Question

【題目】大腸桿菌中直接編碼乳糖代謝所需酶類(lèi)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(gè)對(duì)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(kāi)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(duì)“開(kāi)關(guān)”起著控制作用，下圖是科學(xué)家提出的一種基因表達(dá)調(diào)控假設(shè)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）細(xì)胞中RNA聚合酶的基本單位是_________，它在基因中的結(jié)合位點(diǎn)稱(chēng)為________。

（2）圖1中，過(guò)程①發(fā)生的場(chǎng)所是_______，過(guò)程②中遺傳信息的準(zhǔn)確傳遞，主要依據(jù)_______。

（3）圖2中一個(gè)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(dāng)培養(yǎng)基中只含乳糖時(shí)，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(huì)過(guò)高，滿足大腸桿菌需要即可，因?yàn)槊富�因操縱組會(huì)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(dòng)子 大腸桿菌擬核部位 堿基互補(bǔ)配對(duì)原則及氨基酸的密碼子 一個(gè)RNA上有多個(gè)起始密碼 當(dāng)乳糖進(jìn)入大腸桿菌細(xì)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(fèi)

【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(duì)轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)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(yùn)用這些信息，結(jié)合所學(xué)知識(shí)解決相關(guān)的生物學(xué)問(wèn)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(zhǔn)確識(shí)別過(guò)程①②所示過(guò)程的名稱(chēng)，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(shí)有效地聯(lián)系起來(lái)，進(jìn)行圖文轉(zhuǎn)換、實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)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(dòng)子是RNA聚合酶結(jié)合和識(shí)別的位點(diǎn)。

(2) 圖1中，過(guò)程①表示轉(zhuǎn)錄，發(fā)生的場(chǎng)所是大腸桿菌擬核部位。過(guò)程②表示翻譯，在翻譯中，攜帶氨基酸的tRNA進(jìn)入核糖體，依賴(lài)一端的反密碼子、通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)，將mRNA上決定氨基酸的密碼子翻譯出來(lái)，形成具有一定氨基酸序列的蛋白質(zhì)，即過(guò)程②中遺傳信息的準(zhǔn)確傳遞，主要依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則及氨基酸的密碼子。

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

(4)對(duì)比分析圖1和圖2可知：當(dāng)乳糖進(jìn)入大腸桿菌細(xì)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(huì)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(fèi)。