问答题简述乳糖操纵子的结构。

题目

问答题

简述乳糖操纵子的结构。

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相似问题和答案

第1题：

乳糖操纵子的结构基因中负责编码β-半乳糖苷酶的是（）。

A、Z
B、Y
C、A
D、I

正确答案:A

第2题：

试述大肠杆菌乳糖操纵子的结构及其通过酶诱导合成和阻遏来调节代谢的调控机制。

正确答案: 乳糖（lac）操纵子由调节基因I，启动基因P、操纵基因O和三个结构基因lacZ、lacY、lacA组成。
调节基因lacI组成型表达，编码阻遏蛋白，既有与操纵基因lacO结合的位点，也有与诱导物结合的位点。当诱导物与阻遏蛋白结合时，可改变阻遏蛋白的构象，使其无法与lacO结合。阻遏蛋白具有阻止转录和识别小分子诱导物的双重性，因此它的活性状态直接决定启动基因是开启或关闭。
当缺乏乳糖时，阻遏蛋白以活性状态结合在lacO上，这就影响了RNA聚合酶与lacP的结合，并阻碍RNA聚合酶通过lacO，这样结构基因就无法转录；当乳糖存在时，因作为诱导物的乳糖与阻遏蛋白结合，改变了它的构象，成为失活构象而脱离lacO，于是RNA聚合酶就可以与启动基因结合并开始转录。

第3题：

试述乳糖操纵子的组成及其结构基因可调控表达的机制。

正确答案: 乳糖操纵子的组成：大肠杆菌乳糖操纵子含Z、Y、A三个结构基因，分别编码半乳糖苷酶、透酶和半乳糖苷乙酰转移酶，此外还有一个操纵序列O，一个启动子P和一个调节基因I。
阻遏蛋白的负性调节：没有乳糖存在时，I基因编码的阻遏蛋白结合于操纵序列O处，乳糖操纵子处于阻遏状态，不能合成分解乳糖的三种酶；有乳糖存在时，乳糖作为诱导物诱导阻遏蛋白变构，不能结合于操纵序列，乳糖操纵子被诱导开放合成分解乳糖的三种酶。所以，乳糖操纵子的这种调控机制为可诱导的负调控。
C.AP的正性调节：在启动子上游有CAP结合位点，当大肠杆菌从以葡萄糖为碳源的环境转变为以乳糖为碳源的环境时，cAMP浓度升高，与CAP结合，使CAP发生变构，CAP结合于乳糖操纵子启动序列附近的CAP结合位点，激活RNA聚合酶活性，促进结构基因转录，调节蛋白结合于操纵子后促进结构基因的转录，对乳糖操纵子实行正调控，加速合成分解乳糖的三种酶。
协调调节：乳糖操纵子中的I基因编码的阻遏蛋白的负调控与CAP的正调控两种机制，互相协调、互相制约。

第4题：

简述乳糖操纵子的结构。

正确答案:编码β-半乳糖苷酶、半乳糖苷通透酶和硫代半乳糖苷转乙酰基酶的基因Z、Y、A称为结构基因，结构基因加上调控元件：启动子和操纵基因，即构成乳糖操纵子。

第5题：

简述乳糖操纵子在有葡萄糖存在而没有乳糖存在时进行转录起始负调控的原理。

正确答案:由于在没有乳糖的条件下，lac阻遏蛋白能与操纵基因特异地结合，抑制了结构基因的表达。

第6题：

简述乳糖操纵子结构，解释阻遏蛋白的负性调节机制，CAP的调节机制及其生长条件下的协调调节。

正确答案: 操纵子结构包括结构基因、操纵基因、启动子和调节基因。
负性调节：阻遏戴白与操纵序列O结合，阻止RNA聚合酶与启动序列结合，转录启动被抑制。大肠杆菌在没有乳糖的环境中生存时，lac操纵子处于阻遏状态；当有乳糖存在时基因转录开放。细菌优先利用葡萄糖作为能源，有葡萄糖：cAMP↓→CAP无活性→不促进转录；无葡萄糖：cAMP↑→CAP有活性→促进转录。
CAP是同二聚体，在其分子内有DNA结合区及cAMP结合位点。当没有葡萄糖存在时，cAMP↑，cAMP与CAP结合，CAP结合在lac启动序列附近的CAP位点，可刺激RNA聚合酶活性。当有葡萄糖存在时，cAMP↓，cAMP与CAP结合受阻，lac操纵子表达↓。
正性调控与负性调控的协调调节：①当阻遏蛋白与操纵序列结合而封闭后，CAP不能启动转录；②当阻遏蛋白脱离操纵序列而解除封闭后，如果没有CAP也不能启动转录。

第7题：

简述乳糖操纵子表达调控的机制。

正确答案:将大肠杆菌转移到有乳糖培养基中，，由于诱导物分子结合在阻遏蛋白的特意部位，引起阻遏蛋白的构象变化，不能结合到操纵基因上，是RNA聚合酶能够正常转录存在于操纵子的结构基因，即操纵子被诱导表达，β-半乳糖苷酶分子数量迅速增加。

第8题：

简述乳糖操纵子的结构及功能

正确答案:大肠杆菌乳糖操纵子的基本结构为3个结构基因、1个启动子P、1个操纵序列O和1个调节基因I。3个结构基因Z、Y和A分别编码β-半乳糖苷酶、透酶和转乙酰基酶。启动子P为RNA聚合酶辨认和结合的位点。调节基因I编码阻遏蛋白，后者可结合到操纵序列O上使RNA聚合酶不能从启动子P处进入到结构基因上，结构基因的表达被关闭。在P的上游还有分解代谢物基因激活蛋白（CAP）结合的位点。

第9题：

说明乳糖操纵子的结构及其正负性协调调控原理。

正确答案: （1）编码β-半乳糖苷酶、半乳糖苷通透酶及硫代半乳糖苷转乙酰基酶三种酶蛋白的结构基因Z、Y、A，加上调控元件——启动子（promoter，P）和操纵基因（operator，O）即构成乳糖操纵子。
（2）有葡萄糖无乳糖时，阻遏蛋白与操纵基因结合，lac结构基因不转录，cAMP处于低水平，CAP蛋白不能与启动子附近的CAP位点结合；葡萄糖和乳糖均存在时，阻遏蛋白与乳糖结合，空间构象改变，不再与操纵基因结合，cAMP处于低水平，CAP蛋白不与CAP位点结合，结构基因有少量表达；无葡萄糖有乳糖时，阻遏蛋白不与操纵基因结合，cAMP处于高水平，形成cAMP-CAP复合物并与CAP位点结合，结构基因大量表达。

第10题：

简述乳糖操纵子的调控方式

正确答案:①当无乳糖时，乳糖操纵子中调节基因I编码的阻遏蛋白与操纵序列结合，阻碍RNA聚合酶与P结合，结构基因无表达。
②当有乳糖存在时，进入细胞，可以形成阻遏蛋白-诱导物复合物，阻遏蛋白不与操纵基因结合时，有利于RNA聚合酶与启动子形成起始复合物以及RNA聚合酶沿着DNA模板移动，促成结构基因的转录。
③当有葡萄糖存在时，不论乳糖是否存在乳糖操纵子的结构基因都不能表达，因为乳糖操纵子基因表达依赖于CAP的正性激活，即cAMP结合于CAP，促进CAP与DNA结合，促进RNA聚合酶与启动子结合，转录被激活。而细胞内的cAMP的浓度受细胞中葡萄糖浓度的影响，当葡萄糖浓度高时，cAMP浓度降低，所以乳糖操纵子结构基因转录不能发生。总之乳糖操纵子转录发生的条件是培养基中没有葡萄糖但有乳糖存在。

简述乳糖操纵子的结构。

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