Question

【題目】當(dāng)細(xì)胞中缺乏氨基酸時，負(fù)載tRNA（攜帶氨基酸的tRNA）會轉(zhuǎn)化為空載tRNA（沒有攜帶氨基酸的tRNA）參與基因表達(dá)的調(diào)控。如圖是缺乏氨基酸時，tRNA調(diào)控基因表達(dá)的相關(guān)過程。請回答下列問題：

（1）完成過程①需要的原料是______，催化該過程得酶是_____，與過程②相比，過程①特有的堿基配對方式是_____。

（2）已知圖中DNA分子片段轉(zhuǎn)錄形成的mRNA含有500個堿基，腺嘌呤和尿嘧啶之和占全部堿基總數(shù)的40%。若該DNA片段連續(xù)復(fù)制3次，至少需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸______個。

（3）過程②中核糖體沿mRNA移動的方向是________（在“從左向右”、“從右向左”中選擇），一條mRNA上同時結(jié)合了多個核糖體，其生物學(xué)意義是_______。

（4）當(dāng)細(xì)胞缺乏氨基酸時，空載tRNA通過控制圖中_________（填序號）過程影響基因的表達(dá)，這種調(diào)控機(jī)制的意義是_______。

Answer 1

【答案】（四種游離的）核糖核苷酸 RNA聚合酶 T—A 2100 從右向左 短時間內(nèi)合成大量的蛋白質(zhì)（短時間內(nèi)合成多條肽鏈） ①② 避免細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)和能量的浪費

【解析】

基因的表達(dá)包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個階段，真核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞核完成，模板是DNA的一條鏈，原料是游離的核糖核苷酸，翻譯在核糖體上進(jìn)行，原料是氨基酸，需要tRNA識別并轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸，翻譯過程中一種氨基酸可以有一種或幾種tRNA，但是一種tRNA只能識別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸。

（1）①過程表示的是轉(zhuǎn)錄，產(chǎn)物是RNA，需要核糖核苷酸做原料，RNA聚合酶催化，遵循堿基互補(bǔ)配對原則，特有的堿基對是A—T。過程②是翻譯，以mRNA 為模板，堿基中沒有T，特有的堿基對是A-U和U-A。

（2）已知由圖中DNA分子片段轉(zhuǎn)錄形成的mRNA含有500個堿基，腺嘌呤和尿嘧啶之和占全部堿基總數(shù)的40%，則DNA模板鏈中和整個DNA分子中A和T占全部堿基總數(shù)的40%，則C占30%，即為300個。 若該DNA分子片斷連續(xù)復(fù)制3次，則需要游離的胞嘧啶脫氧核苷酸=（23-1）×300=2100個。

（3）由過程②可以看出，a核糖體是合成的肽鏈較長，因此圖②中核糖體沿mRNA移動的方向是從右到左；圖中一條mRNA上同時結(jié)合了多個核糖體，少量mRNA可迅速合成大量蛋白質(zhì)，提高了蛋白質(zhì)合成速率。

（4）當(dāng)細(xì)胞缺乏氨基酸時，空載tRNA通過激活蛋白激酶抑制②基因表達(dá)，也可以抑制①基因的轉(zhuǎn)錄，避免細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)和能量的浪費。