Question

核糖体是蛋白质合成的场所，大肠杆菌核糖体由40％蛋白质和60％RNA组成。研究发现，用化学试剂EDTA等可去掉核糖体上的蛋白质，得到纯化的RNA。请用同位素标记法证明大肠杆菌核糖体组分RNA具有催化合成蛋白质的功能（材料和试剂可任选），请设计实验思路来支持这一结论。

（1）实验思路：①通过对大肠杆菌梯度离心，分离出大肠杆菌的核糖体。

②___________________________。

③___________________________。

④__________________________________。

（2）预期结果：____________________________________________。

Answer

用化学试剂EDTA使大肠杆菌核糖体的RNA与蛋白质分离，并将得到的纯化的RNA分成A、B两组 在A组大肠杆菌核糖体组分RNA中，加入带有放射性标记的多种氨基酸、RNA酶；在B组大肠杆菌核糖体组分RNA中，加入带有放射性标记的多种氨基酸，不加入RNA酶 一段时间后，分别离心收集A、B两组的蛋白质，并检测放射性 在A组大肠杆菌核糖体组分RNA中没有检测到放射性，在B组大肠杆菌核糖体组分RNA中检测到放射性，说明结论成立

【解析】

分析题文描述：用同位素标记法证明大肠杆菌核糖体组分RNA具有催化合成蛋白质的功能，应以带有放射性标记的多种氨基酸为原料，自变量为是否加入RNA酶，因变量为是否有蛋白质生成，可以通过收集蛋白质并检测其放射性来加以验证。在实验中，应去除大肠杆菌核糖体组分中的蛋白质，以排除蛋白质对实验的干扰。据此，依据实验设计遵循的原则等相关知识，对各问题进行解答。

(1)用同位素标记法证明大肠杆菌核糖体组分RNA具有催化合成蛋白质的功能，应以带有放射性标记的氨基酸作为合成蛋白质的原料，同时，需要去除大肠杆菌核糖体组分中的蛋白质，以排除蛋白质对实验的干扰。依据实验设计遵循的对照原则，所设置的两组实验的自变量应为是否加入RNA酶，以便使其中一组的大肠杆菌核糖体组分RNA没有生物活性，因变量为是否有蛋白质生成，可以通过收集蛋白质并检测其放射性来加以验证。据此，依据题意及其呈现的不完善的实验思路可知，完善后的实验思路如下：

①通过对大肠杆菌梯度离心，分离出大肠杆菌的核糖体。

②用化学试剂EDTA使大肠杆菌核糖体的RNA与蛋白质分离，并将得到的纯化的RNA分成A、B两组。

③在A组大肠杆菌核糖体组分RNA中，加入带有放射性标记的多种氨基酸、RNA酶；在B组大肠杆菌核糖体组分RNA中，加入带有放射性标记的多种氨基酸，不加入RNA酶。

④一定时间后，分别离心收集A、B两组的蛋白质，并检测放射性。

(2)因该实验是验证性实验，其结论是已知的，即大肠杆菌核糖体组分RNA具有催化合成蛋白质的功能，据此结合RNA酶具有催化RNA水解的作用可推知预期的实验结果为：在A组大肠杆菌核糖体组分RNA中没有检测到放射性，在B组大肠杆菌核糖体组分RNA中检测到放射性，说明结论成立。