题目内容

【题目】科学家研究大肠杆菌乳糖代谢的过程,明确了原核生物基因表达调控的机制。大肠杆菌中直接编码乳糖代谢所需酶类的基因叫结构基因,包括基因lacZ、基因lacY和基因lacA,结构基因的上游有3个对结构基因调控作用的基因,下图是科学家提出的一种基因表达调控假设,请据图回答问题:

(1)阻抑物是调节基因通过__________过程合成的。

(2)lacZ、Y、A基因的转录是由调节基因R合成的阻抑物所控制。其诱导物可以是乳糖或IPTG(二者作用机理相同)。没有乳糖时,阻抑物总是与操纵基因O结合,导致邻近的结构基因不能转录;乳糖存在时,结构基因进行转录,原因是______________________________。当IPTG做为诱导物时,lacZ、Y、A三个基因的产物表达量__________(相同/不同)。

(3)伪狂犬病病毒是双链DNA病毒,TK基因是与毒力相关的主要基因之一,它与病毒的复制,潜伏感染有关,有研究表明TK基因的缺失可使病毒的毒力显著降低,同时潜伏感染能力也下降,研究者将lacZ基因插入TK基因中,构建了伪狂犬病病毒突变株。研究者通过检测被突变株侵染的细胞中__________将底物催化产生半乳糖,筛选出突变株,该突变株的毒力__________

【答案】 转录、翻译 阻抑物与乳糖结合后,构象(空间结构)发生改变,因而不能与操纵基因结合使得RNA聚合酶可以与启动子结合,转录可以进行 相同 半乳糖苷酶 下降

【解析】试题分析:结合题意和图示分析可知,在乳糖存在时,细胞内调节基因(R)转录翻译的产物——阻碍物可与乳糖结合,改变阻碍物的构象(空间结构),使阻碍物无法与操纵基因(O)结合使得RNA聚合酶可以与启动子结合,三个结构基因转录;乳糖不存在时,阻碍物与操纵基因(O)结合使得RNA聚合酶无法与启动子结合,结构基因无法启动转录

(1)根据图示可知,阻抑物(阻碍物)是调节基因(R)通过转录和翻译过程合成的。

(2)结合图示和题意“没有乳糖时,阻碍物总是与操纵基因O结合,导致邻近的结构基因不能转录;乳糖存在时,结构基因进行转录”分析,推测其原因可能是阻碍物与乳糖结合后,阻碍物构象(空间结构)发生改变,而不能与操纵基因(O)结合使得RNA聚合酶可以与启动子结合,结构基因转录进行。由于IPTG做为诱导物时与乳糖诱导相同所以lacZ、Y、A三个基因的产物表达量应相同。

(3)半乳糖是底物乳糖在半乳糖苷酶催化下产生的。结合题意:TK基因与毒力相关lacZ基因插入TK基因中,构建了伪狂犬病病毒突变株,相当于破坏了TK基因,故突变株病毒的毒力会下降。

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