Question

【題目】實(shí)驗(yàn)法是生物學(xué)常用的研究方法。請(qǐng)根據(jù)以下相關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果回答問題：

（1）已知放線菌素D是RNA合成抑制劑。如圖是根據(jù)海膽受精卵在有放線菌素D和無放線菌素D存在情況下培養(yǎng)時(shí)，對(duì)14C標(biāo)記的纈氨酸參與蛋白質(zhì)合成的實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪制的曲線圖。請(qǐng)據(jù)圖回答有關(guān)問題：

①直接參與將14C-纈氨酸摻入新合成蛋白質(zhì)的細(xì)胞器是______，該過程在生物學(xué)上稱為翻譯，所依賴的模板是______分子。

②從受精開始到10小時(shí)之內(nèi)，蛋白質(zhì)合成所依賴的模板分子的來源是______。（從下圖四個(gè)選項(xiàng)中選擇，用字母代表）

A．未受精卵原有的B．受精卵新合成的C．精子提供的D．無法確定

③受精10小時(shí)以后，海膽細(xì)胞內(nèi)新合成的蛋白質(zhì)所依賴的模板主要是______（答案從上小題四個(gè)選項(xiàng)中選擇，用字母代表），作出此判斷的依據(jù)是______。

（2）雞的輸卵管細(xì)胞合成卵清蛋白，成紅細(xì)胞合成β珠蛋白，胰島細(xì)胞合成胰島素，這些細(xì)胞都是在個(gè)體發(fā)育過程中逐漸產(chǎn)生的，因此早期人們推測(cè)細(xì)胞的這種分化是由于在發(fā)育過程中遺傳物質(zhì)的選擇性丟失所致。分子生物學(xué)技術(shù)發(fā)展起來后，科學(xué)工作者用編碼上述三種蛋白的基因分別作探針，對(duì)三種細(xì)胞中提取的總DNA的限制性內(nèi)切酶的酶切片段和三種細(xì)胞的總RNA分別作分子雜交實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表：

	細(xì)胞總DNA	細(xì)胞總RNA
	輸卵細(xì)胞成紅細(xì)胞胰島細(xì)胞	輸卵管細(xì)胞成紅細(xì)胞胰島細(xì)胞
卵清蛋白基因	+ + +	+ - -
β珠蛋白基因	+ + +	+ -
胰島素基因	+ + +	- +

注：“+”陽性結(jié)果（表示雜交過程中有雜合雙鏈）

“-”陰性結(jié)果（表示雜交過程中有游離的單鏈）

上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明：早期人們認(rèn)為細(xì)胞的分化是由于在發(fā)育過程中遺傳物質(zhì)選擇性丟失所致，據(jù)此實(shí)驗(yàn)?zāi)阏J(rèn)為這種推測(cè)______（填“成立”或“不成立”），理由是______。而細(xì)胞發(fā)育的不同階段合成不同的蛋白質(zhì)是細(xì)胞中不同______的結(jié)果。

Answer 1

【答案】核糖體 mRNA A B 放線菌素D是RNA合成抑制劑，加入放線菌素D的處理組受精10小時(shí)后蛋白質(zhì)合成明顯減少，而對(duì)照組蛋白質(zhì)合成顯著上升 不成立 細(xì)胞發(fā)育的不同階段遺傳物質(zhì)（基因）始終存在 細(xì)胞中不同基因選擇性表達(dá)

【解析】

根據(jù)題意和圖示分析可知：分析曲線圖，圖示是根據(jù)海膽受精卵在有放線菌素D和無放線菌素D存在情況下培養(yǎng)時(shí)，對(duì)14C標(biāo)記的纈氨酸參與蛋白質(zhì)合成的實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪制的曲線圖，受精后10小時(shí)前，隨著時(shí)間的推移，蛋白質(zhì)分子的放射性逐漸增強(qiáng)；受精后10小時(shí)后，對(duì)照組中蛋白質(zhì)分子放射性短暫減弱后快速增強(qiáng)，而實(shí)驗(yàn)組先逐漸減弱后趨于平衡。根據(jù)表格可知，三種細(xì)胞中總DNA是相同的，但不同種類細(xì)胞中總RNA不相同，據(jù)此分析。

（1）①14C-纈氨酸是合成蛋白質(zhì)的原料，蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所是核糖體；在核糖體上氨基酸脫水縮合生成肽鏈的過程叫翻譯過程，翻譯過程的直接模板是mRNA。

②分析題圖可知，從受精開始到10小時(shí)之內(nèi)，實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的蛋白質(zhì)中放射性沒有明顯差別，說明該階段翻譯過程需要的模板不來自受精卵，此階段合成蛋白質(zhì)的模板來自未受精時(shí)原來卵細(xì)胞合成的mRNA，故選A。

③分析題圖曲線可知，受精10小時(shí)以后，海膽細(xì)胞內(nèi)新合成的蛋白質(zhì)所依賴的模板主要是受精卵新合成的mRNA，故選B；原因是放線菌素D是RNA合成抑制劑，原有卵細(xì)胞中的mRNA已經(jīng)被消耗，加入放線菌素D的處理組的受精卵中的放線菌素D抑制了mRNA的合成，蛋白質(zhì)合成過程因缺乏模板而受阻，蛋白質(zhì)合成明顯減少，而對(duì)照組受精卵無放線菌素D的抑制作用，仍然能繼續(xù)合成mRNA，翻譯過程不受阻，蛋白質(zhì)合成顯著上升。

（2）分析表格中信息可知，不同發(fā)育階段出現(xiàn)的細(xì)胞中的細(xì)胞總DNA相同，而細(xì)胞總RNA不同，說明“早期人們認(rèn)為細(xì)胞的分化是由于在發(fā)育過程中遺傳物質(zhì)選擇性丟失所致”這種推測(cè)不成立，原因是細(xì)胞發(fā)育的不同階段遺傳物質(zhì)（基因）始終存在，而細(xì)胞發(fā)育的不同階段合成不同的蛋白質(zhì)是細(xì)胞中不同基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。