Question

链霉素是一种重要的抗生素，请回答：

（1）大肠杆菌通过________（填染色体或DNA）上的基因控制蛋白质的合成，链霉素能作用于此过程而产生抗菌作用。

（2）为进一步弄清其更精确的作用机制，现提供由大肠杆菌提取物制备的“转录系统”（分装到两支试管a1、a2）与“翻译系统”（分装到两支试管b1、b2）、缓冲液以及用缓冲液配制的适宜浓度的链霉素溶液、相关原料和必要的其他条件，请设计实验并进行探究。要求：所有实验同时操作，写出实验思路、预测结果与结论。_______________________________

Answer

DNA 实验思路：向a1、b1各加入适量链霉素溶液，向a2、b2各加入相应等量的缓冲液作对照，分别加入相关原料后在适宜且相同条件下反应一段时间，分别测定各系统有无相应产物生成。结果与结论：

①若a1无而a2有相应的mRNA生成，且b1、b2均有相应蛋白质生成，则链霉素只抑制转录过程而起到抗菌作用；

②若a1、a2均有相应的mRNA生成，且b1无而b2有相应的蛋白质生成，则链霉素只抑制翻译过程而起到抗菌作用；

③若a1无而a2有相应的mRNA生成，且b1无、b2有相应蛋白质生成，则链霉素抑制转录和翻译过程而起到抗菌作用

【解析】

基因指导蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程，其中转录是指以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，翻译是指以mRNA为模板合成肽链的过程。

（1）大肠杆菌为原核细胞，细胞内没有染色体，裸露的DNA分子上的基因控制蛋白质的合成。

（2）基因控制转录和翻译从而控制蛋白质的合成。该实验目的是弄清链霉素对基因控制蛋白质合成的影响，是抑制转录，还是抑制翻译，还是既抑制转录又抑制翻译，所以应该在转录系统a1、a2分别加入链霉素溶液和缓冲液，b1、b2分别加入链霉素溶液和缓冲液然后加入相关原料在适宜条件下反应并测定其产物生成。由于al和b1中加入了链霉素，所以若a1和b1不产生相应产物，说明链霉素抑制了反应过程。若a1无而a2有相应的mRNA生成，说明链霉素抑制了转录过程；b1、b2均有相应蛋白质生成，说明链霉素没有抑制翻译过程。所以，结论是链霉素只抑制转录过程而起到抗菌作用。若a1、a2均有相应的mRNA生成，说明链霉素没有抑制转录过程；b1无而b2有相应的蛋白质生成，说明链霉素抑制了翻译过程。所以，结论是链霉素只抑制翻译过程而起到抗菌作用。若a1、b1均无产物生成，说明链霉素既抑制转录，又抑制翻译过程。