Question

【题目】为探究RNA在蛋白质合成中的作用，科学家拉斯特用变形虫进行了以下实验：

请继续拉斯特的实验，用同位素标记法证明RNA在蛋白质合成中起着信使的作用，写出实验步骤、预测实验结果及结论。

Answer 1

【答案】（1）实验步骤与现象：①取A组变形虫的细胞核移植到B组未标记的去核变形虫的细胞质中，得到重组变形虫甲组。②取B组变形虫的细胞核移植到A组未标记的去核变形虫的细胞质中，得到重组变形虫乙组。③将甲、乙两组变形虫分别放在等量的无标记的尿嘧啶核苷酸培养液中培养一段时间后，观察。④从上述实验可以观察到的实验现象是甲组细胞质出现放射性，乙组细胞质没有放射性。⑤继续实验，向甲、乙两组变形虫细胞内分别加入RNA酶后，细胞中的蛋白质合成均停止；若再加入从其他生物中提取的RNA，则蛋白质合成有一定程度地恢复。（2）实验结论：RNA在蛋白质合成中起着信使的作用

【解析】试题分析：本实验目的是用同位素标记法证明RNA在蛋白质合成中起着信使的作用，因此在设计实验思路时应结合题图呈现的信息进行思考：RNA合成的原料——尿嘧啶核糖核苷酸用放射性同位素3H标记，通过核移植实验来达到实验目的。在进行核移植实验时，①将带放射性标记的细胞核移到未带放射性标记的细胞质中；②将未带放射性标记的细胞核移到带放射性标记的细胞质中。将得到的重组细胞分别放在无放射性标记的培养液中培养，观察各自细胞质中是否出现放射性。若细胞核中RNA进入到细胞质中参与蛋白质合成，则实验结果是①的细胞质有放射性，②的细胞质无放射性。为了进一步证明①的细胞质有放射性，是细胞核中RNA进入到细胞质中参与蛋白质合成所致，可通过向①②的细胞内注射RNA酶，再加入RNA的方法继续实验。

实验步骤与现象：

①取A组变形虫的细胞核移植到B组未标记的去核变形虫的细胞质中，得到重组变形虫甲组。

②取B组变形虫的细胞核移植到A组未标记的去核变形虫的细胞质中，得到重组变形虫乙组。

③将甲、乙两组变形虫分别放在等量的无标记的尿嘧啶核苷酸培养液中培养一段时间后，观察是否出现放射性。

④因细胞核中合成的RNA要进入到细胞质中参与蛋白质合成，所以上述实验可以观察到的实验现象是甲组细胞质出现放射性，乙组细胞质没有出现放射性。

⑤继续实验，向甲、乙两组变形虫细胞内分别加入RNA酶。因RNA酶会将细胞质中原有的RNA催化水解，因此向甲、乙两组变形虫细胞内分别加入RNA酶后，由于没有相应的RNA而导致细胞中的蛋白质合成均停止；若再加入从其他生物中提取的RNA，则蛋白质合成有一定程度地恢复。

实验结论：RNA在蛋白质合成中起着信使的作用。