Question

【題目】資料一：人類對遺傳物質作用機理的探索經歷了漫長的過程，請根據下列科學史實回答問題：科學家發現細胞中有三類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的“信使”呢？

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

（1）Jacob和Brenner實驗的目的是_____________________________________________。

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

（3）已知噬菌體侵染細菌后，細菌的蛋白質合成立即停止，轉而合成噬菌體的蛋白質。若核糖體RNA是“信使”，則實驗結果是：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”，則實驗結果是：______________________________________________。最終實驗結果證明核糖體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：遺傳學的發展史可以說是人類對基因的認識史。隨著研究的深入，人們對基因有了新的認識。

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

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

材料三：內含子的切除和外顯子的拼接都需要能量和酶。

材料四：科學家們用嗜熱四膜蟲（一種原生動物）作為實驗對象進行了拼接實驗。他們驚奇地發現：在不含任何蛋白質成分的四膜蟲前體信使RNA提取物中加入ATP，結果發現前體信使RNA成功地完成了拼接。

請閱讀以上材料后，回答有關問題：

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

（6）據材料三和材料四，可以得出什么結論？ _________

Answer 1

【答案】探究核糖體RNA是否為信使 RNA和蛋白質 合成蛋白質 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）

【解析】

核糖體由RNA和蛋白質組成，核糖體是蛋白質合成的場所；由于噬菌體侵染細菌后，細菌的蛋白質合成立即停止，轉而合成噬菌體的蛋白質，所以通過實驗可分析判斷假說。

（1）根據題干信息和圖形分析，Jacob和Brenner實驗是為了檢驗Crick提出的觀點，因此該實驗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的重核糖體被標記的物質是RNA和蛋白質；35S-氨基酸是合成蛋白質的原料，若步驟④核糖體上出現放射性，說明該核糖體正在合成蛋白質。

（3）根據題意分析，若核糖體RNA是“信使”，則實驗結果是：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”，則實驗結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中的基因轉錄形成的，而基因是具有遺傳效應的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成分的四膜蟲前體信使RNA提取物中加入ATP，結果發現前體信使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。