Question

【題目】當細胞中缺乏氨基酸時，負載tRNA（攜帶氨基酸的tRNA）會轉化為空載tRNA（沒有攜帶氨基酸的tRNA）參與基因表達的調控。如圖是缺乏氨基酸時，tRNA調控基因表達的相關過程。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的40%。若該DNA片段連續復制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上同時結合了多個核糖體，其生物學意義是_______。

（4）當細胞缺乏氨基酸時，空載tRNA通過控制圖中_________（填序號）過程影響基因的表達，這種調控機制的意義是_______。

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 短時間內合成大量的蛋白質（短時間內合成多條肽鏈） ①② 避免細胞內物質和能量的浪費

【解析】

基因的表達包括轉錄和翻譯兩個階段，真核細胞的轉錄在細胞核完成，模板是DNA的一條鏈，原料是游離的核糖核苷酸，翻譯在核糖體上進行，原料是氨基酸，需要tRNA識別并轉運氨基酸，翻譯過程中一種氨基酸可以有一種或幾種tRNA，但是一種tRNA只能識別并轉運一種氨基酸。

（1）①過程表示的是轉錄，產物是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占全部堿基總數的40%，則C占30%，即為300個。 若該DNA分子片斷連續復制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上同時結合了多個核糖體，少量mRNA可迅速合成大量蛋白質，提高了蛋白質合成速率。

（4）當細胞缺乏氨基酸時，空載tRNA通過激活蛋白激酶抑制②基因表達，也可以抑制①基因的轉錄，避免細胞內物質和能量的浪費。