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(jié)構(gòu)基因，包括基因lac Z、基因lac Y、基因lac A，結(jié)構(gòu)基因的上游有3個對結(jié)構(gòu)基因起調(diào)控作用的核苷酸序列，其中操縱基因?qū)�結(jié)構(gòu)基因起著“開關(guān)”的作用，直接控制結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄，調(diào)節(jié)基因能夠調(diào)節(jié)操縱基因狀態(tài)，從而對“開關(guān)”起著控制作用，下圖是科學(xué)家提出的一種基因表達調(diào)控假設(shè)。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(jié)合位點稱為________。

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

（3）圖2中一個mRNA可翻譯出多種蛋白質(zhì)，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(fā)現(xiàn)，當培養(yǎng)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(nèi)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(yīng)，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(jié)合，失去了與操縱基因結(jié)合的能力，保證RNA聚合酶正常發(fā)揮功能 避免物質(zhì)和能量的浪費

【解析】試題分析：本題以圖文結(jié)合的形式，綜合考查學(xué)生對轉(zhuǎn)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(guān)的生物學(xué)信息，并能運用這些信息，結(jié)合所學(xué)知識解決相關(guān)的生物學(xué)問題的能力。解答此題的關(guān)鍵是，依據(jù)題圖中呈現(xiàn)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(fā)揮與阻遏蛋白、乳糖、操縱基因的關(guān)系，據(jù)此與所學(xué)“轉(zhuǎn)錄和翻譯”等知識有效地聯(lián)系起來，進行圖文轉(zhuǎn)換、實現(xiàn)對知識的整合和遷移。

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

(2) 圖1中，過程①表示轉(zhuǎn)錄，發(fā)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(zhì)，即過程②中遺傳信息的準確傳遞，主要依據(jù)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(zhì)。

(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(jié)合，失去了與操縱基因結(jié)合的能力，保證RNA聚合酶正常發(fā)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(yīng)，又可以避免物質(zhì)和能量的浪費。