Question

【題目】研究發(fā)現(xiàn)，真核細胞中轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的RNA還需經(jīng)過前體RNA→成熟RNA的過程，奧特曼和切赫等科學家為確定催化該過程的酶的化學本質(zhì)進行了如下的研究：

實驗一：核糖核酸酶P由蛋白質(zhì)和RNA兩種成分組成。1971年奧特曼發(fā)現(xiàn)核糖核酸酶P去除RNA后，該酶失去催化前體tRNA轉(zhuǎn)化為成熟tRNA的功能。

實驗二：1981年切赫最初推測加工tRNA的酶存在于細胞核的核液中。他在前體tRNA中加入核液，對照組前體tRNA不作任何處理，結(jié)果對照組和實驗組中的前體tRNA都轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒靦RNA。

實驗三：奧特曼的同事設計了新的實驗，直接證明了核糖核酸酶P中起催化作用的是RNA。

根據(jù)上述材料，回答問題：

（1）細胞質(zhì)中rRNA主要存在于____________（填細胞器名稱），細胞中的RNA是以________________的一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生，tRNA的功能是________________________。

（2）實驗二的結(jié)論是：________________________________________________________。

（3）若你來設計實驗三，那么你的設計思路是： ______________。

Answer 1

【答案】核糖體 DNA 識別密碼子并轉(zhuǎn)運氨基酸 RNA具有催化(自身剪切)的作用 去除核糖核酸酶P中的蛋白質(zhì)，單獨保留其RNA成分，檢測其是否仍具催化作用

【解析】

真核生物體中的RNA是由DNA轉(zhuǎn)錄形成的，包括tRNA、mRNA、rRNA，mRNA是翻譯的直接模板，tRNA是搬運氨基酸的工具，rRNA是構成核糖體的物質(zhì)。核糖核酸酶P由蛋白質(zhì)和RNA兩種成分組成，能夠催化前體tRNA轉(zhuǎn)化為成熟tRNA的功能，去除核糖核酸酶P中的RNA后，該酶失去催化前體tRNA轉(zhuǎn)化為成熟tRNA的功能，說明起催化作用的物質(zhì)是核糖核酸酶P中的RNA。

（1）rRNA和蛋白質(zhì)構成核糖體，故rRNA主要存在于核糖體上，真核細胞中的RNA是由DNA的一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的，包括tRNA、mRNA、rRNA，其中tRNA的功能是識別密碼子并轉(zhuǎn)運氨基酸。

（2）核糖核酸酶P由蛋白質(zhì)和RNA兩種成分組成，奧特曼發(fā)現(xiàn)核糖核酸酶P去除RNA后，該酶失去催化前體tRNA轉(zhuǎn)化為成熟tRNA的功能，說明RNA具有催化(自身剪切)的作用，實驗二中，切赫在前體tRNA中加入核液，對照組前體tRNA不作任何處理，結(jié)果對照組和實驗組中的前體tRNA都轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒靦RNA，證明了RNA具有對自身剪切的作用，即RNA具有催化前體RNA→成熟RNA的功能。

（3）為了進一步證明核糖核酸酶P中發(fā)揮作用的是RNA而不是蛋白質(zhì)，可設置實驗三過程為：去除核糖核酸酶P中的蛋白質(zhì)，單獨保留其RNA成分，檢測其是否仍具催化作用。