题目
请阅读材料,分析回答下列问题:“剪接”创造生命的精彩复制、转录和翻译是所有生物共同遵循的遗传信息传递法则,被称为“中心法则”。而对于真核生物而言,中心法则还必须加上关键一步——剪接。在遗传信息的传递中,由DNA转录而来的RNA不能直接翻译成蛋白质。因为转录形成的pre-mRNA(前体信使RNA)中,交错分布着编码蛋白质和不编码蛋白质的序列,这两种序列分别对应基因上的外显子序列和内含子序列。而只有经过剪接过程,去除内含子信息、连接外显子信息,才能形成可以用来翻译的成熟mRNA。1977年科学家通过电子显微镜观察到,一种DNA病毒的单链DNA序列和成熟mRNA通过碱基配对结合之后,单链DNA上会伸出一个个环状的无法与mRNA结合的部分,这些环状部分的DNA序列是成熟mRNA所没有的。在很多情况下同一条pre-mRNA,通过不同的剪接方式可以产生出不同的成熟mRNA。在一种成熟mRNA中被剪掉的内含子信息,可能保留在另一种成熟mRNA中成为外显子信息,这被称为可变剪接。此外,外显子信息的拼接也并不一定按照pre-mRNA中的顺序,还可能打乱顺序拼接,甚至不同pre-mRNA的“外显子”序列还可以“跨界”连接。负责催化剪接这一复杂而精巧程序的“机器”便是剪接体。剪接体是生物体内最为复杂且高度动态的超大“分子机器”,由几十至上百个蛋白质和数条RNA构成。在执行剪接任务时会不停地变化状态,安装上一些“部件”再去除一些“部件”。想要研究剪接体是如何工作的,就必须要对剪接体中每条RNA、蛋白质乃至每个原子进行空间的定位。2015年施一公院士带领的科研团队在世界上首次解析了酵母菌剪接体高分辨率的空间三维结构,2016年又进一步捕捉到剪接体处于不同工作阶段的多个构象,据此揭示出pre-mRNA剪接的整体动态过程。后续又获得了人源剪接体不同状态的高分辨率结构,探明了剪接体组装、激活和催化的机制。解析人源剪接体的结构,不仅有助于揭示体内剪接反应的分子机制,也能促进对一些疾病的认识,并为研发相关药物提供了可能。例如,正常的SMN1基因可生产人体发育与生存必需的运动神经元存活蛋白SMA。而脊髓性肌萎缩患者的此基因突变,转录生成的pre-mRNA在剪接过程中,7号外显子被当成内含子剪切掉。针对上述剪接问题而研发的药物甲,能够提高患者细胞内SMA蛋白的产量,从而改善患者的生活状况。(1)真核生物遗传信息从DNA到蛋白质的传递需要三步,按照顺序依次为 ____ 。(2)用于与成熟mRNA配对结合的单链DNA可作为 ____ 时的模板链;单链DNA上无法与mRNA结合的部分是 ____ (从下列选项中选择作答)。A.外显子B.内含子C.外显子或内含子D.剪接体(3)有人提出“一种基因只能产生一种蛋白质”,依据文章信息判断这种说法是否合理?并说明理由。 ____ 。(4)下列对于施一公等科学家在研究剪接体时的过程和方法的表述,你认为合理的有 ____ 。A.按照从局部到整体的思路,先分离出剪接体的部件再分析部件之间的关系B.按照从简单到复杂的思路,先分析各种细菌的剪接体再分析人类的剪接体C.按照结构决定功能的思路,先研究了剪接体的分子结构再分析其作用机制(5)请根据文中信息推测药物甲治疗脊髓性肌萎缩的作用机制 ____ 。
请阅读材料,分析回答下列问题:
“剪接”创造生命的精彩复制、转录和翻译是所有生物共同遵循的遗传信息传递法则,被称为“中心法则”。而对于真核生物而言,中心法则还必须加上关键一步——剪接。
在遗传信息的传递中,由DNA转录而来的RNA不能直接翻译成蛋白质。因为转录形成的pre-mRNA(前体信使RNA)中,交错分布着编码蛋白质和不编码蛋白质的序列,这两种序列分别对应基因上的外显子序列和内含子序列。而只有经过剪接过程,去除内含子信息、连接外显子信息,才能形成可以用来翻译的成熟mRNA。1977年科学家通过电子显微镜观察到,一种DNA病毒的单链DNA序列和成熟mRNA通过碱基配对结合之后,单链DNA上会伸出一个个环状的无法与mRNA结合的部分,这些环状部分的DNA序列是成熟mRNA所没有的。
在很多情况下同一条pre-mRNA,通过不同的剪接方式可以产生出不同的成熟mRNA。
在一种成熟mRNA中被剪掉的内含子信息,可能保留在另一种成熟mRNA中成为外显子信息,这被称为可变剪接。此外,外显子信息的拼接也并不一定按照pre-mRNA中的顺序,还可能打乱顺序拼接,甚至不同pre-mRNA的“外显子”序列还可以“跨界”连接。
负责催化剪接这一复杂而精巧程序的“机器”便是剪接体。
剪接体是生物体内最为复杂且高度动态的超大“分子机器”,由几十至上百个蛋白质和数条RNA构成。在执行剪接任务时会不停地变化状态,安装上一些“部件”再去除一些“部件”。想要研究剪接体是如何工作的,就必须要对剪接体中每条RNA、蛋白质乃至每个原子进行空间的定位。2015年施一公院士带领的科研团队在世界上首次解析了酵母菌剪接体高分辨率的空间三维结构,2016年又进一步捕捉到剪接体处于不同工作阶段的多个构象,据此揭示出pre-mRNA剪接的整体动态过程。后续又获得了人源剪接体不同状态的高分辨率结构,探明了剪接体组装、激活和催化的机制。
解析人源剪接体的结构,不仅有助于揭示体内剪接反应的分子机制,也能促进对一些疾病的认识,并为研发相关药物提供了可能。例如,正常的SMN1基因可生产人体发育与生存必需的运动神经元存活蛋白SMA。而脊髓性肌萎缩患者的此基因突变,转录生成的pre-mRNA在剪接过程中,7号外显子被当成内含子剪切掉。针对上述剪接问题而研发的药物甲,能够提高患者细胞内SMA蛋白的产量,从而改善患者的生活状况。
(1)真核生物遗传信息从DNA到蛋白质的传递需要三步,按照顺序依次为 ____ 。
(2)用于与成熟mRNA配对结合的单链DNA可作为 ____ 时的模板链;单链DNA上无法与mRNA结合的部分是 ____ (从下列选项中选择作答)。
A.外显子
B.内含子
C.外显子或内含子
D.剪接体
(3)有人提出“一种基因只能产生一种蛋白质”,依据文章信息判断这种说法是否合理?并说明理由。 ____ 。
(4)下列对于施一公等科学家在研究剪接体时的过程和方法的表述,你认为合理的有 ____ 。
A.按照从局部到整体的思路,先分离出剪接体的部件再分析部件之间的关系
B.按照从简单到复杂的思路,先分析各种细菌的剪接体再分析人类的剪接体
C.按照结构决定功能的思路,先研究了剪接体的分子结构再分析其作用机制
(5)请根据文中信息推测药物甲治疗脊髓性肌萎缩的作用机制 ____ 。
“剪接”创造生命的精彩复制、转录和翻译是所有生物共同遵循的遗传信息传递法则,被称为“中心法则”。而对于真核生物而言,中心法则还必须加上关键一步——剪接。
在遗传信息的传递中,由DNA转录而来的RNA不能直接翻译成蛋白质。因为转录形成的pre-mRNA(前体信使RNA)中,交错分布着编码蛋白质和不编码蛋白质的序列,这两种序列分别对应基因上的外显子序列和内含子序列。而只有经过剪接过程,去除内含子信息、连接外显子信息,才能形成可以用来翻译的成熟mRNA。1977年科学家通过电子显微镜观察到,一种DNA病毒的单链DNA序列和成熟mRNA通过碱基配对结合之后,单链DNA上会伸出一个个环状的无法与mRNA结合的部分,这些环状部分的DNA序列是成熟mRNA所没有的。
在很多情况下同一条pre-mRNA,通过不同的剪接方式可以产生出不同的成熟mRNA。
在一种成熟mRNA中被剪掉的内含子信息,可能保留在另一种成熟mRNA中成为外显子信息,这被称为可变剪接。此外,外显子信息的拼接也并不一定按照pre-mRNA中的顺序,还可能打乱顺序拼接,甚至不同pre-mRNA的“外显子”序列还可以“跨界”连接。
负责催化剪接这一复杂而精巧程序的“机器”便是剪接体。
剪接体是生物体内最为复杂且高度动态的超大“分子机器”,由几十至上百个蛋白质和数条RNA构成。在执行剪接任务时会不停地变化状态,安装上一些“部件”再去除一些“部件”。想要研究剪接体是如何工作的,就必须要对剪接体中每条RNA、蛋白质乃至每个原子进行空间的定位。2015年施一公院士带领的科研团队在世界上首次解析了酵母菌剪接体高分辨率的空间三维结构,2016年又进一步捕捉到剪接体处于不同工作阶段的多个构象,据此揭示出pre-mRNA剪接的整体动态过程。后续又获得了人源剪接体不同状态的高分辨率结构,探明了剪接体组装、激活和催化的机制。
解析人源剪接体的结构,不仅有助于揭示体内剪接反应的分子机制,也能促进对一些疾病的认识,并为研发相关药物提供了可能。例如,正常的SMN1基因可生产人体发育与生存必需的运动神经元存活蛋白SMA。而脊髓性肌萎缩患者的此基因突变,转录生成的pre-mRNA在剪接过程中,7号外显子被当成内含子剪切掉。针对上述剪接问题而研发的药物甲,能够提高患者细胞内SMA蛋白的产量,从而改善患者的生活状况。
(1)真核生物遗传信息从DNA到蛋白质的传递需要三步,按照顺序依次为 ____ 。
(2)用于与成熟mRNA配对结合的单链DNA可作为 ____ 时的模板链;单链DNA上无法与mRNA结合的部分是 ____ (从下列选项中选择作答)。
A.外显子
B.内含子
C.外显子或内含子
D.剪接体
(3)有人提出“一种基因只能产生一种蛋白质”,依据文章信息判断这种说法是否合理?并说明理由。 ____ 。
(4)下列对于施一公等科学家在研究剪接体时的过程和方法的表述,你认为合理的有 ____ 。
A.按照从局部到整体的思路,先分离出剪接体的部件再分析部件之间的关系
B.按照从简单到复杂的思路,先分析各种细菌的剪接体再分析人类的剪接体
C.按照结构决定功能的思路,先研究了剪接体的分子结构再分析其作用机制
(5)请根据文中信息推测药物甲治疗脊髓性肌萎缩的作用机制 ____ 。
题目解答
答案
解:(1)遗传信息从DNA到蛋白质的传递,需要经过DNA转录形成RNA,剪接形成成熟RNA,RNA翻译形成蛋白质。
(2)转录是以DNA一条链为模板合成RNA的过程;成熟mRNA不含内含子,故无法与单链DNA结合。
(3)由题干“转录形成的mRNA要去除内含子信息、连接外显子信息,才能形成可以用来翻译的成熟mRNA,在很多情况下同一条pre-mRNA,通过不同的剪接方式可以产生出不同的成熟mRNA”可知,同一基因转录可产生不同的成熟mRNA,翻译出不同的蛋白质,故一种基因只能产生一种蛋白质的观点是错误的。
(4)由题干“想要研究剪接体是如何工作的,就必须要对剪接体中每条RNA、蛋白质乃至每个原子进行空间的定位”可知,按照从局部到整体的思路,先分离出剪接体的部件再分析部件之间的关系,A正确;由题干“施一公院士带领的科研团队在世界上首次解析了酵母菌剪接体高分辨率的空间三维结构,后续又获得了人源剪接体不同状态的高分辨率结构,探明了剪接体组装、激活和催化的机制”可知,按照从简单到复杂的思路,先分析各种细菌的剪接体再分析人类的剪接体,B正确;由题干“解析人源剪接体的结构,不仅有助于揭示体内剪接反应的分子机制,也能促进对一些疾病的认识,并为研发相关药物提供了可能”可知,按照结构决定功能的思路,先研究了剪接体的分子结构再分析其作用机制,C正确。
(5)由题干“脊髓性肌萎缩患者的此基因突变,转录生成的pre-mRNA在剪接过程中,7号外显子被当成内含子剪切掉”可知,SMA蛋白产量下降的原因是由于7号外显子被剪切掉,无法正常表达,药物甲可以借鉴体内剪接反应的分子机制,与7号外显子配对的剪接体结合,从而阻碍对外显子的剪切。
故答案为:
(1)转录、剪接、翻译
(2)转录 B
(3)否,同一基因转录形成的pre-mRNA,通过不同的剪接方式可以产生出不同的成熟mRNA,翻译出不同的蛋白质
(4)ABC
(5)该药物可以和与7号外显子配对的剪接体结合,从而阻碍对外显子的剪切
(2)转录是以DNA一条链为模板合成RNA的过程;成熟mRNA不含内含子,故无法与单链DNA结合。
(3)由题干“转录形成的mRNA要去除内含子信息、连接外显子信息,才能形成可以用来翻译的成熟mRNA,在很多情况下同一条pre-mRNA,通过不同的剪接方式可以产生出不同的成熟mRNA”可知,同一基因转录可产生不同的成熟mRNA,翻译出不同的蛋白质,故一种基因只能产生一种蛋白质的观点是错误的。
(4)由题干“想要研究剪接体是如何工作的,就必须要对剪接体中每条RNA、蛋白质乃至每个原子进行空间的定位”可知,按照从局部到整体的思路,先分离出剪接体的部件再分析部件之间的关系,A正确;由题干“施一公院士带领的科研团队在世界上首次解析了酵母菌剪接体高分辨率的空间三维结构,后续又获得了人源剪接体不同状态的高分辨率结构,探明了剪接体组装、激活和催化的机制”可知,按照从简单到复杂的思路,先分析各种细菌的剪接体再分析人类的剪接体,B正确;由题干“解析人源剪接体的结构,不仅有助于揭示体内剪接反应的分子机制,也能促进对一些疾病的认识,并为研发相关药物提供了可能”可知,按照结构决定功能的思路,先研究了剪接体的分子结构再分析其作用机制,C正确。
(5)由题干“脊髓性肌萎缩患者的此基因突变,转录生成的pre-mRNA在剪接过程中,7号外显子被当成内含子剪切掉”可知,SMA蛋白产量下降的原因是由于7号外显子被剪切掉,无法正常表达,药物甲可以借鉴体内剪接反应的分子机制,与7号外显子配对的剪接体结合,从而阻碍对外显子的剪切。
故答案为:
(1)转录、剪接、翻译
(2)转录 B
(3)否,同一基因转录形成的pre-mRNA,通过不同的剪接方式可以产生出不同的成熟mRNA,翻译出不同的蛋白质
(4)ABC
(5)该药物可以和与7号外显子配对的剪接体结合,从而阻碍对外显子的剪切