Question

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______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源和碳源来培养细菌，细菌利用它们合成______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。

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

组别	实验处理	预期结果
1	________	出现DNA-RNA杂交现象
2	________	不出现DNA-RNA杂交现象

Answer

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 ② ①

【解析】

1．DNA主要位于细胞核内，蛋白质合成在核糖体上，因而科学家推测存在某种信使，将遗传信息从细胞核带入细胞质。

2．假说一的内容是核糖体RNA可能就是信息的载体，也就是“信使”，假说二的内容是存在另一种RNA作为信使。若假说一成立，则会通过转录产生多种不同的rRNA，从而形成不同种核糖体。若假说二成立，则mRNA应与核糖体结合，指导蛋白质的合成。①l5NH4Cl和14C葡萄糖作为培养基中的氮源和碳源，可用于合成细菌中的蛋白质、核酸等生物大分子。②要想标记新合成的噬菌体RNA，需以标记的尿嘧啶核糖核苷酸(RNA特有)作为原料。③离心结果只有“重”核糖体，说明没有合成新的核糖体，由图二可以看出，噬菌体RNA主要存在于离心管的底部，说明新合成的噬菌体RNA与“重"核糖体结合，支持假说二内容。

3．新合成的噬菌体RNA以噬菌体的DNA为模板合成，故与噬菌体的DNA混合后会形成杂交分子；与细菌DNA混合，不会形成杂交分子。

(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)①15NH4CI作为培养基中的氮源；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：②将新合成的噬菌体RNA与噬菌体DNA混合，①将新合成的噬菌体RNA与细菌DNA混合。