Question

在克里克得出了3个碱基可以排列成1个遗传密码的实验结论后，科学们开始探索一个特定的遗传密码所对应的特定氨基酸究竟是哪一个。尼伦伯格和马太采用蛋白质的体外合成技术，在每一个试管中加入一种氨基酸，再加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液，以及人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸，结果在加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链。

（1）实验中多聚尿嘧啶核苷酸的作用是__________。

（2）细胞提取液为核实验具体提供了____________。

（3）实验中所用的细胞提取液需除去DNA和mRNA的原因是____________________。

（4）要确保实验结论的科学性，需设计对照实验。本题目所给实验中，对照实验是____________________。

（5）要想知道更多氨基酸的密码子，你如何改变上述实验？（简述）____________________。

（6）本实验所用的细胞提取液可以用大肠杆菌制备。请简述制备方法：

①对大肠杆菌进行震荡裂解；

②______________________________；

③______________________________。

经上述操作，得到了除去DNA和mRNA的细胞去液（大肠杆菌中mRNA约在30～60min内自行分解，因此操作中可不考虑）。

Answer

作为模板mRNA直接控制蛋白质（多肽）合成 能量、酶、核糖体、tRNA 排除细胞中的DNA、mRNA对体外合成蛋白质的影响 加入多聚尿嘧啶核苷酸及其他种类氨基酸的实验 依次用不同种类的多聚核糖核苷酸替换上述实验中的多聚尿嘧啶核苷酸 离心、过滤、获取匀浆 用 DNA酶处理匀浆，除去DNA

【解析】

在实验过程中多聚尿嘧啶核苷酸的作用相当于mRNA，细胞提取液为转录提供了能量、酶、核糖体、tRNA。实验中除去DNA和mRNA的原因是排除DNA、mRNA对体外合成蛋白质的影响。

由分析可知：

（1）实验中多聚尿嘧啶核苷酸的作用是作为翻译的模板，作为模板mRNA直接控制蛋白质（多肽）合成。

（2）细胞提取液为该实验提供了翻译的各种条件，如能量、酶、核糖体、tRNA等。

（3）实验中所用的细胞提取液需除去DNA和mRNA的的目的是排除细胞中的DNA、mRNA对体外合成蛋白质的影响，使得实验更有说服力，保证了实验的结果就是由于人为提供的多聚尿嘧啶核苷酸的作用下指导合成的。

（4）为确保实验结论的科学性，需设计对照实验。对照实验设计是遵循了单一变量，加入了不同的氨基酸，据此能够分析出该实验中的多聚尿嘧啶核苷酸中有苯丙氨酸的密码子，而没有其他氨基酸的密码子，故可推测对照实验是加入多聚尿嘧啶核苷酸及其他种类氨基酸的实验。

（5）要想知道更多氨基酸的密码子，由于密码子在mRNA上，故需要改变转录的模板，所有改进的实验思路是：依次用不同种类的多聚核糖核苷酸替换上述实验中的多聚尿嘧啶核苷酸。

（6）本实验所用的细胞提取液可以用大肠杆菌制备。请简述制备方法：

①对大肠杆菌进行震荡裂解；

②离心、过滤、获取匀浆获得细胞提取液；

③用适当的方法处理匀浆，除去其中的DNA和RNA。