Question

【題目】以下是有關基因表達的實驗探索，請根據實驗分析以下問題。

實驗一：用RNA酶分解細胞中的RNA，蛋白質的合成停止，再加入酵母RNA，蛋白質合成有所恢復。

實驗二：用紅綠色染料分別標記DNA和新合成的RNA，發現綠色總是先出現在紅色存在的部位。

實驗三：SP8噬菌體實驗：從宿主細胞中分離出SP8的RNA，分別與噬菌體的2條DNA單鏈混合，發現只有一條DNA單鏈可與RNA形成雜交分子，如圖所示實驗四：α-鵝膏蕈堿實驗：α-鵝膏蕈堿是一種可抑制RNA聚合酶活性的物質，且隨著α-鵝膏蕈堿濃度和處理時間的増加，轉錄進程逐漸被抑制。

請分析以上實驗：

（1）實驗一說明蛋白質的合成可能與__________有關。

（2）實驗二得出的結論是___________________________________。

（3）實驗三中雜交分子形成的原理是________________，由此可知RNA合成的模板是____________。利用分子雜交技術可鑒定物種親緣關系遠近，原因是__________________________________。

（4）實驗四說明了轉錄過程所需的酶是________________。已知酵母菌的核基因和線粒體中的質基因均能編碼蛋白質的合成，如用α-鵝膏蕈堿處理細胞后發現，細胞質基質中RNA含量顯著減少，那么推測α-鵝膏蕈堿抑制的是____________（填“核基因”或“質基因”）的轉錄過程。

（5）四環素、鏈霉素等抗生素能抑制細菌的生長，它們有的能干擾細菌核糖體的形成，有的能阻止tRNA和mRNA的結合，請據以上事實說明這些抗生素可用于一些疾病治療的道理： ________________。

Answer 1

【答案】mRNA（或RNA或酵母RNA） RNA合成（轉錄）場所在細胞核內（RNA合成（轉錄）場所在DNA附近） 堿基互補配對原則 b鏈 形成的雜合雙鏈區的部位越多，DNA堿基序列的一致性越高，說明物種之間關系越近 RNA聚合酶 核基因 抗生素通過干擾細菌核糖體的形成，或阻止tRNA和mRNA的結合，來干擾細菌蛋白質的合成，抑制細菌的生長，因此可用于因細菌感染而引起的疾病

【解析】

基因表達是指將來自基因的遺傳信息合成功能性基因產物的過程，基因表達產物通常是蛋白質。基因表達包括轉錄和翻譯。轉錄過程由RNA聚合酶進行，以DNA為模板，產物為RNA。RNA聚合酶沿著一段DNA移動，留下新合成的RNA鏈。翻譯過程是以信使RNA（mRNA）為模板，指導合成蛋白質的過程。每個mRNA攜帶由遺傳密碼編碼的蛋白質合成信息即三聯體。mRNA的每個核苷酸三聯體稱為密碼子，并且對應于與轉運RNA中的反密碼子三聯體互補的結合位點。

（1）RNA分解，蛋白質合成停止，RNA合成，蛋白質合成恢復，實驗一說明蛋白質的合成可能與mRNA（或RNA或酵母RNA）有關。

（2）RNA總是出現在DNA附近，說明RNA合成（轉錄）場所在細胞核內（RNA合成（轉錄）場所在DNA附近）

（3）實驗三中雜交分子形成的原理是堿基互補配對原則（A-U，G-C,T-A，C-G）。DNA單鏈可與RNA形成雜交分子是b鏈，與RNA堿基互補配對，因此RNA合成的模板是b鏈。形成的雜合雙鏈區的部位越多，DNA堿基序列的一致性越高，說明在生物進化過程中，DNA堿基序列發生的變化越小，說明物種之間關系越近。

（4）加入抑制RNA聚合酶的物質，轉錄進程逐漸被抑制，說明轉錄過程需要RNA聚合酶。用α—鵝膏蕈堿處理細胞后發現，細胞質基質中RNA含量顯著減少，說明α—鵝膏蕈堿抑制的是核基因的轉錄，核內形成的mRNA通過核孔進入細胞質基質的RNA含量才顯著減少。

（5）核糖體、tRNA和mRNA的結合都是蛋白質合成所不可缺少的。抗生素通過干擾細菌核糖體的形成，或阻止tRNA和mRNA的結合，來干擾細菌蛋白質的合成，抑制細菌的生長，因此可用于因細菌感染而引起的疾病。