Question

3．研究者以大腸桿菌為實驗對象，運用同位素示蹤技術(shù)及密度梯度離心等方法完成蛋白質(zhì)合成過程的相關(guān)研究，實驗過程及結(jié)果見下表．

組別		1組	2組	3組	4組
培養(yǎng) 條件	培養(yǎng)液中氮源（無放射性）	14NH4Cl	15NH4Cl	15NH4Cl	14NH4Cl
	培養(yǎng)液中碳源（無放射性）	12C-葡萄糖	13C-葡萄糖	13C-葡萄糖	12C-葡萄糖
	添加的放射性標(biāo)記物	無	無	35S-氨基酸	14C-尿嘧啶
操作 和 檢測	核糖體放射性檢測	無	無	有放射性	有放射性
	用溫和的方法破碎細(xì)菌，然后使用密度梯度離心
	離心后核糖體位置	輕帶	重帶		A

（1）核糖體的主要成分是rRNA和蛋白質(zhì)，前者是以大腸桿菌的DNA 分子為模板合成的；由第1組和第2組結(jié)果可知，核糖體位于重帶主要是因為這兩種成分含有¹⁵N和¹³C．
（2）以³⁵S-氨基酸為原料合成蛋白質(zhì)的過程稱為翻譯．若將第3組帶有放射性標(biāo)記的大腸桿菌移入無放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，核糖體的放射性會隨時間延長而下降，且細(xì)胞其他部位出現(xiàn)放射性，由此推斷，第3組結(jié)果中核糖體放射性下降的原因可能是具有放射性的蛋白質(zhì)（或：多肽）從核糖體和mRNA的復(fù)合物上脫離．
（3）若用T₄噬菌體侵染第2組的大腸桿菌，然后放在第4組的實驗條件下繼續(xù)培養(yǎng)，請推測：
①短時間內(nèi)，若T₄噬菌體和大腸桿菌的蛋白質(zhì)均是在第2組大腸桿菌原有的核糖體上合成，則表中A對應(yīng)的核糖體位置應(yīng)更多地集中在重帶（填“輕帶”或“重帶”）．
②隨著時間延長，離心后出現(xiàn)多條核糖體帶，若位于重帶的核糖體出現(xiàn)放射性，則說明¹⁴C-尿嘧啶會出現(xiàn)在RNA（或：mRNA；mRNA和tRNA）分子中；培養(yǎng)時間越長，該類分子與T₄噬菌體（填“大腸桿菌”或“T₄噬菌體”）的DNA單鏈形成雜交分子的比例越大．
（4）該系列實驗的目的是研究蛋白質(zhì)合成的過程（或：翻譯過程中核糖體和RNA的作用）．

Answer 1

分析 分析表格：表中是以大腸桿菌為實驗對象，運用同位素示蹤技術(shù)及密度梯度離心等方法完成蛋白質(zhì)合成過程的相關(guān)研究．培養(yǎng)液中的NH₄Cl和葡萄糖分別為大腸桿菌提供氮源和碳源，其中N和C是合成蛋白質(zhì)和核酸等生物大分子的重要成分；³⁵S-氨基酸是合成蛋白質(zhì)的原料；¹⁴C-尿嘧啶是合成RNA分子的重要成分．據(jù)此答題．

解答 解：（1）核糖體的主要成分是rRNA和蛋白質(zhì)；rRNA是以DNA分子的一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄形成的；由第1組（¹⁴NH₄Cl、¹²C-葡萄糖）和第2組（¹⁵NH₄Cl、¹³C-葡萄糖）結(jié)果可知，核糖體位于重帶主要是因為這兩種成分含有¹⁵N和¹³C．
（2）以³⁵S-氨基酸為原料合成蛋白質(zhì)的過程稱為翻譯．³⁵S-氨基酸是合成蛋白質(zhì)的原料，若將第3組帶有放射性標(biāo)記的大腸桿菌移入無放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，核糖體的放射性會隨時間延長而下降，說明具有放射性的蛋白質(zhì)能從核糖體和mRNA的復(fù)合物上脫離．
（3）①短時間內(nèi)，若T₄噬菌體和大腸桿菌的蛋白質(zhì)均是在第2組大腸桿菌（¹⁵N、¹³C）原有的核糖體上合成，新合成的蛋白質(zhì)含有¹⁵N和¹³C，因此表中A對應(yīng)的核糖體應(yīng)更多地集中在重帶．
②¹⁴C-尿嘧啶是合成RNA分子的重要成分；該RNA分子是以噬菌體的DNA為模板轉(zhuǎn)錄形成的，因此培養(yǎng)時間越長，該類分子與T₄噬菌體的DNA單鏈形成雜交分子的比例越大．
（4）根據(jù)題干信息“運用同位素示蹤技術(shù)及密度梯度離心等方法完成蛋白質(zhì)合成過程的相關(guān)研究”可知，該系列實驗的目的是研究蛋白質(zhì)合成的過程（或：翻譯過程中核糖體和RNA的作用）．
故答案為：
（1）rRNA   DNA    ¹⁵N和¹³C
（2）翻譯    具有放射性的蛋白質(zhì)（或：多肽）從核糖體和mRNA的復(fù)合物上脫離
（3）①重帶   ②RNA（或：mRNA；mRNA和tRNA）   T₄噬菌體
（4）蛋白質(zhì)合成的過程（或翻譯過程中核糖體和RNA的作用）

點評 本題考查遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗，要求考生識記遺傳信息轉(zhuǎn)錄和翻譯的具體過程，掌握噬菌體侵染細(xì)菌的實驗過程，能分析表中實驗，提取有效信息答題，屬于考綱理解和應(yīng)用層次的考查．