Question

6．閱讀下列短文，回答問題
核酸是唯一的遺傳物質(zhì)嗎？（節(jié)選）
Nucleic Acid：the Only Genetic Materail for Organisms？
中科院上海生命科學(xué)研究院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所  周波  周金秋
核酸是遺傳物質(zhì)
1944年，美國細(xì)菌學(xué)家艾弗里（Oswald Theodore Avery）通過研究肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化時(shí)發(fā)現(xiàn)并證明，DNA是細(xì)菌體內(nèi)唯一的遺傳物質(zhì)．1952年，科學(xué)家更提出證據(jù)證明當(dāng)一種病毒感染細(xì)菌時(shí)，只有其DNA進(jìn)入細(xì)胞，而蛋白質(zhì)全部丟棄在細(xì)菌外面，只有DNA才可能指導(dǎo)整個(gè)病毒在細(xì)菌內(nèi)的所有行動(dòng)．此后，逆轉(zhuǎn)錄病毒的遺傳物質(zhì)被發(fā)現(xiàn)是作為信使核酸的RNA（mRNA）．至此，科學(xué)界便接受了核酸是遺傳物質(zhì)的理論．
那么，DNA和RNA是生物體唯一的遺傳物質(zhì)嗎？
朊病毒（prion）
最早挑戰(zhàn)“核酸是唯一的遺傳物質(zhì)”這一概念的是一類稱之為“朊病毒”（prion）的“病原體”．早在300年前，人們已經(jīng)注意到在綿羊和山羊身上患的“羊瘙癢癥”．其癥狀表現(xiàn)為：喪失協(xié)調(diào)性、站立不穩(wěn)、煩躁不安、奇癢難熬，直至癱瘓死亡．20世紀(jì)60年代，英國生物學(xué)家阿爾卑斯（Alper Tikvah）用放射處理破壞患有“羊瘙癢癥”的羊只的DNA和RNA后，其組織仍具有感染性．阿爾卑斯因而認(rèn)為“羊瘙癢癥”的致病因子并非核酸，而可能是蛋白質(zhì)．后來幾十年的研究證實(shí)，“羊瘙癢癥”的罪魁禍?zhǔn)资且环N具有傳染性的，成為“朊病毒”的蛋白質(zhì)．朊病毒是細(xì)胞正常蛋白質(zhì)經(jīng)變構(gòu)后而獲得致病性．這種正常細(xì)胞的蛋白質(zhì)名為PrP^c，大多數(shù)哺乳動(dòng)物的基因組均編碼，并在許多組織，尤其是神經(jīng)元及淋巴內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)．1997年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的獲得者普西納（Prusiner Stanley Ben）博士就是在朊病毒研究方面做出杰出貢獻(xiàn)的代表．
從表面上看，朊病毒以“蛋白質(zhì)--蛋白質(zhì)”的方式進(jìn)行復(fù)制（即：按照朊病毒蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)合成新的相同的朊病毒蛋白質(zhì)--編者注），因此，在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)，人們認(rèn)為朊病毒是一類以蛋白質(zhì)作為遺傳物質(zhì)的類病毒生物．然而，實(shí)驗(yàn)證明，用基因敲除技術(shù)培育的缺乏PrP^c基因的小鼠，在接種癢病朊病毒蛋白后不發(fā)病，如將正常腦組織塊移植到此種轉(zhuǎn)基因小鼠的腦內(nèi)，接種后，僅移植的正常部位發(fā)生病變．由此可見，區(qū)別于傳統(tǒng)意義上的病毒，朊病毒有控制其發(fā)生的正常細(xì)胞的DNA，換言之，朊病毒只是在細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)在分子水平的病變．
作為遺傳物質(zhì)至少要具備以下四個(gè)條件：①在細(xì)胞生長和繁殖的過程中能夠精確地復(fù)制自己；②能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成從而控制生物的性狀和新陳代謝；③具有貯存巨大數(shù)量遺傳信息的潛在能力；④結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，但在特殊情況下又能發(fā)生突變，而且突變以后還能繼續(xù)復(fù)制，并能遺傳給后代．
科學(xué)研究已經(jīng)充分證明，核酸（DNA和RNA）具備上述四個(gè)條件，是生物體必需的遺傳物質(zhì)．絕大多數(shù)生物體的遺傳物質(zhì)是DNA，有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA．盡管蛋白質(zhì)不能自主復(fù)制，但在特殊條件下，它能借助細(xì)胞內(nèi)的天然蛋白質(zhì)實(shí)現(xiàn)“遺傳”的目的（朊病毒）．
（一）完成下列選擇題，除注明外，每題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意：
（1）“朊病毒”的化學(xué)組成是C
A．DNA和蛋白質(zhì)    B．DNA      C．蛋白質(zhì)      D．蛋白質(zhì)和mRNA     E．DNA、RNA和蛋白質(zhì)
（2）朊病毒與PrP^c的關(guān)系是C
A．朊病毒就是PrP^c
B．PrP^c是朊病毒通過結(jié)構(gòu)改變形成
C．通過結(jié)構(gòu)改變，PrP^c可以成為朊病毒
D．朊病毒是PrP^c基因在正常細(xì)胞內(nèi)表達(dá)形成的
（3）患“羊瘙癢癥”的羊，主要受損傷的器官或系統(tǒng)是B
A．肌肉     B．神經(jīng)系統(tǒng)     C．皮膚     D．骨骼
（4）關(guān)于生物的遺傳物質(zhì)，下列哪些說法符合本文作者的觀點(diǎn)（多選 ）
A．由細(xì)胞構(gòu)成的生物的遺傳物質(zhì)是DNA，而不是RNA
B．有些病毒的遺傳物質(zhì)是DNA，有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA
C．朊病毒能誘導(dǎo)細(xì)胞外的蛋白質(zhì)成為朊病毒
D．朊病毒是原核生物，能寄生在正常細(xì)胞內(nèi)并增殖
（二）分析并簡要回答：阿爾卑斯（Alper Tikvah）的實(shí)驗(yàn)告訴我們，將患“羊瘙癢癥”的羊的組織，除凈核酸后，仍具有感染性．其根本原因是“羊瘙癢癥”的致病因子并非核酸，而可能是蛋白質(zhì)．

Answer 1

分析 1、作為遺傳物質(zhì)應(yīng)具備的特點(diǎn)是：
（1）分子結(jié)構(gòu)具有相對(duì)穩(wěn)定性；
（2）能自我復(fù)制，保持上下代連續(xù)性；
（3）能指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成；
（4）能產(chǎn)生可遺傳變異．
2、細(xì)胞生物的遺傳物質(zhì)均為DNA，病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA．朊病毒屬于特殊類型的病毒，它能夠使細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)在分子水平的病變．

解答 解：（一）（1）由題干信息可知，“朊病毒”中不含核酸，其化學(xué)組成只有蛋白質(zhì)．
（2）根據(jù)材料信息可知“朊病毒是細(xì)胞正常蛋白質(zhì)經(jīng)變構(gòu)后而獲得致病性，這種正常細(xì)胞的蛋白質(zhì)名為PrP^c”，因此朊病毒與PrP^c的關(guān)系是通過結(jié)構(gòu)改變，PrP^c可以成為朊病毒．
（3）根據(jù)材料信息可知，“這種正常細(xì)胞的蛋白質(zhì)名為PrP^c，大多數(shù)哺乳動(dòng)物的基因組均編碼，并在許多組織，尤其是神經(jīng)元及淋巴內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)”，患“羊瘙癢癥”的羊，主要是神經(jīng)系統(tǒng)受損傷．
（4）A．材料提出，“絕大多數(shù)生物體的遺傳物質(zhì)是DNA，有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA”，因此由細(xì)胞構(gòu)成的生物的遺傳物質(zhì)是DNA，而不是RNA，A正確；
B．材料提出，“有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA”，因此有些病毒的遺傳物質(zhì)是DNA，有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，B正確；
C．朊病毒能誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)成為朊病毒，C錯(cuò)誤；
D．朊病毒屬于病毒的一種，不屬于原核生物，D錯(cuò)誤．
（二）阿爾卑斯（Alper Tikvah）的實(shí)驗(yàn)告訴我們，將患“羊瘙癢癥”的羊的組織，除凈核酸后，仍具有感染性．其根本原因是“羊瘙癢癥”的致病因子并非核酸，而可能是蛋白質(zhì)．
故答案為：
（一）（1）C
（2）C
（3）B
（4）AB
（二）羊瘙癢癥”的致病因子并非核酸，而可能是蛋白質(zhì)

點(diǎn)評(píng) 本題屬于材料分析題，考查了人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探究歷程，要求考生能夠準(zhǔn)確分析材料，根據(jù)材料信息準(zhǔn)確答題，難度適中．