Question

大腸桿菌中直接編碼乳糖代謝酶的基因叫結構基因．它的上游有3個對其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”作用，而操縱基因又受調節(jié)基因控制（如圖）．啟動子是與RNA聚合酶的結合位點．據此回答下列問題：
（1）圖中①過程發(fā)生的場所是

 

，該過
程需要

 

催化，過程②稱為遺傳信息的

 

．
（2）研究發(fā)現(xiàn)，當大腸桿菌培養(yǎng)基中只有葡萄糖而沒乳糖時，大腸桿菌則不合成乳糖代謝酶，這是因為調節(jié)基因控制合成的阻遏蛋白與操縱基因結合，使結構基因不能轉錄合成乳糖代謝酶．這種調節(jié)機制既保證了大腸桿菌能量的供應，又可以避免

 

．
（3）當培養(yǎng)基中僅有乳糖時，乳糖即成為大腸桿菌營養(yǎng)物質中的

 

．當乳糖進入大腸桿菌后會與圖中

 

結合，導致了

 

改變，從而失去與

 

結合的能力，保證RNA聚合酶正常發(fā)揮功能，最終合成乳糖代謝酶．

Answer 1

考點：遺傳信息的轉錄和翻譯,基因與DNA的關系

專題：

分析：閱讀題干和題圖可知，本題涉及的知識有基因的轉錄和翻譯，明確知識點后梳理相關的基礎知識，然后解析題圖結合問題的具體提示綜合作答．

解答： 解：（1）圖中①過程為轉錄，由于大腸桿菌是原核細胞，沒有成形的細胞核，所以發(fā)生的場所是大腸桿菌擬核部位．需要催化劑RNA聚合酶，同時消耗能量；過程②是以mRNA為模板合成蛋白質，稱為翻譯．
（2）由于轉錄和翻譯需要原料、消耗能量，所以當大腸桿菌培養(yǎng)基中只有葡萄糖而沒乳糖時，大腸桿菌則不合成乳糖代謝酶，可以避免物質和能量的浪費．
（3）在培養(yǎng)基中，由于糖類由C、H、O三種元素組成，所以培養(yǎng)基中僅有乳糖時，它可成為大腸桿菌營養(yǎng)物質中的碳源．根據題意和圖示分析可知：當乳糖進入大腸桿菌后會與圖中阻遏蛋白結合，導致了阻遏蛋白分子空間結構改變，從而失去與操縱基因結合的能力．
答案：（1）大腸桿菌擬核部位（核區(qū)）     RNA聚合酶      翻譯
（2）物質和能量的浪費
（3）碳源   阻遏蛋白    阻遏蛋白分子空間結構

點評：本題考查基因控制蛋白質合成的相關知識，意在考查學生的識圖能力和判斷能力，運用所學知識綜合分析問題的能力．