Question

【題目】2017年，三位科學(xué)家因發(fā)現(xiàn)生物晝夜節(jié)律的分子機制而獲得諾貝爾獎。請回答問題：

（1）1984年，科學(xué)家首次成功分離了節(jié)律基因（per）。per基因控制合成PER蛋白的過程稱為基因的___________。該過程在細(xì)胞的___________中，以該基因的一條鏈為模板，以四種_______為原料轉(zhuǎn)錄為mRNA，進而在核糖體上___________出PER蛋白。

（2）CLK-CYC復(fù)合物能激活per基因轉(zhuǎn)錄，PER蛋白與TIM蛋白結(jié)合后才能進入細(xì)胞核。白天PER蛋白在細(xì)胞質(zhì)中降解，晚上PER蛋白在細(xì)胞核中積累，周期約為24小時，表現(xiàn)出晝夜節(jié)律，其分子調(diào)節(jié)機制如下圖所示。

①白天，在光下被激活的CRY蛋白與TIM蛋白結(jié)合，引起TIM蛋白降解，PER蛋白與DBT蛋白結(jié)合后被降解，導(dǎo)致___________，PER蛋白進入細(xì)胞核受阻。

②夜晚，TIM蛋白與PER蛋白結(jié)合后，經(jīng)___________進入細(xì)胞核，使核內(nèi)的PER蛋白含量升高，同時___________ per基因轉(zhuǎn)錄。

（3）生物節(jié)律與人類健康息息相關(guān)，節(jié)律紊亂會引發(fā)一系列健康問題。上述研究對于我們健康文明的生活方式有哪些啟示？___________。

Answer 1

【答案】表達 細(xì)胞核 核糖核苷酸 翻譯 PER蛋白與TIM蛋白結(jié)合產(chǎn)物減少 核孔 抑制 規(guī)律作息，保持良好生活習(xí)慣等

【解析】

	DNA復(fù)制	DNA轉(zhuǎn)錄	翻譯
時間	細(xì)胞分裂的間期	個體生長發(fā)育的整個過程
場所	主要在細(xì)胞核		細(xì)胞質(zhì)中的核糖體
條件	DNA解旋酶，DNA聚合酶等，ATP	RNA聚合酶等，ATP	酶，ATP,tRNA
模板	DNA的兩條鏈	DNA的一條鏈	mRNA
原料	含A T C G的四種脫氧核苷酸	含A U C G的四種核糖核苷酸	20種氨基酸
模板去向	分別進入兩個子代DNA分子中	與非模板鏈重新繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)	分解成單個核苷酸

（1）基因控制蛋白質(zhì)合成的過程稱為基因的表達，故per基因控制合成PER蛋白的過程稱為基因的表達�；�因的表達過程包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩步，前者主要發(fā)生在細(xì)胞核中，而后者發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的核糖體上，據(jù)此分析為，該過程在細(xì)胞的細(xì)胞核中，以該基因的一條鏈為模板，以四種核糖核苷酸為原料轉(zhuǎn)錄為mRNA，進而在核糖體上翻譯出PER蛋白。

（2）根據(jù)題目信息可知，白天PER蛋白在細(xì)胞質(zhì)中降解，晚上PER蛋白在細(xì)胞核中積累，據(jù)此作答：

①結(jié)合圖示可知，白天，在光下被激活的CRY蛋白與TIM蛋白結(jié)合，引起TIM蛋白降解，PER蛋白與DBT蛋白結(jié)合后被降解，故此PER蛋白與TIM蛋白結(jié)合產(chǎn)物減少，PER蛋白進入細(xì)胞核受阻。

②核孔是大分子物質(zhì)出入細(xì)胞核的通道，故可推測，夜晚，TIM蛋白與PER蛋白結(jié)合后，是經(jīng)核孔進入細(xì)胞核的，使核內(nèi)的PER蛋白含量升高，同時抑制 per基因轉(zhuǎn)錄。

（3）生理的節(jié)律性是生物節(jié)律形成的內(nèi)因，如果生活不規(guī)律，就會引發(fā)因為節(jié)律紊亂導(dǎo)致的一系列健康問題。因此為了身體的健康，我們需要規(guī)律作息，保持良好生活習(xí)慣。