酶的化学成分大多数是蛋白质,少数是 RNA ,也有极少数由蛋白质和 RNA 共同构成的,存在于染色体端粒上的端粒酶在癌细胞中很活跃,从而赋予癌细胞复制的永生性,研究端粒酶的性质和成分显得很重要,请利用放射性同位素标记的方法,以体外培养的癌细胞等为材料,设计实验以确定端粒酶的化学成分。
( 1 )实验思路:
甲组: ________________ , 培养一段时间后,在癌细胞的染色体端粒上获取端粒酶,并监测其放射性。
乙组: ________________ , 培养相同的一段时间后,在癌细胞的染色体端粒上获取端粒酶,并监测其放射性。
( 2 )实验结果及结论:
① 若 ________________ ,则端粒酶由蛋白质组成。
② 若 ________________ ,则端粒酶由 RNA 组成。
③ 若 ________________ ,则端粒酶由蛋白质和 RNA 组成。
将癌细胞培养在含有 35 S 的培养基中 将癌细胞培养在含有 32 P 的培养基中 甲组有放射性,乙组无放射性 甲组无放射性,乙组有放射性 甲组和乙组都有放射性
【分析】
根据题意分析,已知酶的化学成分大多数是蛋白质,少数是 RNA ,也有极少数由蛋白质和 RNA 共同构成的,本实验的目的是利用放射性同位素标记的方法,确定端粒酶的化学成分。
【详解】
( 1 )根据以上分析已知,实验的目的是确定端粒酶的本质是 RNA 、蛋白质还是两者的化合物,可以利用 35 S 标记蛋白质, 32 P 标记 RNA 进行对照实验。甲组:将癌细胞培养在含有 35 S 的培养基中 , 培养一段时间后,在癌细胞的染色体端粒上获取端粒酶,并监测其放射性。乙组:将癌细胞培养在含有 32 P 的培养基中 , 培养相同的一段时间后,在癌细胞的染色体端粒上获取端粒酶,并监测其放射性。
( 2 ) ① 若甲组有放射性,乙组无放射性,说明端粒酶由蛋白质组成。 ② 若甲组无放射性,乙组有放射性,说明端粒酶由 RNA 组成。 ③ 若甲组和乙组都有放射性,说明端粒酶由蛋白质和 RNA 组成。
S型细菌 | R型细菌 | |
菌落 | 光滑 | 粗糙 |
菌体 | 有多糖类荚膜 | 无多糖类荚膜 |
毒性 | 有毒性,使小鼠患败血症死亡 | 无毒性 |
体内转化实验 | 体外转化实验 | |
实验者 | 格里菲思 | 艾弗里及同事 |
培养细菌 | 用小鼠(体内) | 用培养基(体外) |
实验原则 | R型细菌与S型细菌的毒性对照 | S型细菌各成分作用的相互对照 |
实验结果 | 加热杀死的S型细菌能使R型细细菌转化为S型细菌 | S型细菌的DNA使R型菌转化为S型细菌 |
实验结论 | S型细菌体内有“转化因子” | S型细菌的DNA是遗传 物质 |
两实验联系: |
(1)所用材料相同,都是肺炎双球菌R型和S型 |
肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较:
1.实验设计思路比较
艾弗里实验 | 噬菌体侵染细菌实验 | |
思路相同 | 设法将DNA与其他物质分开,单独、直接研究它们各自不同的遗传功能 | |
处理方式有区别 | 直接分离:分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等,分别与R型细菌混合培养 | 同位素标记法:分别标记DNA和蛋白质的特殊元素(32P和35S) |
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