Question

【題目】2017年，三位科學家因發現生物晝夜節律的分子機制而獲得諾貝爾獎。請回答問題：

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

（2）CLK-CYC復合物能激活per基因轉錄，PER蛋白與TIM蛋白結合后才能進入細胞核。白天PER蛋白在細胞質中降解，晚上PER蛋白在細胞核中積累，周期約為24小時，表現出晝夜節律，其分子調節機制如下圖所示。

①白天，在光下被激活的CRY蛋白與TIM蛋白結合，引起TIM蛋白降解，PER蛋白與DBT蛋白結合后被降解，導致___________，PER蛋白進入細胞核受阻。

②夜晚，TIM蛋白與PER蛋白結合后，經___________進入細胞核，使核內的PER蛋白含量升高，同時___________ per基因轉錄。

（3）生物節律與人類健康息息相關，節律紊亂會引發一系列健康問題。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 細胞核 核糖核苷酸 翻譯 PER蛋白與TIM蛋白結合產物減少 核孔 抑制 規律作息，保持良好生活習慣等

【解析】

	DNA復制	DNA轉錄	翻譯
時間	細胞分裂的間期	個體生長發育的整個過程
場所	主要在細胞核		細胞質中的核糖體
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構	分解成單個核苷酸

（1）基因控制蛋白質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。基因的表達過程包括轉錄和翻譯兩步，前者主要發生在細胞核中，而后者發生在細胞質基質中的核糖體上，據此分析為，該過程在細胞的細胞核中，以該基因的一條鏈為模板，以四種核糖核苷酸為原料轉錄為mRNA，進而在核糖體上翻譯出PER蛋白。

（2）根據題目信息可知，白天PER蛋白在細胞質中降解，晚上PER蛋白在細胞核中積累，據此作答：

①結合圖示可知，白天，在光下被激活的CRY蛋白與TIM蛋白結合，引起TIM蛋白降解，PER蛋白與DBT蛋白結合后被降解，故此PER蛋白與TIM蛋白結合產物減少，PER蛋白進入細胞核受阻。

②核孔是大分子物質出入細胞核的通道，故可推測，夜晚，TIM蛋白與PER蛋白結合后，是經核孔進入細胞核的，使核內的PER蛋白含量升高，同時抑制 per基因轉錄。

（3）生理的節律性是生物節律形成的內因，如果生活不規律，就會引發因為節律紊亂導致的一系列健康問題。因此為了身體的健康，我們需要規律作息，保持良好生活習慣。