Question

【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__________。

Answer 1

【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，将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。