Question

人们通过对青霉素、链霉素、四环素、氯霉素等抗生素研究发现，抗生素之所以能够杀死细菌等病原体而对人体无害，其原因是抗生素能够有效地阻断细菌细胞内的蛋白质合成，而不影响人体细胞内蛋白质的合成。于是人们对此现象提出了以下两点假设：

Ⅰ．抗生素能阻断细菌DNA的转录过程，而不影响人体DNA的转录过程；

Ⅱ．抗生素能阻断细菌转运RNA的功能，而不影响人体转运RNA的功能。

接下来需要对这些假设逐一进行实验验证。请写出你的验证性实验的基本思路，并对实验结果和结论进行预测。（不要求写具体的实验步骤）

（1）验证抗生素是否阻断细菌转录过程的实验。

①基本实验思路：设置甲、乙两组实验进行体外模拟______过程，甲组滴加一定浓度的______适量，乙组滴加等量的蒸馏水，其余条件______。最后检测两组实验中______的生成量。

②实验结果、结论：若甲、乙两组中RNA的生成量相等，则____________；若甲组中RNA生成量少于乙组中的RNA生成量，则____________。

（2）验证抗生素是否阻断细菌转运RNA功能的实验。

①实验基本思路：____________________________________。

②实验结果、结论：__________________________。

Answer

细菌DNA的转录 抗生素的水溶液 相同且适宜 RNA 抗生素不阻断细菌DNA的转录 抗生素能阻断细菌DNA的转录 设置甲、乙两组实验，进行体外模拟细菌的翻译过程。甲组加入用抗生素处理后的各种转运RNA，乙组加入等量的未用抗生素处理的各种转运RNA。其余条件相同且适宜。最后检测两组实验中蛋白质的生成量 若甲、乙两组中蛋白质的生成量相等，则抗生素不阻断细菌转运RNA的功能；若甲组中蛋白质生成量少于乙组中蛋白质的生成量，则抗生素能阻断细菌转运RNA的功能

【解析】

基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个重要的步骤，其中转录主要在细胞核中进行，而翻译在核糖体上进行，该过程需要tRNA来转运氨基酸。根据题意，抗生素能够有效地阻断细菌细胞内的蛋白质合成，而不影响人体内蛋白质的合成，可能是因为抗生素能阻断细菌DNA的转录过程、或阻断细菌体内tRNA的功能、或阻断细菌核糖体的功能等，据此答题。

（1）验证抗生素是否阻断细菌转录过程，则该实验中自变量是是否滴加抗生素，因变量是转录的产物，即RNA的生成量，故：

①设置甲、乙两组实验，进行体外模拟细菌DNA的转录过程，甲组滴加适量的、一定浓度的抗生素水溶液，乙组滴加等量的蒸馏水，其余条件相同且适宜。最后检测两组实验中RNA的生成量。

②实验结果、结论：若甲、乙两组中RNA的生成量相等，则抗生素不阻断细菌DNA的转录过程；若甲组中RNA的生成量少于乙组RNA的生成量，则抗生素能阻断细菌DNA的转录过程。

（2）若要验证抗生素是否阻断细菌转运RNA功能，则实验自变量是tRNA是否经过抗生素处理，因变量是蛋白质的生成量，故：

①基本思路：设置甲、乙两组实验，进行体外模拟细菌的翻译过程。甲组加入用抗生素处理后的各种转运RNA，乙组加入等量的未用抗生素处理的各种转运RNA，其余条件相同且适宜，最后检测两组实验中蛋白质的生成量。

②实验结果、结论：若甲、乙两组中蛋白质的生成量相等，则抗生素不阻断细菌转运RNA的功能；若甲组蛋白质的生成量少于乙组蛋白质的生成量，则抗生素能阻断细菌转运RNA的功能。