Question

【題目】2019年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了細(xì)胞對(duì)氧氣的感應(yīng)和適應(yīng)機(jī)制的研究。機(jī)體缺氧時(shí)，低氧誘導(dǎo)因子(HIF)與促紅細(xì)胞生成素(EPO)基因的低氧應(yīng)答元件(非編碼蛋白質(zhì)序列)結(jié)合，使EPO基因表達(dá)加快，促進(jìn)EPO的合成，過程如下圖所示。回答下列問題：

(1)完成過程①需__________等物質(zhì)從細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞核，②過程中，除mRNA外，還需要的RNA有__________。

(2)HIF在__________(填“轉(zhuǎn)錄”或“翻譯”)水平調(diào)控EPO基因的表達(dá)，HIF和EPO的空間結(jié)構(gòu)不同的根本原因是________________________________________________________。

(3)由于癌細(xì)胞迅速增殖會(huì)造成腫瘤附近局部供氧不足，因此癌細(xì)胞常常會(huì)__________(填“提高”或“降低”)HIF蛋白的表達(dá)，刺激機(jī)體產(chǎn)生紅細(xì)胞，為腫瘤提供更多氧氣和養(yǎng)分。

(4)上述圖示過程反應(yīng)了________之間存在著復(fù)雜的相互作用，共同調(diào)控生物體的生命活動(dòng)。

Answer 1

【答案】ATP、核糖核苷酸、酶 tRNA、rRNA 轉(zhuǎn)錄 控制蛋白質(zhì)合成的基因堿基序列不同 提高 不同基因、基因與環(huán)境

【解析】

1、轉(zhuǎn)錄過程由RNA聚合酶（RNAP）進(jìn)行，以DNA為模板，產(chǎn)物為RNA。RNA聚合酶沿著一段DNA移動(dòng)，留下新合成的RNA鏈。

2、信使RNA（mRNA）是編碼一種或多種蛋白質(zhì)合成的遺傳信息的載體。每個(gè)mRNA由三部分組成：5'非翻譯區(qū)（5'UTR），蛋白質(zhì)編碼區(qū)或開放閱讀框（ORF）和3'非翻譯區(qū)（3'UTR）。編碼區(qū)攜帶由遺傳密碼編碼的蛋白質(zhì)合成信息即三聯(lián)體。編碼區(qū)的每個(gè)核苷酸三聯(lián)體稱為密碼子，并且對(duì)應(yīng)于與轉(zhuǎn)移RNA中的反密碼子三聯(lián)體互補(bǔ)的結(jié)合位點(diǎn)。具有相同反密碼子序列的轉(zhuǎn)移RNA總是攜帶相同類型的氨基酸。核糖體根據(jù)編碼區(qū)中三聯(lián)體的順序，將氨基酸鏈接在一起形成多肽。核糖體有助于轉(zhuǎn)移RNA與信使RNA結(jié)合，并從每個(gè)轉(zhuǎn)移RNA中獲取氨基酸，產(chǎn)生多肽鏈。

(1)過程①是轉(zhuǎn)錄的過程，需RNA聚合酶、核糖核苷酸、ATP等物質(zhì)從細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞核，②過程是翻譯的過程，除mRNA外，還需要核糖體協(xié)助攜帶氨基酸的tRNA與mRNA結(jié)合，核糖體是由人RNA和相應(yīng)的蛋白質(zhì)組成的。

(2)由題文“低氧誘導(dǎo)因子(HIF)與促紅細(xì)胞生成素(EPO)基因的低氧應(yīng)答元件(非編碼蛋白質(zhì)序列)結(jié)合”可知，HIF在轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控EPO基因的表達(dá)，HIF和EPO的空間結(jié)構(gòu)不同的根本原因是控制蛋白質(zhì)合成的基因不同即堿基序列不同。

(3)由于癌細(xì)胞迅速增殖會(huì)造成腫瘤附近局部供氧不足，HIF為低氧誘導(dǎo)分子，因此癌細(xì)胞常常會(huì)提高HIF蛋白的表達(dá)，刺激機(jī)體產(chǎn)生紅細(xì)胞，為腫瘤提供更多氧氣和養(yǎng)分。

(4)上述圖示過程反應(yīng)了基因HIF基因和EPO基因、基因HIF、EPO與低氧環(huán)境相互作用即不同基因、基因與環(huán)境之間存在著復(fù)雜的相互作用，共同調(diào)控生物體的生命活動(dòng)。