Question

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）过程①是____________，该过程中____________与基因首端的相应部位结合，与过程②相比，过程①特有的碱基配对方式是____________。

（2）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____________。

（3）已知图中形成的mRNA含有500个碱基，腺嘌呤和尿嘧啶之和占全部碱基总数的20%。若该DNA片段连续复制2次，至少需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸____个。

（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

转录 RNA聚合酶 T—A 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） 1200 ① 避免细胞内物质和能量的浪费

【解析】

分析题图：图中①为转录过程，②为翻译过程，③表示缺乏氨基酸时，tRNA调控基因表达的相关过程。

（1）①过程是以DNA为模板合成mRNA，是转录过程；该过程中RNA聚合酶与基因首端的相应部位结合；该过程的碱基配对方式为“A-U、T-A、G-C、C-G”，②过程是翻译过程，是以mRNA为模板，在tRAN的协助下合成多肽链，碱基配对方式为“A-U、U-A、G-C、C-G”，故与过程②相比，过程①特有的碱基配对方式是T-A。

（2）由②翻译过程中肽链的长短可知，核糖体移动的方向是从右到左；一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，其意义是利用少量的mRNA就可以迅速合成大量的蛋白质，提高翻译的效率。

（3）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20%，则DNA模板链中和整个DNA分子中A和T占全部碱基总数的20%，则C占40%，即为400个。 若该DNA分子片断连续复制2次，则需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸=（22-1）×400=1200个。

（4）当细胞缺乏氨基酸时，空载tRNA通过激活蛋白激酶抑制基因表达，也可以抑制基因的转录，从而快速停止蛋白质的合成，即控制过程①；这种调控机制的意义是在氨基酸减少时，减少mRNA的合成，合理调配，高效利用物质（避免细胞内物质和能量的浪费）。