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。

（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。如圖1，PER基因通過________過程表達出的PER蛋白在夜間與TIM蛋白結合為二聚體，經(jīng)________進入細胞核后抑制該基因的表達；白天在光信號的影響下，上述二聚體生成量________，PER基因的表達量________。

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

①由實驗結果（圖2）可知，PER基因在兩種細胞中的表達均呈現(xiàn)明顯的________變化。

②進一步研究X射線對兩種細胞的影響，結果如圖3。綜合圖2、圖3可知，在PER基因表達的高位點時，正常纖維細胞對 X 射線的敏感性________其他時間組，膠質(zhì)瘤細胞對 X 射線的敏感性________其他時間組。

③科研人員把PER基因與運載體連接后，分別導入正常纖維細胞和膠質(zhì)瘤細胞中（實驗組a、b），使其在細胞中過量表達。除設置空白對照組a1和b1外，此實驗還應設置________的兩種細胞作為對照組a2和b2。對各組細胞進行X射線照射，統(tǒng)計細胞凋亡率，實驗結果如圖4。據(jù)此可知，該基因的過量表達對正常纖維細胞和膠質(zhì)瘤細胞的影響分別是________。

④請依據(jù)本研究針對膠質(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 導入空載體 抑制正常纖維細胞凋亡，促進膠質(zhì)瘤細胞凋亡 建議一：挑選PER基因表達的高位點進行X射線治療；建議二：誘導體內(nèi)細胞PER基因過量表達

【解析】試題分析：本題考查基因的表達、細胞凋亡、癌變，考查對基因表達調(diào)控機制的理解、對照實驗的分析與設計。解答此題，可根據(jù)實驗組和空白對照組的設計，設計只轉(zhuǎn)入空載體的對照實驗，排除空載體的作用。

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

（2）①由圖2可知，PER基因在兩種細胞中的表達均呈現(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基因表達的高位點（0時或24時），正常纖維細胞凋亡率較低，說明對 X 射線的敏感性低于其他時間組，膠質(zhì)瘤細胞凋亡率較高，說明對 X 射線的敏感性高于其他時間組。

③把PER基因與運載體連接后，分別導入正常纖維細胞和膠質(zhì)瘤細胞中（實驗組a、b），使其在細胞中過量表達。除設置空白對照組a1和b1，不轉(zhuǎn)入基因表達載體外，此實驗還應設置只轉(zhuǎn)入載體的兩種細胞作為對照組a2和b2，以排除空載體的作用。據(jù)圖4可知，轉(zhuǎn)入基因表達載體的實驗組a凋亡率較低，b凋亡率較高，說明該基因的過量表達抑制正常纖維細胞凋亡，促進膠質(zhì)瘤細胞凋亡。

④根據(jù)上述研究結論，可挑選PER基因表達的高位點進行X射線治療，或誘導體內(nèi)細胞PER基因過量表達，以提高膠質(zhì)瘤細胞凋亡率。