Question

【題目】1952年，赫爾希和蔡斯用同位素標記法研究了T2噬菌體的DNA和蛋白質在侵染大腸桿菌過程中的功能。下圖甲表示T2噬菌體某些基因表達的部分過程，圖乙為圖甲中“○”部分的放大。請回答：

（1）圖甲中的RNA聚合酶是在__________的核糖體上合成的，分子①②通常__________（填“相同”或“不同”），分子③④__________（填“相同”或“不同”）。

（2）圖甲所示過程中新形成的化學鍵有________________。

（3）圖乙中各物質或結構含有核糖的有________________，圖乙所示過程中，堿基互補配對方式與圖甲中①的形成過程__________（填“完全相同”或“不完全相同”或“完全不同”）。

（4）若用32P和35S共同標記的T2噬菌體侵染未被標記的大腸桿菌，則子代噬菌體的標記情況是________________。

Answer 1

【答案】大腸桿菌 不同 相同 磷酸二酯鍵、肽鍵、氫鍵 mRNA、tRNA、核糖體（rRNA） 不完全相同 有少數子代噬菌體被32P標記

【解析】

本題考查了轉錄與翻譯，噬菌體侵染細菌的實驗，意在考查考生能運用所學知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學問題進行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結論的能力。T2噬菌體為病毒無細胞結構，從圖甲轉錄與翻譯同時進行可知其過程發生在原核細胞即題文中的大腸桿菌內，圖中①②為RNA，③④為核糖體；圖乙為④核糖體中翻譯的放大圖。赫爾希和蔡斯在做噬菌體侵染細菌的過程中，利用了同位素標記法，用32P和35S分別標記的噬菌體的DNA和蛋白質。噬菌體在細菌內繁殖的過程為：吸附→注入→合成→組裝→釋放。

（1）RNA聚合酶是蛋白質，T2噬菌體無細胞結構，故RNA聚合酶是在大腸桿菌的核糖體上合成的，分子①②都為RNA，但它們的模板是互補配對的兩條DNA鏈，①②的堿基也互補，所以通常不同，分子③④都是核糖體，二者相同。

（2）圖甲所示過程既有轉錄又有翻譯，轉錄過程中游離的核糖核苷酸的堿基與模板DNA鏈的堿基互補配對形成氫鍵；轉錄得到的RNA鏈中，核糖核苷酸之間中形成磷酸二酯鍵相連接；翻譯的核糖體中氨基酸脫水縮合過程中形成肽鍵。

（3）圖乙中核糖體由rRNA 與蛋白質構成，rRNA 、mRNA、tRNA的單體核糖核苷酸都由一分子核糖，一分子含氮堿基和一分子磷酸構成，故含有核糖的各物質有mRNA、tRNA、rRNA，有核糖的結構有核糖體。圖乙所示翻譯過程中，mRNA與tRNA堿基互補配對方式中特有的是A與U配對，與圖甲中①轉錄的mRNA與模板DNA鏈堿基互補配對方式中的A與T配對不同，其他堿基互補配對方式二者相同，故形成過程不完全相同。

（4）用32P和35S分別標記T2噬菌體的DNA與蛋白質，侵染未被標記的大腸桿菌，噬菌體侵染細菌時，只有DNA進入細菌作為模板控制子代噬菌體的合成，而且合成子代噬菌體DNA所需要的脫氧核苷酸均來自細菌，根據DNA半保留復制特點，有部分子代噬菌體的DNA中含有32P，合成子代噬菌體蛋白質外殼的原料是細菌中的氨基酸，噬菌體的蛋白質外殼未進入大腸桿菌，則子代噬菌體蛋白質外殼的均不含有35S；即子代噬菌體的標記情況是有少數子代噬菌體被32P標記。