Question

1952年，赫尔希和蔡斯用同位素标记法研究了T₂噬菌体的DNA和蛋白质在侵染大肠杆菌过程中的功能。下图甲表示T₂噬菌体某些基因表达的部分过程，图乙为图甲中“○”部分的放大。请回答：

（1）图甲中的RNA聚合酶是在__________的核糖体上合成的，分子①②通常__________（填“相同”或“不同”），分子③④__________（填“相同”或“不同”）。

（2）图甲所示过程中新形成的化学键有________________。

（3）图乙中各物质或结构含有核糖的有________________，图乙所示过程中，碱基互补配对方式与图甲中①的形成过程__________（填“完全相同”或“不完全相同”或“完全不同”）。

（4）若用³²P和³⁵S共同标记的T₂噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，则子代噬菌体的标记情况是________________。

Answer

大肠杆菌 不同 相同 磷酸二酯键、肽键、氢键 mRNA、tRNA、核糖体（rRNA） 不完全相同 有少数子代噬菌体被32P标记

【解析】

本题考查了转录与翻译，噬菌体侵染细菌的实验，意在考查考生能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论的能力。T2噬菌体为病毒无细胞结构，从图甲转录与翻译同时进行可知其过程发生在原核细胞即题文中的大肠杆菌内，图中①②为RNA，③④为核糖体；图乙为④核糖体中翻译的放大图。赫尔希和蔡斯在做噬菌体侵染细菌的过程中，利用了同位素标记法，用32P和35S分别标记的噬菌体的DNA和蛋白质。噬菌体在细菌内繁殖的过程为：吸附→注入→合成→组装→释放。

（1）RNA聚合酶是蛋白质，T2噬菌体无细胞结构，故RNA聚合酶是在大肠杆菌的核糖体上合成的，分子①②都为RNA，但它们的模板是互补配对的两条DNA链，①②的碱基也互补，所以通常不同，分子③④都是核糖体，二者相同。

（2）图甲所示过程既有转录又有翻译，转录过程中游离的核糖核苷酸的碱基与模板DNA链的碱基互补配对形成氢键；转录得到的RNA链中，核糖核苷酸之间中形成磷酸二酯键相连接；翻译的核糖体中氨基酸脱水缩合过程中形成肽键。

（3）图乙中核糖体由rRNA 与蛋白质构成，rRNA 、mRNA、tRNA的单体核糖核苷酸都由一分子核糖，一分子含氮碱基和一分子磷酸构成，故含有核糖的各物质有mRNA、tRNA、rRNA，有核糖的结构有核糖体。图乙所示翻译过程中，mRNA与tRNA碱基互补配对方式中特有的是A与U配对，与图甲中①转录的mRNA与模板DNA链碱基互补配对方式中的A与T配对不同，其他碱基互补配对方式二者相同，故形成过程不完全相同。

（4）用32P和35S分别标记T2噬菌体的DNA与蛋白质，侵染未被标记的大肠杆菌，噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌作为模板控制子代噬菌体的合成，而且合成子代噬菌体DNA所需要的脱氧核苷酸均来自细菌，根据DNA半保留复制特点，有部分子代噬菌体的DNA中含有32P，合成子代噬菌体蛋白质外壳的原料是细菌中的氨基酸，噬菌体的蛋白质外壳未进入大肠杆菌，则子代噬菌体蛋白质外壳的均不含有35S；即子代噬菌体的标记情况是有少数子代噬菌体被32P标记。