Question

【題目】在克里克得出了3個堿基可以排列成1個遺傳密碼的實驗結(jié)論后，科學(xué)們開始探索一個特定的遺傳密碼所對應(yīng)的特定氨基酸究竟是哪一個。尼倫伯格和馬太采用蛋白質(zhì)的體外合成技術(shù)，在每一個試管中加入一種氨基酸，再加入除去了DNA和mRNA的細胞提取液，以及人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸，結(jié)果在加入了苯丙氨酸的試管中出現(xiàn)了多聚苯丙氨酸的肽鏈。

（1）實驗中多聚尿嘧啶核苷酸的作用是__________。

（2）細胞提取液為核實驗具體提供了____________。

（3）實驗中所用的細胞提取液需除去DNA和mRNA的原因是____________________。

（4）要確保實驗結(jié)論的科學(xué)性，需設(shè)計對照實驗。本題目所給實驗中，對照實驗是____________________。

（5）要想知道更多氨基酸的密碼子，你如何改變上述實驗？（簡述）____________________。

（6）本實驗所用的細胞提取液可以用大腸桿菌制備。請簡述制備方法：

①對大腸桿菌進行震蕩裂解；

②______________________________；

③______________________________。

經(jīng)上述操作，得到了除去DNA和mRNA的細胞去液（大腸桿菌中mRNA約在30～60min內(nèi)自行分解，因此操作中可不考慮）。

Answer 1

【答案】作為模板mRNA直接控制蛋白質(zhì)（多肽）合成 能量、酶、核糖體、tRNA 排除細胞中的DNA、mRNA對體外合成蛋白質(zhì)的影響 加入多聚尿嘧啶核苷酸及其他種類氨基酸的實驗 依次用不同種類的多聚核糖核苷酸替換上述實驗中的多聚尿嘧啶核苷酸 離心、過濾、獲取勻漿 用 DNA酶處理勻漿，除去DNA

【解析】

在實驗過程中多聚尿嘧啶核苷酸的作用相當于mRNA，細胞提取液為轉(zhuǎn)錄提供了能量、酶、核糖體、tRNA。實驗中除去DNA和mRNA的原因是排除DNA、mRNA對體外合成蛋白質(zhì)的影響。

由分析可知：

（1）實驗中多聚尿嘧啶核苷酸的作用是作為翻譯的模板，作為模板mRNA直接控制蛋白質(zhì)（多肽）合成。

（2）細胞提取液為該實驗提供了翻譯的各種條件，如能量、酶、核糖體、tRNA等。

（3）實驗中所用的細胞提取液需除去DNA和mRNA的的目的是排除細胞中的DNA、mRNA對體外合成蛋白質(zhì)的影響，使得實驗更有說服力，保證了實驗的結(jié)果就是由于人為提供的多聚尿嘧啶核苷酸的作用下指導(dǎo)合成的。

（4）為確保實驗結(jié)論的科學(xué)性，需設(shè)計對照實驗。對照實驗設(shè)計是遵循了單一變量，加入了不同的氨基酸，據(jù)此能夠分析出該實驗中的多聚尿嘧啶核苷酸中有苯丙氨酸的密碼子，而沒有其他氨基酸的密碼子，故可推測對照實驗是加入多聚尿嘧啶核苷酸及其他種類氨基酸的實驗。

（5）要想知道更多氨基酸的密碼子，由于密碼子在mRNA上，故需要改變轉(zhuǎn)錄的模板，所有改進的實驗思路是：依次用不同種類的多聚核糖核苷酸替換上述實驗中的多聚尿嘧啶核苷酸。

（6）本實驗所用的細胞提取液可以用大腸桿菌制備。請簡述制備方法：

①對大腸桿菌進行震蕩裂解；

②離心、過濾、獲取勻漿獲得細胞提取液；

③用適當?shù)姆椒ㄌ幚韯驖{，除去其中的DNA和RNA。