Question

研究者以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心等方法完成蛋白质合成过程的相关研究，实

研究者以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心等方法完成蛋白质合成过程的相关研究，实验过程及结果见下表． 组别 1组 2组 3组 4组 培养条件 培养液中氮源（无放射性） 14NH4Cl 15NH4Cl 15NH4Cl 14NH4Cl 培养液中碳源（无放射性） 12C-葡萄糖 13C-葡萄糖 13C-葡萄糖 12C-葡萄糖 添加的放射性标记物 无 无 35S-氨基酸 14C-尿嘧啶 操作和检测 核糖体放射性检测 无 无 有放射性 有放射性 用温和的方法破碎细菌，然后使用密度梯度离心 离心后核糖体位置 轻带 重带 A（1）核糖体的主要成分是______和蛋白质，前者是以大肠杆菌的______ 分子为模板合成的；由第1组和第2组结果可知，核糖体位于重带主要是因为这两种成分含有______．（2）以35S-氨基酸为原料合成蛋白质的过程称为______．若将第3组带有放射性标记的大肠杆菌移入无放射性标记的培养基中培养，核糖体的放射性会随时间延长而下降，且细胞其他部位出现放射性，由此推断，第3组结果中核糖体放射性下降的原因可能是______．（3）若用T4噬菌体侵染第2组的大肠杆菌，然后放在第4组的实验条件下继续培养，请推测：①短时间内，若T4噬菌体和大肠杆菌的蛋白质均是在第2组大肠杆菌原有的核糖体上合成，则表中A对应的核糖体位置应更多地集中在______（填“轻带”或“重带”）．②随着时间延长，离心后出现多条核糖体带，若位于重带的核糖体出现放射性，则说明14C-尿嘧啶会出现在______分子中；培养时间越长，该类分子与______（填“大肠杆菌”或“T4噬菌体”）的DNA单链形成杂交分子的比例越大．（4）该系列实验的目的是研究______．

Answer 1

（1）核糖体的主要成分是rRNA和蛋白质；rRNA是以DNA分子的一条链为模板转录形成的；由第1组（¹⁴NH₄Cl、¹²C-葡萄糖）和第2组（¹⁵NH₄Cl、¹³C-葡萄糖）结果可知，核糖体位于重带主要是因为这两种成分含有¹⁵N和¹³C．
（2）以³⁵S-氨基酸为原料合成蛋白质的过程称为翻译．³⁵S-氨基酸是合成蛋白质的原料，若将第3组带有放射性标记的大肠杆菌移入无放射性标记的培养基中培养，核糖体的放射性会随时间延长而下降，说明具有放射性的蛋白质能从核糖体和mRNA的复合物上脱离．
（3）①短时间内，若T₄噬菌体和大肠杆菌的蛋白质均是在第2组大肠杆菌（¹⁵N、¹³C）原有的核糖体上合成，新合成的蛋白质含有¹⁵N和¹³C，因此表中A对应的核糖体应更多地集中在重带．
②¹⁴C-尿嘧啶是合成RNA分子的重要成分；该RNA分子是以噬菌体的DNA为模板转录形成的，因此培养时间越长，该类分子与T₄噬菌体的DNA单链形成杂交分子的比例越大．
（4）根据题干信息“运用同位素示踪技术及密度梯度离心等方法完成蛋白质合成过程的相关研究”可知，该系列实验的目的是研究蛋白质合成的过程（或：翻译过程中核糖体和RNA的作用）．
故答案为：
（1）rRNA   DNA    ¹⁵N和¹³C
（2）翻译   具有放射性的蛋白质（或：多肽）从核糖体和mRNA的复合物上脱离
（3）①重带   ②RNA（或：mRNA；mRNA和tRNA）   T₄噬菌体
（4）蛋白质合成的过程（或：翻译过程中核糖体和RNA的作用）