Question

【題目】資料一：人類對遺傳物質(zhì)作用機(jī)理的探索經(jīng)歷了漫長的過程，請根據(jù)下列科學(xué)史實(shí)回答問題：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)細(xì)胞中有三類RNA，一類是核糖體的組成成分，一類能與特定的氨基酸結(jié)合，還有一類合成后幾小時就會降解，其中哪一類是將DNA的遺傳信息傳遞給蛋白質(zhì)的“信使”呢？

1958年，Crick提出如下觀點(diǎn)：核糖體RNA是“信使”——不同核糖體RNA編碼不同的蛋白質(zhì)，簡稱“一個核糖體一種蛋白質(zhì)”。1961年，Jacob和Brenner對這個假說進(jìn)行了檢驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程如圖2所示。

（1）Jacob和Brenner實(shí)驗(yàn)的目的是_____________________________________________。

（2）步驟①中含15N的重核糖體被標(biāo)記的物質(zhì)是___________________________________，若步驟④核糖體上出現(xiàn)放射性，說明該核糖體正在__________________________________。

（3）已知噬菌體侵染細(xì)菌后，細(xì)菌的蛋白質(zhì)合成立即停止，轉(zhuǎn)而合成噬菌體的蛋白質(zhì)。若核糖體RNA是“信使”，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：輕核糖體有放射性，重核糖體無放射性。若核糖體RNA不是“信使”，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：______________________________________________。最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明核糖體RNA不是“信使”。

（4）RNA合成的過程中，DNA_________（全部/部分）解螺旋，由_________________________酶催化完成RNA合成過程。

資料二：遺傳學(xué)的發(fā)展史可以說是人類對基因的認(rèn)識史。隨著研究的深入，人們對基因有了新的認(rèn)識。

材料一：真核生物（如人）的基因由編碼區(qū)和非編碼區(qū)組成，其中編碼區(qū)內(nèi)包含著能編碼蛋白質(zhì)的編碼部分（稱外顯子）和不編碼部分（稱內(nèi)含子）。外顯子被內(nèi)含子一一隔開。

材料二：由基因指導(dǎo)合成的信使RNA開始也帶有內(nèi)含子，稱為前體信使RNA，其內(nèi)含子被切下后，再重新將外顯子拼接起來，才成為成熟信使RNA，釋放到細(xì)胞質(zhì)中去指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成。

材料三：內(nèi)含子的切除和外顯子的拼接都需要能量和酶。

材料四：科學(xué)家們用嗜熱四膜蟲（一種原生動物）作為實(shí)驗(yàn)對象進(jìn)行了拼接實(shí)驗(yàn)。他們驚奇地發(fā)現(xiàn)：在不含任何蛋白質(zhì)成分的四膜蟲前體信使RNA提取物中加入ATP，結(jié)果發(fā)現(xiàn)前體信使RNA成功地完成了拼接。

請閱讀以上材料后，回答有關(guān)問題：

（5）四膜蟲前體信使RNA的基本組成單位是_________________________________

（6）據(jù)材料三和材料四，可以得出什么結(jié)論？ _________

Answer 1

【答案】探究核糖體RNA是否為信使 RNA和蛋白質(zhì) 合成蛋白質(zhì) 輕重核糖體均有放射性（重核糖體有放射性） 部分 RNA聚合 核糖核苷酸 某些RNA也具有催化作用（RNA也具有催化作用或前體信使RNA具有催化作用或RNA是酶或有的酶可能不是蛋白質(zhì)）

【解析】

核糖體由RNA和蛋白質(zhì)組成，核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所；由于噬菌體侵染細(xì)菌后，細(xì)菌的蛋白質(zhì)合成立即停止，轉(zhuǎn)而合成噬菌體的蛋白質(zhì)，所以通過實(shí)驗(yàn)可分析判斷假說。

（1）根據(jù)題干信息和圖形分析，Jacob和Brenner實(shí)驗(yàn)是為了檢驗(yàn)Crick提出的觀點(diǎn)，因此該實(shí)驗(yàn)的目的是探究核糖體RNA是否為信使。

（2）核糖體的組成成分是蛋白質(zhì)和RNA，兩種成分都含有N元素，因此步驟①中含15N的重核糖體被標(biāo)記的物質(zhì)是RNA和蛋白質(zhì)；35S-氨基酸是合成蛋白質(zhì)的原料，若步驟④核糖體上出現(xiàn)放射性，說明該核糖體正在合成蛋白質(zhì)。

（3）根據(jù)題意分析，若核糖體RNA是“信使”，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：輕核糖體有放射性，重核糖體無放射性；若核糖體RNA不是“信使”，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果是輕重核糖體均有放射性（重核糖體有放射性）。

（4）RNA是由DNA中的基因轉(zhuǎn)錄形成的，而基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，因此該過程中DNA是部分解旋的，且需要RNA聚合酶的催化。

（5）mRNA的基本單位是核糖核苷酸。

（6）材料三中指出內(nèi)含子的切除和外顯子的拼接都需要能量和酶，而材料四中指明在不含任何蛋白質(zhì)成分的四膜蟲前體信使RNA提取物中加入ATP，結(jié)果發(fā)現(xiàn)前體信使RNA成功地完成了拼接，說明某些RNA也具有催化作用或前體信使RNA的拼接所用的酶不是蛋白質(zhì)。