心结果不止一条核糖体带;若“mRNA假说”成立则不会形成新的核糖体,离心结果只有一条核糖体带,与实验结果相符;mRNA以放射性标记的32P-U为原料合成后,与侵染前细菌原有的核糖体结合在一起,表现为“重”核糖体有放射性;mRNA、rRNA、tRNA
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:13引用:2难度:0.6
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