Question

【題目】人體血壓、體溫、激素分泌等都存在著節(jié)律性變化的“生物鐘”，研究表明，抑郁癥、肥胖、癌癥等多種疾病與生物鐘的紊亂緊密相關(guān)。

（1）晝夜節(jié)律是典型的“生物鐘”之一，研究發(fā)現(xiàn)PER蛋白的含量與此密切相關(guān)。如圖1，PER基因通過________過程表達(dá)出的PER蛋白在夜間與TIM蛋白結(jié)合為二聚體，經(jīng)________進(jìn)入細(xì)胞核后抑制該基因的表達(dá)；白天在光信號(hào)的影響下，上述二聚體生成量________，PER基因的表達(dá)量________。

（2）為探究PER基因與腫瘤發(fā)展的關(guān)系，科研人員體外培養(yǎng)大鼠的正常纖維細(xì)胞和膠質(zhì)瘤細(xì)胞，定期檢測(cè)PER基因的表達(dá)水平。

①由實(shí)驗(yàn)結(jié)果（圖2）可知，PER基因在兩種細(xì)胞中的表達(dá)均呈現(xiàn)明顯的________變化。

②進(jìn)一步研究X射線對(duì)兩種細(xì)胞的影響，結(jié)果如圖3。綜合圖2、圖3可知，在PER基因表達(dá)的高位點(diǎn)時(shí)，正常纖維細(xì)胞對(duì) X 射線的敏感性________其他時(shí)間組，膠質(zhì)瘤細(xì)胞對(duì) X 射線的敏感性________其他時(shí)間組。

③科研人員把PER基因與運(yùn)載體連接后，分別導(dǎo)入正常纖維細(xì)胞和膠質(zhì)瘤細(xì)胞中（實(shí)驗(yàn)組a、b），使其在細(xì)胞中過量表達(dá)。除設(shè)置空白對(duì)照組a1和b1外，此實(shí)驗(yàn)還應(yīng)設(shè)置________的兩種細(xì)胞作為對(duì)照組a2和b2。對(duì)各組細(xì)胞進(jìn)行X射線照射，統(tǒng)計(jì)細(xì)胞凋亡率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4。據(jù)此可知，該基因的過量表達(dá)對(duì)正常纖維細(xì)胞和膠質(zhì)瘤細(xì)胞的影響分別是________。

④請(qǐng)依據(jù)本研究針對(duì)膠質(zhì)瘤的治療提出一條合理建議________。

Answer 1

【答案】 轉(zhuǎn)錄、翻譯 核孔 減少 增加 節(jié)律性（或周期性） 低于 高于 導(dǎo)入空載體 抑制正常纖維細(xì)胞凋亡，促進(jìn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞凋亡 建議一：挑選PER基因表達(dá)的高位點(diǎn)進(jìn)行X射線治療；建議二：誘導(dǎo)體內(nèi)細(xì)胞PER基因過量表達(dá)

【解析】試題分析：本題考查基因的表達(dá)、細(xì)胞凋亡、癌變，考查對(duì)基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制的理解、對(duì)照實(shí)驗(yàn)的分析與設(shè)計(jì)。解答此題，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)組和空白對(duì)照組的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)只轉(zhuǎn)入空載體的對(duì)照實(shí)驗(yàn)，排除空載體的作用。

（1）據(jù)圖1可知，PER基因通過轉(zhuǎn)錄、翻譯過程表達(dá)出PER蛋白，PER蛋白在夜間與TIM蛋白結(jié)合為二聚體，經(jīng)核孔進(jìn)入細(xì)胞核后抑制該基因的表達(dá)；白天在光信號(hào)的影響下，PER蛋白與CRY蛋白結(jié)合后被降解，PER蛋白與TIM蛋白二聚體生成量減少，PER基因的表達(dá)量增加。

（2）①由圖2可知，PER基因在兩種細(xì)胞中的表達(dá)均呈現(xiàn)明顯的晝夜節(jié)律性（或周期性）變化。

②綜合圖2、圖3可知，在PER基因表達(dá)的高位點(diǎn)（0時(shí)或24時(shí)），正常纖維細(xì)胞凋亡率較低，說明對(duì) X 射線的敏感性低于其他時(shí)間組，膠質(zhì)瘤細(xì)胞凋亡率較高，說明對(duì) X 射線的敏感性高于其他時(shí)間組。

③把PER基因與運(yùn)載體連接后，分別導(dǎo)入正常纖維細(xì)胞和膠質(zhì)瘤細(xì)胞中（實(shí)驗(yàn)組a、b），使其在細(xì)胞中過量表達(dá)。除設(shè)置空白對(duì)照組a1和b1，不轉(zhuǎn)入基因表達(dá)載體外，此實(shí)驗(yàn)還應(yīng)設(shè)置只轉(zhuǎn)入載體的兩種細(xì)胞作為對(duì)照組a2和b2，以排除空載體的作用。據(jù)圖4可知，轉(zhuǎn)入基因表達(dá)載體的實(shí)驗(yàn)組a凋亡率較低，b凋亡率較高，說明該基因的過量表達(dá)抑制正常纖維細(xì)胞凋亡，促進(jìn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞凋亡。

④根據(jù)上述研究結(jié)論，可挑選PER基因表達(dá)的高位點(diǎn)進(jìn)行X射線治療，或誘導(dǎo)體內(nèi)細(xì)胞PER基因過量表達(dá)，以提高膠質(zhì)瘤細(xì)胞凋亡率。