Question

【題目】科學(xué)家研究大腸桿菌乳糖代謝的過(guò)程，明確了原核生物基因表達(dá)調(diào)控的機(jī)制。大腸桿菌中直接編碼乳糖代謝所需酶類的基因叫結(jié)構(gòu)基因，包括基因lacZ、基因lacY和基因lacA，結(jié)構(gòu)基因的上游有3個(gè)對(duì)結(jié)構(gòu)基因調(diào)控作用的基因，下圖是科學(xué)家提出的一種基因表達(dá)調(diào)控假設(shè)，請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題：

（1）阻抑物是調(diào)節(jié)基因通過(guò)__________過(guò)程合成的。

（2）lacZ、Y、A基因的轉(zhuǎn)錄是由調(diào)節(jié)基因R合成的阻抑物所控制。其誘導(dǎo)物可以是乳糖或IPTG（二者作用機(jī)理相同）。沒(méi)有乳糖時(shí)，阻抑物總是與操縱基因O結(jié)合，導(dǎo)致鄰近的結(jié)構(gòu)基因不能轉(zhuǎn)錄；乳糖存在時(shí)，結(jié)構(gòu)基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，原因是______________________________。當(dāng)IPTG做為誘導(dǎo)物時(shí)，lacZ、Y、A三個(gè)基因的產(chǎn)物表達(dá)量__________（相同/不同）。

（3）偽狂犬病病毒是雙鏈DNA病毒，TK基因是與毒力相關(guān)的主要基因之一，它與病毒的復(fù)制，潛伏感染有關(guān)，有研究表明TK基因的缺失可使病毒的毒力顯著降低，同時(shí)潛伏感染能力也下降，研究者將lacZ基因插入TK基因中，構(gòu)建了偽狂犬病病毒突變株。研究者通過(guò)檢測(cè)被突變株侵染的細(xì)胞中__________將底物催化產(chǎn)生半乳糖，篩選出突變株，該突變株的毒力__________。

Answer 1

【答案】 轉(zhuǎn)錄、翻譯 阻抑物與乳糖結(jié)合后，構(gòu)象（空間結(jié)構(gòu)）發(fā)生改變，因而不能與操縱基因結(jié)合使得RNA聚合酶可以與啟動(dòng)子結(jié)合，轉(zhuǎn)錄可以進(jìn)行 相同 半乳糖苷酶 下降

【解析】試題分析：結(jié)合題意和圖示分析可知，在乳糖存在時(shí)，細(xì)胞內(nèi)調(diào)節(jié)基因（R）轉(zhuǎn)錄、翻譯的產(chǎn)物——阻礙物可與乳糖結(jié)合，改變阻礙物的構(gòu)象（空間結(jié)構(gòu)），使阻礙物無(wú)法與操縱基因(O)結(jié)合，使得RNA聚合酶可以與啟動(dòng)子結(jié)合，三個(gè)結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄；乳糖不存在時(shí)，阻礙物與操縱基因(O)結(jié)合，使得RNA聚合酶無(wú)法與啟動(dòng)子結(jié)合，結(jié)構(gòu)基因無(wú)法啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。

（1）根據(jù)圖示可知，阻抑物（阻礙物）是調(diào)節(jié)基因（R）通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程合成的。

（2）結(jié)合圖示和題意“沒(méi)有乳糖時(shí)，阻礙物總是與操縱基因O結(jié)合，導(dǎo)致鄰近的結(jié)構(gòu)基因不能轉(zhuǎn)錄；乳糖存在時(shí)，結(jié)構(gòu)基因進(jìn)行轉(zhuǎn)錄”分析，推測(cè)其原因可能是阻礙物與乳糖結(jié)合后，阻礙物構(gòu)象（空間結(jié)構(gòu)）發(fā)生改變，而不能與操縱基因(O)結(jié)合，使得RNA聚合酶可以與啟動(dòng)子結(jié)合，結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄進(jìn)行。由于IPTG做為誘導(dǎo)物時(shí)與乳糖誘導(dǎo)相同，所以lacZ、Y、A三個(gè)基因的產(chǎn)物表達(dá)量應(yīng)相同。

（3）半乳糖是底物乳糖在半乳糖苷酶催化下產(chǎn)生的。結(jié)合題意：TK基因與毒力相關(guān)，將lacZ基因插入TK基因中，構(gòu)建了偽狂犬病病毒突變株，相當(dāng)于破壞了TK基因，故突變株病毒的毒力會(huì)下降。