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”的作用，直接控制它們的表達，調(diào)節(jié)基因能夠?qū)Α伴_關”起著控制作用。圖1表示環(huán)境中沒有乳糖時，結(jié)構(gòu)基因的表達被“關閉”的調(diào)節(jié)機制；圖2表示環(huán)境中有乳糖時，結(jié)構(gòu)基因的表達被“打開”的調(diào)節(jié)機制。請回答下列問題：

（1）當培養(yǎng)基中僅有葡萄糖而沒有乳糖時，調(diào)節(jié)基因的表達產(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。該調(diào)節(jié)機制既保證了大腸桿菌能量的供應，又可以避免___________。

（2）②過程除需mRNA提供信息指導外，還需要的RNA有______。

（3）當培養(yǎng)基中沒有葡萄糖僅有乳糖時，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，合成酶催化乳糖分解。乳糖被分解后又可導致結(jié)構(gòu)基因___________（填“表達”或“不表達”），該調(diào)節(jié)機制為______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 tRNA和rRNA 空間結(jié)構(gòu) 不表達 反饋

【解析】

據(jù)圖可知，環(huán)境中無乳糖時，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，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，當培養(yǎng)基中僅有葡萄糖而沒有乳糖時，調(diào)節(jié)基因的表達產(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)機制既保證了大腸桿菌充分利用乳糖進行能量供應，又可以避免無乳糖時物質(zhì)和能量的浪費。

（2）②過程為翻譯，以mRNA為模板，以tRNA為轉(zhuǎn)運工具，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，合成酶催化乳糖分解，乳糖被分解后結(jié)構(gòu)基因表達被阻遏，推知該調(diào)節(jié)機制為反饋調(diào)節(jié)。