霍尔等人因发现了控制昼夜节律的分子机制而荣获2017年诺贝尔生理学及医学奖。他们发现，若改...

霍尔等人因发现了控制昼夜节律的分子机制而荣获2017年诺贝尔生理学及医学奖。他们发现，若改变果蝇体内一组特定基因，其昼夜节律会发生变化，这组基因被命名为周期基因。下列叙述正确的是

A. 可用光学显微镜观察到果蝇细胞内周期基因的碱基序列

B. 周期基因突变是由于基因的替换、插入、缺失而引起的

C. 若果蝇体内周期基因中的碱基序列改变，其昼夜节律不一定发生变化

D. 基因突变具有不定向性，因此周期基因能突变为白眼基因或长翅基因

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杰弗理C·霍尔等人因发现了控制昼夜节律的分子机制，获得了2017年诺贝尔生理学及医学奖。研究中发现若改变果蝇体内一组特定基因，其昼夜节律就会被改变，这组基因被命名为周期基因。这个发现向人们揭示出天然生物钟是由遗传基因决定的。下列叙述错误的是

A. 基因突变一定引起基因结构的改变，从而可能改变生物的性状

B. 控制生物钟的基因A可自发突变为基因a1或基因a2

C. 没有细胞结构的病毒也可以发生基因突变

D. 科学家用光学显微镜观察了周期基因的变化

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2017年诺贝尔生理学或医学奖由杰弗里·霍尔、迈克尔·罗斯巴什和迈克尔·杨三位美国科学家分享，以表彰他们发现了“调控昼夜节律的分子机制”。请回答下列有关问题：

（1）遗传学实验研究中常用果蝇为实验材料，因为果蝇具有_________________特点（写出两点）。三位科学家发现果蝇脑内周期基因的mRNA和蛋白水平呈昼夜节律性变动,它们在早晨浓度较低，而夜晚浓度升高,该现象表明________________受昼夜变化的影响。之后，他们进一步深入研究，发现更多与“调控昼夜节律”有关的基因，此研究表明基因与性状的关系是：_______________________________________。

（2）研究发现控制果蝇昼夜节律的机制，也适用于其他生物，包括人类。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。图中②中核糖体移动的方向为_____________，③中per蛋白抑制细胞核中per基因表达体现了____________调节机制。

（3）研究表明，经常熬夜不按“生物钟”作息的人更容易患糖尿病。研究人员发现这些糖尿病患者内胰岛素含量正常，但胰岛素不能促进组织细胞_______________从而有效地降低血糖。

（4）老鼠的“生物钟”是昼伏夜出，白天不活跃，晚上活跃，在长期进化过程中它的某些天敌如猫头鹰和它具有相同的节律，并拥有更敏锐的眼睛，这体现了不同物种之间的_______________。

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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。他们从果蝇中分离出一种能够控制昼夜节律的period（周期）基因，该基因编码的PER蛋白在晚上会在果蝇细胞内积累，到了白天又会被分解。下列有关叙述错误的是

A. 作为实验材料的果蝇，具有易饲养、繁殖快、染色体数目少等优点

B. period基因普遍存在于果蝇体细胞中，但其表达具有选择性

C. PER蛋白的合成离不开核糖体、内质网、高尔基体、线粒体

D. 生物钟运行机制的研究有助于解决人类因昼夜节律紊乱导致的睡眠问题

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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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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10月美国三位遗传学家因为发现了昼夜节律的分子机制荣获诺贝尔生理或医学奖。正常的昼夜节律行为有利于维持机体内环境的稳态。褪黑素是哺乳动物和人类的松果体产生的一种内源激素，可以改善睡眠质量。请回答下列问题：

(1)内环境是由组织液、血浆、淋巴等 __共同构成的液体环境。内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件，目前科学界普遍认为， __调节网络是维持稳态的主要调节机制。

(2)褪黑素的合成分泌与日照周期同步。实验发现持续光照可造成小鼠松果体重量减轻，细胞缩小，而人为致盲小鼠的松果体细胞内的褪黑素合成酶的活性增强。请推测一昼夜中，人体内的褪黑素分泌量变化规律是_____。

(3)有人喜欢长期熬夜玩手机或电脑，从而扰乱了生物钟，推测其原因是_____。熬夜时还会导致免疫力下降，褪黑素能通过多种途径来调节免疫功能，研究表明在淋巴细胞中含有特异性褪黑素受体，说明了_____。

(4)通过实验人们发现，切除雌鼠松果体后，卵巢会增生变肥大，而注射褪黑素则会使卵巢重量减轻，据此可以判断褪黑素能_____(填“促进”或“抑制”)性腺发育，原因可能是褪黑素作用于下丘脑，进而引起垂体分泌的_____激素减少所致。

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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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2017年诺贝尔生理学或医学奖授予美国遗传学家杰弗里·霍尔．获奖者在研究果蝇羽化（从蛹变为蝇）昼夜节律 ，克隆出野生型昼夜节律基因P及其三个等位基因、、。并通过实验验证基因位于X染色体上。野生型果蝇的羽化节律周期为，突变基因、、分别导致果蝇的羽化节律周期变为、和无节律．依据上述事实，结合遗传相关知识回答下列问题：

（1）等位基因是指______。不同等位基因的产生体现了基因突变的______性。

（2）______（填“能”或“不能”）用果蝇的羽化节律性状和红眼白眼性状来研究基因的自由组合规律，理由是______。

（3）果蝇的小翅和大翅受一对等位基因控制，大翅为显性．假设正常节律基因为显性、无节律基因为隐性．一只大翅正常节律的雌果蝇与一只小翅无节律的雄果蝇杂交后代中，大翅正常节律：小翅正常节律：大翅无节律：小翅无节律＝1:1:1:1。根据上述杂交结果，______（填“能”或“不能”）证明翅膀型基因在常染色体上，请作出解释：______。

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