Question

【題目】大腸桿菌中，結(jié)構(gòu)基因lacZ、lacY、lacA直接編碼乳糖代謝所需酶類，這些基因的上游有3個(gè)對這些基因起調(diào)控作用的序列，其中操縱基因?qū)�這些基因起著“開關(guān)”的作用，直接控制它們的表達(dá)，調(diào)節(jié)基因能夠?qū)Α伴_關(guān)”起著控制作用。圖1表示環(huán)境中沒有乳糖時(shí)，結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)被“關(guān)閉”的調(diào)節(jié)機(jī)制；圖2表示環(huán)境中有乳糖時(shí)，結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)被“打開”的調(diào)節(jié)機(jī)制。請回答下列問題：

（1）當(dāng)培養(yǎng)基中僅有葡萄糖而沒有乳糖時(shí)，調(diào)節(jié)基因的表達(dá)產(chǎn)物___________會與操縱基因結(jié)合，阻礙___________與啟動子（P）結(jié)合，在___________（填“轉(zhuǎn)錄”或“翻譯”）水平上抑制結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)。該調(diào)節(jié)機(jī)制既保證了大腸桿菌能量的供應(yīng)，又可以避免___________。

（2）②過程除需mRNA提供信息指導(dǎo)外，還需要的RNA有______。

（3）當(dāng)培養(yǎng)基中沒有葡萄糖僅有乳糖時(shí)，大腸桿菌必須合成乳糖代謝酶。從圖2可知，如果乳糖與阻遏蛋白結(jié)合，使其___________改變而失去功能，則結(jié)構(gòu)基因表達(dá)，合成酶催化乳糖分解。乳糖被分解后又可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)基因___________（填“表達(dá)”或“不表達(dá)”），該調(diào)節(jié)機(jī)制為______調(diào)節(jié)。

Answer 1

【答案】阻遏蛋白 RNA聚合酶 轉(zhuǎn)錄 物質(zhì)和能量的浪費(fèi) tRNA和rRNA 空間結(jié)構(gòu) 不表達(dá) 反饋

【解析】

據(jù)圖可知，環(huán)境中無乳糖時(shí)，調(diào)節(jié)基因控制合成的阻遏蛋白與操縱基因結(jié)合，使其無法開啟轉(zhuǎn)錄；環(huán)境中存在乳糖時(shí)，阻遏蛋白與乳糖結(jié)合，RNA聚合酶可以順利與操縱基因結(jié)合，開啟轉(zhuǎn)錄。

（1）據(jù)圖可知，當(dāng)培養(yǎng)基中僅有葡萄糖而沒有乳糖時(shí)，調(diào)節(jié)基因的表達(dá)產(chǎn)物阻遏蛋白會與操縱基因結(jié)合，阻礙RNA聚合酶與啟動子（P）結(jié)合，抑制其轉(zhuǎn)錄；該調(diào)節(jié)機(jī)制既保證了大腸桿菌充分利用乳糖進(jìn)行能量供應(yīng)，又可以避免無乳糖時(shí)物質(zhì)和能量的浪費(fèi)。

（2）②過程為翻譯，以mRNA為模板，以tRNA為轉(zhuǎn)運(yùn)工具，還需核糖體（含rRNA）。

（3）圖2可知，如果乳糖與阻遏蛋白結(jié)合，使其空間結(jié)構(gòu)改變而失去功能，則結(jié)構(gòu)基因表達(dá)，合成酶催化乳糖分解，乳糖被分解后結(jié)構(gòu)基因表達(dá)被阻遏，推知該調(diào)節(jié)機(jī)制為反饋調(diào)節(jié)。