Question

【題目】科研人員為研究果蠅“晝夜節律”的發生機制，設法尋找果蠅體內在白天和夜間合成的某些蛋白質分子，若其合成量發生顯著變化，且變化周期與一晝夜時長相近，則有可能與生物時鐘產生的機制有關。實驗研究的相關內容如下，回答下列問題。

（1）蛋白質是生命活動的承擔者，是以mRNA為模板進行翻譯過程合成的。研究人員檢測某種蛋白質的mRNA堿基序列后，通過_________過程獲得cDNA，從而能在體外合成編碼該蛋白質的基因。

（2）研究者對一種目標研究物——PER蛋白質進行深入的研究，分離出控制該蛋白質合成的mRNA，縮寫為per+。同時，發現在節律時長發生突變的果蠅個體內有異常信使perL，且含量比較結果如下圖。

分析結果可知，含有per+的突變個體很可能其晝夜節律時長_________ （填“大于”、“小于”或“等于”）24小時，判斷的依據是_______________。

（3）若人為誘導PER基因突變后，per+的合成量的變化表現為_________，則可確認控制PER蛋白質的基因就是生物體內的“時鐘”。但也有人指出，這樣的實驗證據仍然不夠充足，請利用PER的基因突變果蠅為材料補充必要的實驗，檢驗上述結論。

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Answer 1

【答案】 反轉錄 大于 preL突變體的變化周期比pre+滯后約半小時 無周期性波動 實驗方案：向pre+的合成量無周期性變化的果蠅體內注入PRE蛋白質，觀察果蠅的節律行為。預期實驗結果、得出結論：若果蠅的節律行為恢復正常，則PER基因是生物體內的“時鐘”；若果蠅的節律行為仍然異常，則PER基因并非生物體內的“時鐘”

【解析】試題分析：本題主要考查轉錄及反轉錄。要求學生會根據題目所給背景，進行相關分析，得出結論。

（1）mRNA通過反轉錄得到cDNA，從而能在體外合成編碼該蛋白質的基因。

（2）據圖觀察，由于perL突變體的變化周期比per+滯后約半小時，含有per+的突變個體很可能其晝夜節律時長大于24小時。

（3）若人為誘導PER基因突變后，per+的合成量的變化表現為無周期性波動，則可確認控制PER蛋白質的基因就是生物體內的“時鐘”。 但也有人指出，這樣的實驗證據仍然不夠充足，原因是有可能PER基因突變后，其PER蛋白質并未發生變化，因此還需設計一個實驗：向per+的合成量無周期性變化的果蠅體內注入PER蛋白質，觀察果蠅的節律行為。預期實驗結果、得出結論：若果蠅的節律行為恢復正常，則PER基因是生物體內的“時鐘”；若果蠅的節律行為仍然異常，則PER基因并非生物體內的“時鐘”。