题目内容
【题目】回答下列遗传学问题:
(1)同位素标记法是生物学常用的研究方法之一。1952年,赫尔希和蔡斯用不同的放射性同位素分别标记T2噬菌体的DNA和蛋白质,而不是用同一种放射性元素分别标记DNA和蛋白质,这其中蕴涵着怎样的设计思想?______。请你简述对T2噬菌体进行标记的方法:________。
(2)为研究某病毒的致病过程,在实验室中做了如图所示的模拟实验。
①从病毒中分离得到物质A。已知A是单链的生物大分子,其部分碱基序列为—GAACAUGUU—。将物质A加入试管甲中,反应后得到产物X。经测定产物X的部分碱基序列是—CTTGTACAA—,则试管甲中模拟的是_______________过程。
②将提纯的产物X加入试管乙,反应后得到产物Y。产物Y是能与核糖体结合的单链大分子,则产物Y是_______,将提纯的产物Y加入试管丙中,反应后得到产物Z。产物Z是组成该病毒外壳的化合物,则产物Z是_________________。
(3)病毒的遗传物质有双链DNA、单链DNA、双链RNA和单链RNA四种。如何判断病毒的遗传物质是双链还是单链?________。
【答案】用不同的放射性同位素分别标记DNA和蛋白质,才能直接单独地去观察它们的作用 先分别用含35S(32P)的培养基培养大肠杆菌,然后再分别用相应的大肠杆菌培养噬菌体,则相应的子代噬菌体被35S(32P)标记 逆转录 mRNA 多肽(或蛋白质) 分析碱基的比例,如果嘌呤和嘧啶各占一半,则很可能为双链,如果嘌呤和嘧啶比例不同,则为单链
【解析】
中心法则各过程比较:
过程 | 模板 | 原料 | 碱基互补 | 产物 | 场所 |
DNA复制 (DNA→DNA) | DNA两条链 | 四种脱氧核苷酸 | A-T、G-C | DNA | 主要在细胞核,线粒体和叶绿体里也能发生 |
转录 (DNA→RNA) | 基因的一条链 | 四种核糖核苷酸 | A-U、T-A、G-C | RNA | 主要在细胞核,线粒体和叶绿体里也能发生 |
翻译 (RNA→多肽) | mRNA | 20种氨基酸 | A-U、G-C | 多肽 | 核糖体 |
RNA复制 (RNA→RNA) | RNA | 四种核糖核苷酸 | A-U、G-C | RNA | 大部分RNA病毒侵入宿主细胞后,如烟草花叶病毒 |
逆转录 (RNA→DNA) | RNA | 四种脱氧核苷酸 | A-T、U-A、G-C | DNA | 逆转录病毒侵入宿主细胞后,如HIV |
(1)赫尔希和蔡斯用不同的放射性同位素分别标记T2噬菌体的DNA和蛋白质,而不是用同一种放射性元素分别标记DNA和蛋白质,目的是用不同的放射性同位素分别标记DNA和蛋白质,才能直接单独地去观察它们的作用。因为噬菌体不能用培养基培养,必须寄生到活细胞中,故对T2噬菌体进行标记的具体过程如下:先分别用含35S(32P)的培养基培养大肠杆菌,然后再分别用相应的大肠杆菌培养噬菌体,则相应的子代噬菌体被35S(32P)标记。
(2)①A是单链的生物大分子,且含有碱基U,应为RNA分子;产物X含有碱基T,应为DNA分子。因此,试管甲中模拟的是以RNA为模板合成DNA的逆转录过程。
②产物X为DNA分子,产物Y是能与核糖体结合,为mRNA分子,因此试管乙模拟的是以DNA为模板合成mRNA的转录过程。病毒的外壳是蛋白质,而产物Z是组成该病毒外壳的化合物,则产物Z为多肽(或蛋白质)。
(3)要判断病毒的遗传物质是双链还是单链,可以分析其碱基的比例,双链DNA或者双链RNA中嘌呤碱基和嘧啶碱基会互补配对,故如果嘌呤和嘧啶各占一半,则很可能为双链,如果嘌呤和嘧啶比例不同,则为单链。
