Question

【題目】2019年諾貝爾生理學或醫學獎頒給了細胞對氧氣的感應和適應機制的研究。機體缺氧時，低氧誘導因子(HIF)與促紅細胞生成素(EPO)基因的低氧應答元件(非編碼蛋白質序列)結合，使EPO基因表達加快，促進EPO的合成，過程如下圖所示。回答下列問題：

(1)完成過程①需__________等物質從細胞質進入細胞核，②過程中，除mRNA外，還需要的RNA有__________。

(2)HIF在__________(填“轉錄”或“翻譯”)水平調控EPO基因的表達，HIF和EPO的空間結構不同的根本原因是________________________________________________________。

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

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

Answer 1

【答案】ATP、核糖核苷酸、酶 tRNA、rRNA 轉錄 控制蛋白質合成的基因堿基序列不同 提高 不同基因、基因與環境

【解析】

1、轉錄過程由RNA聚合酶（RNAP）進行，以DNA為模板，產物為RNA。RNA聚合酶沿著一段DNA移動，留下新合成的RNA鏈。

2、信使RNA（mRNA）是編碼一種或多種蛋白質合成的遺傳信息的載體。每個mRNA由三部分組成：5'非翻譯區（5'UTR），蛋白質編碼區或開放閱讀框（ORF）和3'非翻譯區（3'UTR）。編碼區攜帶由遺傳密碼編碼的蛋白質合成信息即三聯體。編碼區的每個核苷酸三聯體稱為密碼子，并且對應于與轉移RNA中的反密碼子三聯體互補的結合位點。具有相同反密碼子序列的轉移RNA總是攜帶相同類型的氨基酸。核糖體根據編碼區中三聯體的順序，將氨基酸鏈接在一起形成多肽。核糖體有助于轉移RNA與信使RNA結合，并從每個轉移RNA中獲取氨基酸，產生多肽鏈。

(1)過程①是轉錄的過程，需RNA聚合酶、核糖核苷酸、ATP等物質從細胞質進入細胞核，②過程是翻譯的過程，除mRNA外，還需要核糖體協助攜帶氨基酸的tRNA與mRNA結合，核糖體是由人RNA和相應的蛋白質組成的。

(2)由題文“低氧誘導因子(HIF)與促紅細胞生成素(EPO)基因的低氧應答元件(非編碼蛋白質序列)結合”可知，HIF在轉錄水平調控EPO基因的表達，HIF和EPO的空間結構不同的根本原因是控制蛋白質合成的基因不同即堿基序列不同。

(3)由于癌細胞迅速增殖會造成腫瘤附近局部供氧不足，HIF為低氧誘導分子，因此癌細胞常常會提高HIF蛋白的表達，刺激機體產生紅細胞，為腫瘤提供更多氧氣和養分。

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