Question

19．大腸干菌利用乳糖需要Z，Y，A等酶，這3種酶的基因lacZ，lacY，lacA串聯在一起，它們的表達受同一調控系統的調控，表現為都表達或都不表達，請結合圖示分析以下說法不正確的是（　　）
大腸桿菌細胞中乳糖代謝基因表達調控示意圖如圖所示：

• A． 阻遏蛋白可能是通過與DNA分子上的O區段結合而起作用的
• B． mRNA₂的堿基總數大于酶Z、酶Y和酶A氨基酸總數的3倍
• C． DNA分子中的P區段是lacZ，lacY和lacA共同的啟動子
• D． 必須要有乳糖把阻遏蛋白激活，lacZ，lacY，lacA基因才能表達

Answer 1

分析 大腸桿菌乳糖操縱子包括4類基因：①結構基因，能通過轉錄、翻譯使細胞產生一定的酶系統和結構蛋白，這是與生物性狀的發育和表型直接相關的基因．乳糖操縱子包含3個結構基因：lacZ、lacY、lacA．LacZ合成β-半乳糖苷酶，lacY合成透過酶，lacA合成乙酰基轉移酶．②操縱基因O，控制結構基因的轉錄速度，位于結構基因的附近，本身不能轉錄成mRNA．③啟動基因P，位于操縱基因的附近，它的作用是發出信號，mRNA合成開始，該基因也不能轉錄成mRNA．④調節基因R：可調節操縱基因的活動，調節基因能轉錄出mRNA，并合成一種蛋白，稱阻遏蛋白．

解答 解：A、阻遏蛋白很可能是結合到DNA分子上的O區段，從而阻止RNA聚合酶的移動，使基因lacZ、lacY、lacA無法轉錄，A正確；
B、mRNA₂是基因lacZ、lacY、lacA轉錄的產物，在翻譯為酶Z、酶Y和酶A的過程中，由于其上的終止密碼子等序列不編碼氨基酸，因此mRNA₂的堿基總數大于酶Z、酶Y和酶A氨基酸總數的3倍，B正確；
C、基因Z以lacZ、lacY、lacA串聯在一起，它們的表達受同一調控系統的調控，表現為都表達或都不表達，再結合示意圖可知轉錄時RNA聚合酶識別并結合P區段，因此P區段是基因lacZ、lacY、lacA共同的啟動子，C正確；
D、阻遏蛋白和乳糖結合后失活，即失去阻遏作用．因此，乳糖所起的作用并不是激活阻遏蛋白，而是使其失活，這樣，lacZ、lacY、lacA基因才能表達，D錯誤．
故選：D．

點評 本題考查了大腸桿菌細胞中乳糖代謝基因表達的調控原理，意在考查學生的理解和應用能力，試題較難．