Question

【題目】實驗法是生物學常用的研究方法。請根據以下相關的實驗現象和結果回答問題：

（1）已知放線菌素D是RNA合成抑制劑。如圖是根據海膽受精卵在有放線菌素D和無放線菌素D存在情況下培養時，對14C標記的纈氨酸參與蛋白質合成的實驗結果繪制的曲線圖。請據圖回答有關問題：

①直接參與將14C-纈氨酸摻入新合成蛋白質的細胞器是______，該過程在生物學上稱為翻譯，所依賴的模板是______分子。

②從受精開始到10小時之內，蛋白質合成所依賴的模板分子的來源是______。（從下圖四個選項中選擇，用字母代表）

A．未受精卵原有的B．受精卵新合成的C．精子提供的D．無法確定

③受精10小時以后，海膽細胞內新合成的蛋白質所依賴的模板主要是______（答案從上小題四個選項中選擇，用字母代表），作出此判斷的依據是______。

（2）雞的輸卵管細胞合成卵清蛋白，成紅細胞合成β珠蛋白，胰島細胞合成胰島素，這些細胞都是在個體發育過程中逐漸產生的，因此早期人們推測細胞的這種分化是由于在發育過程中遺傳物質的選擇性丟失所致。分子生物學技術發展起來后，科學工作者用編碼上述三種蛋白的基因分別作探針，對三種細胞中提取的總DNA的限制性內切酶的酶切片段和三種細胞的總RNA分別作分子雜交實驗，結果如表：

	細胞總DNA	細胞總RNA
	輸卵細胞成紅細胞胰島細胞	輸卵管細胞成紅細胞胰島細胞
卵清蛋白基因	+ + +	+ - -
β珠蛋白基因	+ + +	+ -
胰島素基因	+ + +	- +

注：“+”陽性結果（表示雜交過程中有雜合雙鏈）

“-”陰性結果（表示雜交過程中有游離的單鏈）

上述實驗結果說明：早期人們認為細胞的分化是由于在發育過程中遺傳物質選擇性丟失所致，據此實驗你認為這種推測______（填“成立”或“不成立”），理由是______。而細胞發育的不同階段合成不同的蛋白質是細胞中不同______的結果。

Answer 1

【答案】核糖體 mRNA A B 放線菌素D是RNA合成抑制劑，加入放線菌素D的處理組受精10小時后蛋白質合成明顯減少，而對照組蛋白質合成顯著上升 不成立 細胞發育的不同階段遺傳物質（基因）始終存在 細胞中不同基因選擇性表達

【解析】

根據題意和圖示分析可知：分析曲線圖，圖示是根據海膽受精卵在有放線菌素D和無放線菌素D存在情況下培養時，對14C標記的纈氨酸參與蛋白質合成的實驗結果繪制的曲線圖，受精后10小時前，隨著時間的推移，蛋白質分子的放射性逐漸增強；受精后10小時后，對照組中蛋白質分子放射性短暫減弱后快速增強，而實驗組先逐漸減弱后趨于平衡。根據表格可知，三種細胞中總DNA是相同的，但不同種類細胞中總RNA不相同，據此分析。

（1）①14C-纈氨酸是合成蛋白質的原料，蛋白質合成的場所是核糖體；在核糖體上氨基酸脫水縮合生成肽鏈的過程叫翻譯過程，翻譯過程的直接模板是mRNA。

②分析題圖可知，從受精開始到10小時之內，實驗組與對照組的蛋白質中放射性沒有明顯差別，說明該階段翻譯過程需要的模板不來自受精卵，此階段合成蛋白質的模板來自未受精時原來卵細胞合成的mRNA，故選A。

③分析題圖曲線可知，受精10小時以后，海膽細胞內新合成的蛋白質所依賴的模板主要是受精卵新合成的mRNA，故選B；原因是放線菌素D是RNA合成抑制劑，原有卵細胞中的mRNA已經被消耗，加入放線菌素D的處理組的受精卵中的放線菌素D抑制了mRNA的合成，蛋白質合成過程因缺乏模板而受阻，蛋白質合成明顯減少，而對照組受精卵無放線菌素D的抑制作用，仍然能繼續合成mRNA，翻譯過程不受阻，蛋白質合成顯著上升。

（2）分析表格中信息可知，不同發育階段出現的細胞中的細胞總DNA相同，而細胞總RNA不同，說明“早期人們認為細胞的分化是由于在發育過程中遺傳物質選擇性丟失所致”這種推測不成立，原因是細胞發育的不同階段遺傳物質（基因）始終存在，而細胞發育的不同階段合成不同的蛋白質是細胞中不同基因選擇性表達的結果。