Question

【题目】当细胞中缺乏氨基酸时，负载tRNA（携带氨基酸的tRNA）会转化为空载tRNA（没有携带氨基酸的tRNA）参与基因表达的调控。如图是缺乏氨基酸时，tRNA调控基因表达的相关过程。请回答下列问题：

（1）完成过程①需要的原料是______，催化该过程得酶是_____，与过程②相比，过程①特有的碱基配对方式是_____。

（2）已知图中DNA分子片段转录形成的mRNA含有500个碱基，腺嘌呤和尿嘧啶之和占全部碱基总数的40%。若该DNA片段连续复制3次，至少需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸______个。

（3）过程②中核糖体沿mRNA移动的方向是________（在“从左向右”、“从右向左”中选择），一条mRNA上同时结合了多个核糖体，其生物学意义是_______。

（4）当细胞缺乏氨基酸时，空载tRNA通过控制图中_________（填序号）过程影响基因的表达，这种调控机制的意义是_______。

Answer 1

【答案】（四种游离的）核糖核苷酸 RNA聚合酶 T—A 2100 从右向左 短时间内合成大量的蛋白质（短时间内合成多条肽链） ①② 避免细胞内物质和能量的浪费

【解析】

基因的表达包括转录和翻译两个阶段，真核细胞的转录在细胞核完成，模板是DNA的一条链，原料是游离的核糖核苷酸，翻译在核糖体上进行，原料是氨基酸，需要tRNA识别并转运氨基酸，翻译过程中一种氨基酸可以有一种或几种tRNA，但是一种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。

（1）①过程表示的是转录，产物是RNA，需要核糖核苷酸做原料，RNA聚合酶催化，遵循碱基互补配对原则，特有的碱基对是A—T。过程②是翻译，以mRNA 为模板，碱基中没有T，特有的碱基对是A-U和U-A。

（2）已知由图中DNA分子片段转录形成的mRNA含有500个碱基，腺嘌呤和尿嘧啶之和占全部碱基总数的40%，则DNA模板链中和整个DNA分子中A和T占全部碱基总数的40%，则C占30%，即为300个。 若该DNA分子片断连续复制3次，则需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸=（23-1）×300=2100个。

（3）由过程②可以看出，a核糖体是合成的肽链较长，因此图②中核糖体沿mRNA移动的方向是从右到左；图中一条mRNA上同时结合了多个核糖体，少量mRNA可迅速合成大量蛋白质，提高了蛋白质合成速率。

（4）当细胞缺乏氨基酸时，空载tRNA通过激活蛋白激酶抑制②基因表达，也可以抑制①基因的转录，避免细胞内物质和能量的浪费。