【正确答案】·乳糖操纵子属于酶合成的诱导型操纵子。
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调节基因不属于乳糖操纵子,调节基因产生的调节蛋白为阻遏蛋白,它有活性。在没有乳糖存在时,阻遏蛋白与操纵子的操纵基因结合阻碍基因表达,因此不能合成利用乳糖的酶类。乳糖是操纵子的诱导物,它可转化为别乳糖与阻遏蛋白结合使其失去活性,所以操纵子开放,基因能够表达,即乳糖能够被利用。
·乳糖操纵子有正调控和负调控两种形式。其中阻遏蛋白对操纵子调控属于负调控。
而CAP蛋白对操纵子的调控属于正调控。
CAP蛋白与cAMP结合形成复合物。该复合物能够与DNA上的CAP位点结合,促进RNA聚合酶与DNA上RNA聚合酶位点结合,增强基因的转录。因此,在乳糖存在下,如果CAP蛋白也存在,能够加强基因的转录,这是乳糖操纵子的正调控方式。
·在葡萄糖和乳糖同时存在的条件下,虽然乳糖操纵子处于打开的状态,基因能够表达。但是,葡萄糖能够抑制cAMP环化酶的活性,所以葡萄糖的存在,使细胞中cAMP含量降低,结果CAP蛋白无法与cAMP结合形成复合物,即无法起到正调控的作用,基因转录受到影响。因此,细菌在葡萄糖和乳糖都存在的条件下,先利用葡萄糖而后利用乳糖,这种现象也被称为葡萄糖效应/代谢物抑制效应(catabolite repression)。
【答案解析】该题目主要考点是乳糖操纵子的调控。答题要点应该包括介绍乳糖操纵子;说明该操纵子的正负调控方式;说明存在葡萄糖时,即使乳糖存在,细菌仍然先利用葡萄糖,并利用乳糖操纵子的正调控方式解释原因。