Question

【題目】鏈霉素是一種重要的抗生素，請回答：

（1）大腸桿菌通過________（填染色體或DNA）上的基因控制蛋白質(zhì)的合成，鏈霉素能作用于此過程而產(chǎn)生抗菌作用。

（2）為進(jìn)一步弄清其更精確的作用機(jī)制，現(xiàn)提供由大腸桿菌提取物制備的“轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)”（分裝到兩支試管a1、a2）與“翻譯系統(tǒng)”（分裝到兩支試管b1、b2）、緩沖液以及用緩沖液配制的適宜濃度的鏈霉素溶液、相關(guān)原料和必要的其他條件，請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行探究。要求：所有實(shí)驗(yàn)同時操作，寫出實(shí)驗(yàn)思路、預(yù)測結(jié)果與結(jié)論。_______________________________

Answer 1

【答案】DNA 實(shí)驗(yàn)思路：向a1、b1各加入適量鏈霉素溶液，向a2、b2各加入相應(yīng)等量的緩沖液作對照，分別加入相關(guān)原料后在適宜且相同條件下反應(yīng)一段時間，分別測定各系統(tǒng)有無相應(yīng)產(chǎn)物生成。結(jié)果與結(jié)論：

①若a1無而a2有相應(yīng)的mRNA生成，且b1、b2均有相應(yīng)蛋白質(zhì)生成，則鏈霉素只抑制轉(zhuǎn)錄過程而起到抗菌作用；

②若a1、a2均有相應(yīng)的mRNA生成，且b1無而b2有相應(yīng)的蛋白質(zhì)生成，則鏈霉素只抑制翻譯過程而起到抗菌作用；

③若a1無而a2有相應(yīng)的mRNA生成，且b1無、b2有相應(yīng)蛋白質(zhì)生成，則鏈霉素抑制轉(zhuǎn)錄和翻譯過程而起到抗菌作用

【解析】

基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個過程，其中轉(zhuǎn)錄是指以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程，翻譯是指以mRNA為模板合成肽鏈的過程。

（1）大腸桿菌為原核細(xì)胞，細(xì)胞內(nèi)沒有染色體，裸露的DNA分子上的基因控制蛋白質(zhì)的合成。

（2）基因控制轉(zhuǎn)錄和翻譯從而控制蛋白質(zhì)的合成。該實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖桥�清鏈霉素對基因控制蛋白質(zhì)合成的影響，是抑制轉(zhuǎn)錄，還是抑制翻譯，還是既抑制轉(zhuǎn)錄又抑制翻譯，所以應(yīng)該在轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)a1、a2分別加入鏈霉素溶液和緩沖液，b1、b2分別加入鏈霉素溶液和緩沖液然后加入相關(guān)原料在適宜條件下反應(yīng)并測定其產(chǎn)物生成。由于al和b1中加入了鏈霉素，所以若a1和b1不產(chǎn)生相應(yīng)產(chǎn)物，說明鏈霉素抑制了反應(yīng)過程。若a1無而a2有相應(yīng)的mRNA生成，說明鏈霉素抑制了轉(zhuǎn)錄過程；b1、b2均有相應(yīng)蛋白質(zhì)生成，說明鏈霉素沒有抑制翻譯過程。所以，結(jié)論是鏈霉素只抑制轉(zhuǎn)錄過程而起到抗菌作用。若a1、a2均有相應(yīng)的mRNA生成，說明鏈霉素沒有抑制轉(zhuǎn)錄過程；b1無而b2有相應(yīng)的蛋白質(zhì)生成，說明鏈霉素抑制了翻譯過程。所以，結(jié)論是鏈霉素只抑制翻譯過程而起到抗菌作用。若a1、b1均無產(chǎn)物生成，說明鏈霉素既抑制轉(zhuǎn)錄，又抑制翻譯過程。