Question

【題目】大腸桿菌中直接編碼乳糖代謝所需酶類的基因叫結構基因，包括基因lac Z、基因lac Y、基因lac A，結構基因的上游有3個對結構基因起調控作用的核苷酸序列，其中操縱基因對結構基因起著“開關”的作用，直接控制結構基因的轉錄，調節基因能夠調節操縱基因狀態，從而對“開關”起著控制作用，下圖是科學家提出的一種基因表達調控假設。請回答下列問題：

（1）細胞中RNA聚合酶的基本單位是_________，它在基因中的結合位點稱為________。

（2）圖1中，過程①發生的場所是_______，過程②中遺傳信息的準確傳遞，主要依據_______。

（3）圖2中一個mRNA可翻譯出多種蛋白質，其原因是____________________________或者翻譯后一條肽鏈，北美切成多條肽鏈。

（4）研究發現，當培養基中只含乳糖時，大腸桿菌才能合成乳糖代謝所需酶，其原因是___________；菌體內乳糖的濃度不會過高，滿足大腸桿菌需要即可，因為酶基因操縱組會受到乳糖濃度的反饋抑制，該反饋抑制的意義在于既保證了大腸桿菌能量的供應，又可以____________。

Answer 1

【答案】 氨基酸 啟動子 大腸桿菌擬核部位 堿基互補配對原則及氨基酸的密碼子 一個RNA上有多個起始密碼 當乳糖進入大腸桿菌細胞后，阻遏蛋白與乳糖結合，失去了與操縱基因結合的能力，保證RNA聚合酶正常發揮功能 避免物質和能量的浪費

【解析】試題分析：本題以圖文結合的形式，綜合考查學生對轉錄和翻譯過程的理解和掌握情況，以及從課外材料中獲取相關的生物學信息，并能運用這些信息，結合所學知識解決相關的生物學問題的能力。解答此題的關鍵是，依據題圖中呈現的信息，準確識別過程①②所示過程的名稱，以及RNA聚合酶正常功能的發揮與阻遏蛋白、乳糖、操縱基因的關系，據此與所學“轉錄和翻譯”等知識有效地聯系起來，進行圖文轉換、實現對知識的整合和遷移。

(1) RNA聚合酶的化學本質是蛋白質，蛋白質的基本單位是 氨基酸。啟動子是RNA聚合酶結合和識別的位點。

(2) 圖1中，過程①表示轉錄，發生的場所是大腸桿菌擬核部位。過程②表示翻譯，在翻譯中，攜帶氨基酸的tRNA進入核糖體，依賴一端的反密碼子、通過堿基互補配對，將mRNA上決定氨基酸的密碼子翻譯出來，形成具有一定氨基酸序列的蛋白質，即過程②中遺傳信息的準確傳遞，主要依據堿基互補配對原則及氨基酸的密碼子。

(3) 翻譯是從起始密碼子開始的。若圖2中一個mRNA上有多個起始密碼子，則可翻譯出多種蛋白質。

(4)對比分析圖1和圖2可知：當乳糖進入大腸桿菌細胞后，阻遏蛋白與乳糖結合，失去了與操縱基因結合的能力，保證RNA聚合酶正常發揮功能，大腸桿菌才能合成乳糖代謝所需酶。酶基因操縱組會受到乳糖濃度的反饋抑制，該反饋抑制的意義在于既保證了大腸桿菌能量的供應，又可以避免物質和能量的浪費。