蛋白质高的食物有哪些_色氨酸合成酶a蛋白质-天天速看料

(资料图)

一、题文

(9分)色氨酸是大肠杆菌合成蛋白质所必需的一种氨基酸。研究人员发现,在培养基中无论是否添加色氨酸,都不影响大肠杆菌的生长。(1)研究发现,大肠杆菌有5个与色氨酸合成有关的基因。在需要合成色氨酸时,这些基因通过__________(过程)合成相关酶。大肠杆菌对色氨酸需求的响应十分高效,原因之一是由于没有核膜的界限,__________。(2)进一步发现,在培养基中增加色氨酸后,大肠杆菌相关酶的合成量大大下降。经过测序,研究者发现了大肠杆菌色氨酸合成相关基因的结构(图1)。①由图1可知,在培养基中有__________的条件下,trpR指导合成的抑制蛋白能够结合在操纵序列,从而阻止__________与启动子的结合,从而抑制色氨酸相关酶的合成。②随着研究的深入,研究者发现,色氨酸合成相关基因转录后形成的mRNA的5’端有一段“无关序列”编码出的多肽不是色氨酸合成酶,但将这段多肽对应基因序列敲除后,发现色氨酸合成酶的合成出现了变化(图2)。由此可知,图1中的抑制蛋白的抑制作用是__________(填“完全的”或“不完全的”),推测“无关序列”的作用是__________。“无关序列”包含具有一定反向重复特征4个区域,且其中富含色氨酸的密码子。当核糖体在mRNA上滑动慢时,2、3区配对;相反,3、4区配对形成一个阻止mRNA继续合成的茎—环结构(图3)。进一步研究发现,在培养基中有色氨酸时,色氨酸合成相关基因能够转录出一个很短的mRNA分子,该段分子只有1—4区的长度。结合上述研究,“无关序列”完成调控的机制是__________。(3)“无关序列”在控制大肠杆菌代谢的过程中起到了一种“RNA开关”功的能,令其能够响应外界代谢物的含量变化,避免了__________。请提出有关这种“RNA开关”调控机制的一种研究或应用前景:__________。

二、解答

转录和翻译(表达) 转录和翻译同时发生 色氨酸 RNA聚合酶 不完全的 响应色氨酸的浓度变化,进一步抑制色氨酸合成酶相关基因的转录 在色氨酸浓度高时,核糖体在“无关序列”mRNA上翻译出带有色氨酸的多肽块,3、4区配对,阻止色氨酸相关基因的完整转录 物质和能量的浪费 利用这种“RNA开关”类似的调控序列导入到癌细胞中,令其在营养充分时也不能正常表达基因,从而抑制生长[解析]基因表达包括转录和翻译两个过程,其中转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程,真核细胞该过程主要在细胞核中进行,需要RNA聚合酶参与;翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程,该过程发生在核糖体上,需要以氨基酸为原料,还需要酶、能量和tRNA。原核细胞中转录和翻译同时发生在同一空间内。[详解](1)如果酶的本质是蛋白质,可通过控制该酶的基因通过转录和翻译最终合成。大肠杆菌原核生物,无核膜包裹的细胞核,转录和翻译可同时发生,故大肠杆菌对色氨酸需求的响应十分高效。(2)①存在色氨基酸的情况下,激活了抑制蛋白,抑制蛋白能够结合在操纵序列,抑制RNA聚合酶与启动子的识别,抑制色氨酸合成相关酶基因的转录。②敲除“无关序列”前色氨酸合成相关酶的合成量大于敲除“无关序列”后的检测量,说明抑制蛋白没有完全抑制色氨酸合成相关酶基因的表达。敲除“无关序列”前,色氨酸合成相关酶的合成量对色氨酸浓度的感受更为敏感,因此说明“无关序列”响应色氨酸的浓度变化,进一步抑制色氨酸合成酶相关基因的转录。“无关序列”的作用取决于核糖体在这一段mRNA上的翻译速度,“无关序列”中有很多色氨酸的密码子,当色氨酸含量达到一定量,“无关序列”mRNA能够获得更充足的“色氨酸-tRNA”,核糖体滑动更快,导致3、4区配对,阻止色氨酸相关基因的完整转录,从而抑制了核糖体对“无关序列”后真正色氨酸合成酶相关mRNA的翻译。(3)“无关序列”在控制大肠杆菌代谢的过程中起到了一种“RNA开关”的功能,令其能够响应外界代谢物的含量变化,避免了物质和能量的浪费。利用这种“RNA开关”类似的调控序列导入到癌细胞中,令其在营养充分时也不能正常表达基因,从而抑制癌细胞的生长,达到治疗癌症的作用。[点睛]本题结合图示,考查遗传信息的转录和翻译,意在考查考生的识图能力和理解所学知识要点,把握知识间内在联系,形成知识网络结构的能力;能运用所学知识,准确判断问题的能力,属于考纲识记和理解层次的考查。

本文到此结束，希望对大家有所帮助。

标签： 大肠杆菌 色氨酸合成 色氨酸合成酶 抑制蛋白