Question

【題目】擬南芥是生物學(xué)研究的模式植物，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)擬南芥開花機制與植物細胞內(nèi)的miRNA有關(guān)， miRNA是細胞內(nèi)一類不編碼任何蛋白質(zhì)的小RNA，其作用機制如圖所示，請分析并回答：

（1）miRNA的基本組成單位是_________, 形成 MIRNA前體過程所需要的酶是_______（填“DNA聚合酶”或“RNA聚合酶”）。

（2）據(jù)圖1分析，miRNA與靶基因的________結(jié)合，使靶基因________過程受到抑制，引起細胞中的相應(yīng)蛋白含量減少。

（3）①擬南芥中AP2基因可使植株表現(xiàn)為正常開花，研究發(fā)現(xiàn)，對擬南芥施加特定熱脅迫后，細胞中的 miRNA抑制了AP2基因的表達，從而表現(xiàn)為晚開花。

②進一步研究表明該 miRNA基因的表達過程受基因H的抑制，一種H基因突變體部分氨基酸序列如圖2所示（已知真核生物終止密碼子為UAA、UAG、UGA）.

野生型……1336 AAA GAC GGT AGC CAC CTT TCA AAA TGC ACC CCT TTC CCT GGA1377.......

賴 天冬 甘 絲 組 亮 絲 賴 半胱 蘇 脯 苯丙 脯 甘

突變體…....1336 AAA GAC GGT AGC CAC CTT T- A AAA TGC ACC CCT TTC CCT GGA1376……

賴 天冬 甘 絲 組 亮

圖2野生型及H突變基因非模板鏈編碼區(qū)序列及其對應(yīng)的氨基酸序列

通過測序發(fā)現(xiàn)H基因中發(fā)生堿基對_________ ，導(dǎo)致_________提前出現(xiàn)，翻譯提前終止，故H基因突變的擬南芥植株________（填“正常開花”或“晚開花”）。

（4） miRNA基因廣泛存在于動植物及病毒中。近期研究發(fā)現(xiàn)，擬南芥花葉病毒（AMV）含有的 miRNA基因有利于它在宿主細胞中較長時間潛伏。請你推測AMV編碼的miRNA作用.________

Answer 1

【答案】核糖核苷酸 RNA聚合酶 mRNA 翻譯 缺失 終止密碼子 晚開花 限制AMV病毒自身基因表達或者控制宿主細胞生化環(huán)境，逃避植物自身的清除病毒機制

【解析】

1.細胞中RNA的種類有三種mRNA（是翻譯的模板）、tRNA（氨基酸的運載工具）、rRNA（核糖體的組成成分），它們的基本組成單位是核糖核苷酸。

2、基因?qū)π誀畹目刂朴袃煞N方式：間接控制，基因通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物體的性狀；直接控制，基因還能通過控制蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。

（1）miRNA也屬于核糖核酸，故其基本組成單位是核糖核苷酸， 形成 MIRNA前體過程所需要的酶是RNA聚合酶，應(yīng)為RNA聚合酶是轉(zhuǎn)錄過程的關(guān)鍵酶。

（2）據(jù)圖1分析，miRNA與靶基因的mRNA結(jié)合，使靶基因翻譯過程受到抑制，引起細胞中的相應(yīng)蛋白含量減少。

（3）①擬南芥中AP2基因可使植株表現(xiàn)為正常開花，研究發(fā)現(xiàn)，對擬南芥施加特定熱脅迫后，細胞中的 miRNA抑制了AP2基因的表達，從而表現(xiàn)為晚開花。

②由圖2野生型及H突變基因非模板鏈編碼區(qū)序列及其對應(yīng)的氨基酸序列可知：H基因突變體的翻譯過程提前終止，是因為終止密碼子提前出現(xiàn)的緣故。由此可知H基因突變體中相關(guān)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，以至于解除了對miRNA基因的表達的抑制作用，細胞中的 miRNA抑制了AP2基因的表達，從而表現(xiàn)為晚開花

（4） miRNA基因廣泛存在于動植物及病毒中。近期研究發(fā)現(xiàn)，擬南芥花葉病毒（AMV）含有的 miRNA基因有利于它在宿主細胞中較長時間潛伏。請你推測AMV編碼的miRNA作用限制AMV病毒自身基因表達或者控制宿主細胞生化環(huán)境，逃避植物自身的清除病毒機制。（根據(jù)適應(yīng)性的原理解答）