(2014•豐臺區二模)研究者以大腸桿菌爲實驗對象,運用同位素示蹤技術及密度梯度離心等方法完成蛋白質合成過程的相關研究,
題目:
(2014•豐臺區二模)研究者以大腸桿菌爲實驗對象,運用同位素示蹤技術及密度梯度離心等方法完成蛋白質合成過程的相關研究,實驗過程及結果見下表.
組別 | 1組 | 2組 | 3組 | 4組 | |
培養 條件 | 培養液中氮源(無放射性) | 14NH4Cl | 15NH4Cl | 15NH4Cl | 14NH4Cl |
培養液中碳源(無放射性) | 12C-葡萄糖 | 13C-葡萄糖 | 13C-葡萄糖 | 12C-葡萄糖 | |
添加的放射性標記物 | 無 | 無 | 35S-胺基酸 | 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菌,然後使用密度梯度離心 | |||||
離心後核糖體位置 | 輕帶 | 重帶 | A |
(1)核糖體的主要成分是______和蛋白質,前者是以大腸桿菌的______ 分子爲模板合成的;由第1組和第2組結果可知,核糖體位於重帶主要是因爲這兩種成分含有______.
(2)以35S-胺基酸爲原料合成蛋白質的過程稱爲______.若將第3組帶有放射性標記的大腸桿菌移入無放射性標記的培養基中培養,核糖體的放射性會隨時間延長而下降,且細胞其他部位出現放射性,由此推斷,第3組結果中核糖體放射性下降的原因可能是______.
(3)若用T4噬菌體侵染第2組的大腸桿菌,然後放在第4組的實驗條件下繼續培養,請推測:
①短時間內,若T4噬菌體和大腸桿菌的蛋白質均是在第2組大腸桿菌原有的核糖體上合成,則表中A對應的核糖體位置應更多地集中在______(填「輕帶」或「重帶」).
②隨著時間延長,離心後出現多條核糖體帶,若位於重帶的核糖體出現放射性,則說明14C-尿嘧啶會出現在______分子中;培養時間越長,該類分子與______(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______.
解答:
(1)核糖體的主要成分是rRNA和蛋白質;rRNA是以DNA分子的一條鏈爲模板轉錄形成的;由第1組(14NH4Cl、12C-葡萄糖)和第2組(15NH4Cl、13C-葡萄糖)結果可知,核糖體位於重帶主要是因爲這兩種成分含有15N和13C.
(2)以35S-胺基酸爲原料合成蛋白質的過程稱爲翻譯.35S-胺基酸是合成蛋白質的原料,若將第3組帶有放射性標記的大腸桿菌移入無放射性標記的培養基中培養,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能從核糖體和mRNA的複合物上脫離.
(3)①短時間內,若T4噬菌體和大腸桿菌的蛋白質均是在第2組大腸桿菌(15N、13C)原有的核糖體上合成,新合成的蛋白質含有15N和13C,因此表中A對應的核糖體應更多地集中在重帶.
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爲模板轉錄形成的,因此培養時間越長,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)根據題干信息「運用同位素示蹤技術及密度梯度離心等方法完成蛋白質合成過程的相關研究」可知,該系列實驗的目的是研究蛋白質合成的過程(或:翻譯過程中核糖體和RNA的作用).
故答案爲:
(1)rRNA DNA 15N和13C
(2)翻譯 具有放射性的蛋白質(或:多肽)從核糖體和mRNA的複合物上脫離
(3)①重帶 ②RNA(或:mRNA;mRNA和tRNA) T4噬菌體
(4)蛋白質合成的過程(或:翻譯過程中核糖體和RNA的作用)
試題解析:
分析表格:表中是以大腸桿菌爲實驗對象,運用同位素示蹤技術及密度梯度離心等方法完成蛋白質合成過程的相關研究.培養液中的NH4Cl和葡萄糖分別爲大腸桿菌提供氮源和碳源,其中N和C是合成蛋白質和核酸等生物大分子的重要成分;35S-胺基酸是合成蛋白質的原料;14C-尿嘧啶是合成RNA分子的重要成分.據此答題.
名師點評:
本題考點: 遺傳信息的轉錄和翻譯;噬菌體侵染細菌實驗.
考點點評: 本題結合圖表,考查遺傳信息的轉錄和翻譯、噬菌體侵染細菌的實驗,要求考生識記遺傳信息轉錄和翻譯的具體過程,掌握噬菌體侵染細菌的實驗過程,能分析表中實驗,提取有效信息答題,屬於考綱理解和應用層次的考查.
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