2017年诺贝尔生理学或医学奖成果，颁发给了三个美国科学家。他们发现了地球生命节律的分子机...

2017年诺贝尔生理学或医学奖成果，颁发给了三个美国科学家。他们发现了地球生命节律的分子机制，解释生物体内部“生物钟”究竟是如何工作的。生物钟又称生理钟，它是生物体内的一种无形的“时钟”，实际上是生物体生命活动的内在节律性。人体除了人脑有主生物钟外，还存在肝脏、胰脏等器官和脂肪组织中的局部生物钟。请回答下列问题：

（1）在各级神经中枢中，与生物节律控制有关的中枢在______________，该结构还具有分泌功能，如能分泌__________激素调节水的平衡，分泌____________激素调节垂体的活动，进而由垂体调节性腺的活动。

（2）同一个体活跃在脑中的主生物钟基因在肝脏、胰腺等组织的细胞中_________（填“存 在”或“不存在”）。科学家发现，若小鼠肝脏细胞中的生物钟基因被敲除了，小鼠会出现低血糖，这是因为__________________________________。

（3）机体存在与肝脏生物钟相反的调控系统，在进食后限制过多的血糖。这一系统中，_____________是最主要的激素，这种物质由__________细胞产生。当人用餐后，葡萄糖进入血液，引起该种激素的分泌，促进组织细胞加速___________葡萄糖，从而使血糖水平降低。

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2017年诺贝尔生理学和医学奖授予三位美国科学家，以表彰他们“发现控制生理节律（生物钟）的分子机制”。获奖者利用果蝇作为模拟生物进行研究发现：PER基因编码的PER（蛋白质）被TIM蛋白绑定后，会在夜间聚集到细胞核中抑制PER基因的活性，而PER在白天被分解，使PER的含量在细胞中呈现周期性变化，刚好和昼夜节律相吻合。请据图回答下列问题：

（1）遗传学上将①②过程合称为___________。PER蛋白的含量在细胞中周期性变化的规律是__________。

（2）如果控制小鼠生物钟的器官发生了病变，还会对其体内的___________调节产生明显的影响。

（3）当我们坐飞机跨越多个时区时，便会出现“时差”倒不过来的情况，其原因是___________。

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2017年诺贝尔生理学或医学奖授予三位美国科学家杰弗里·霍尔、迈克尔·罗斯巴什和迈克尔·扬，以表彰他们在研究昼夜节律的分子机制方面的伟大成就。研究发现人体生物钟的分子机制如图所示，下丘脑SCN细胞中，基因表达产物PER蛋白浓度呈周期性变化，振荡周期为24h。下列相关分析正确的是

A. per基因只存在于下丘脑SCN细胞中

B. 图中核糖体的移动方向是从左向右

C. 过程③体现了负反馈调节机制

D. —个mRNA分子上可相继结合多个核糖体翻译出多条不同的肽链

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果蝇常常作为生物学实验材料，阅读下列资料并回答相关问题：

资料一　2017年诺贝尔生理学或医学奖，颁给了用果蝇作为研究对象，发现控制“昼夜节律”分子机制的三位美国科学家。他们最初认为：昼夜节律与PER基因编码的PER蛋白周期变化有关，当PER基因处于活性状态时，合成PER蛋白，如果PER蛋白在细胞核中积累，会阻断PER基因的活性，抑制PER蛋白的合成；后来发现PER蛋白无法单独进入细胞核，他们进一步研究发现另一个基因“TIM基因”，该基因编码的TIM蛋白与PER蛋白结合在一起后，进入到细胞核中，从而阻断了PER基因的活性。过程如下图所示：

（1）核孔允许某些大分子通过，这体现了核孔的___________，根据资料信息说明理由　　 ________________________________________________________________________________。

（2）图示PER蛋白抑制PER基因的活性的调节机制称为什么调节？ __________，理由是 ________________________________________________________________________。

（3））这种调节机制在生命系统普遍存在，它对于机体维持____________具有重要意义。

资料二　科学家发现某突变纯合子果蝇对二乙酯乙醚极其敏感，二乙酯乙醚能引起该突变纯合子果蝇神经冲动传导异常而发生惊厥。如下图是某突变纯合子果蝇与野生型果蝇某神经纤维在a时刻受到刺激而发生的膜电位变化曲线。果蝇的神经纤维在静息时的膜电位是______________，引起ab段电位变化的原因是_______________，造成突变纯合子果蝇bc段膜电位变化的可能原因是_________________________________________。

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2017年诺贝尔生理学或医学奖授予3位美国科学家，以表彰他们发现了“调控昼夜节律的分子机制”。如图表示人体生物钟的部分机理，他们发现下丘脑SCN细胞中基因表达产物per蛋白的浓度呈周期性变化，在夜晚不断积累，到了白天又会被分解，per蛋白的浓度变化与昼夜节律惊人一致。下列叙述正确的是

A. per基因控制人体昼夜节律，其只存在与人体下丘脑SCN细胞中

B. ①过程产物运出细胞核与per蛋白运入细胞核体现核孔可自由运输大分子

C. 过程③中per蛋白抑制细胞核中per基因表达体现了负反馈调节机制

D. 研究成果表明per蛋白的浓度变化与基因调控有关而与环境无关

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2017年诺贝尔生理学或医学奖授予3位美国科学家，以表彰他们发现了“调控昼夜节律的分子机制”。如图表示人体生物钟的部分机理，他们发现下丘脑SCN细胞中基因表达产物per蛋白的浓度呈周期性变化，在夜晚不断积累，到了白天又会被分解，per蛋白的浓度变化与昼夜节律惊人一致。下列叙述正确的是

A.per基因控制人体昼夜节律，其只存在与人体下丘脑SCN细胞中

B.①过程产物运出细胞核与per蛋白运入细胞核体现核孔可自由运输大分子

C.过程③中per蛋白抑制细胞核中per基因表达体现了负反馈调节机制

D.研究成果表明per蛋白的浓度变化与基因调控有关而与环境无关

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2017年诺贝尔生理学或医学奖授予3位美国科学家，以表彰他们发现了“调控昼夜节律的分子机制”。下图表示人体生物钟的部分机理，他们发现下丘脑SCN细胞中基因表达产物per蛋白的浓度呈周期性变化，在夜晚不断积累，到了白天又会被分解，per蛋白的浓度变化与昼夜节律惊人一致。下列叙述正确的是（　　 ）

A.参与下丘脑SCN细胞中per基因表达的RNA有两种类型

B.①过程产物运出细胞核与per蛋白运入细胞核体现了核孔可自由运输大分子

C.过程③中per蛋白抑制细胞核中per基因表达体现了负反馈调节机制

D.研究成果表明per蛋白的浓度变化只受基因调控

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2017年诺贝尔生理学或医学奖授予3位美国科学家，以表彰他们发现了“调控昼夜节律的分子机制”。如图表示人体生物钟的部分机理，他们发现下丘脑SCN细胞中基因表达产物per蛋白的浓度呈周期性变化，在夜晚不断积累，到了白天又会被分解，per蛋白的浓度变化与昼夜节律惊人一致。下列叙述正确的是

A. per基因控制人体昼夜节律，其只存在与人体下丘脑SCN细胞中

B. ①过程产物运出细胞核与per蛋白运入细胞核体现核孔可自由运输大分子

C. 过程③中per蛋白抑制细胞核中per基因表达体现了负反馈调节机制

D. 研究成果表明per蛋白的浓度变化与基因调控有关而与环境无关

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2017年诺贝尔生理学或医学奖授予三位美国科学家，以表彰其在昼夜节律（生物钟）的分子机制方面的发现。人体生物钟机理如右图所示，下丘脑SCN细胞中，PER基因的表达产物为PER蛋白，其浓度呈周期性变化，变化周期为24h。下列分析正确的是

A. PER基因只存在于下丘脑SCN细胞中

B. 过程①与②中的碱基配对方式不完全相同

C. 过程②中mRNA在核糖体上移动的方向是从左向右

D. 过程③能促进PER基因的表达，使细胞中PER蛋白的浓度能保持相对稳定

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2017年诺贝尔生理学或医学奖授予美国三位科学家，以表彰他们在研究生物钟运行的分子机制方面的成就。研究发现，PER基因与果蝇的昼夜节律的调控有关，其编码的PER蛋白在晚上会在果蝇细胞内积累，白天又会被分解。PER蛋白含量直接影响到生物的昼夜节律，下图为生物钟分子的核心组件的简化示意图：

（1）PER基因的表达过程包括____________。若PER基因发生突变，其控制合成的蛋白质可能不会发生改变，最可能的原因是____________。

（2）分别提取果蝇各种体细胞内的DNA分子和mRNA分子，用PER基因探针进行检测出现的现象是____________。

①只有部分体细胞的DNA与PER基因探针会形成杂交带

②所有体细胞的DNA与PER基因探针均会形成杂交带

③只有部分体细胞的mRNA与PER基因探针会形成杂交带

④所有体细胞的mRNA与PER基因探针均会形成杂交带

A．①③　　　　　　　　　　 B．①④　　　　　　　　　　 C．②③　　　　　　　　　　 D．②④

（3）据图分析，PER蛋白含量的维持可能与图中____________（物质）的作用有关，其调控PER蛋白含量变化的机制是____________。

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