大肠杆菌中直接编码乳糖代谢所需酶类的基因叫结构基因，包括基因 lacZ、基因 lacY、基...

科学家研究大肠杆菌乳糖代谢的过程，明确了原核生物基因表达调控的机制。大肠杆菌中直接编码乳糖代谢所需酶类的基因叫结构基因，包括基因lacZ、基因lacY和基因lacA，结构基因的上游有3个对结构基因调控作用的基因，下图是科学家提出的一种基因表达调控假设，请据图回答问题：

（1）阻抑物是调节基因通过__________过程合成的。

（2）lacZ、Y、A基因的转录是由调节基因R合成的阻抑物所控制。其诱导物可以是乳糖或IPTG（二者作用机理相同）。没有乳糖时，阻抑物总是与操纵基因O结合，导致邻近的结构基因不能转录；乳糖存在时，结构基因进行转录，原因是______________________________。当IPTG做为诱导物时，lacZ、Y、A三个基因的产物表达量__________（相同/不同）。

（3）伪狂犬病病毒是双链DNA病毒，TK基因是与毒力相关的主要基因之一，它与病毒的复制，潜伏感染有关，有研究表明TK基因的缺失可使病毒的毒力显著降低，同时潜伏感染能力也下降，研究者将lacZ基因插入TK基因中，构建了伪狂犬病病毒突变株。研究者通过检测被突变株侵染的细胞中__________将底物催化产生半乳糖，筛选出突变株，该突变株的毒力__________。

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科学家通过对大肠杆菌乳糖代谢的研究，弄清了原核生物基因表达调控的机制。大肠杆菌中直接编码乳糖分都代谢所需酶类的基因叫结构基因，包括基因lacZ、基因lacY，基因lacA，结构基因的上游有3个对结构基因起调控作用的核苷酸序列，其中操纵基因对结构基因起着“开关”的作用，直接控制结构基因的转录，调节基因能够调节操纵基因状态，从而对“开关”起着控制作用，下图1是科学家提出的一种基因表达调控假设。回答下列问题：

（1）细胞中RNA聚合酶的化学本质是________，它在基因中的结合位点是________。

（2）图1中①过程发生的场所是________，完成②过程中遗传信息的准确传递，主要依据

________，完成①②过程需要的能量直接来自ATP，ATP中的“A”与调节基因和mRNA中的“A”________（填“是”或“不是”）同一物质。

（3）研究发现，当大肠杆菌培养基中的葡萄糖而没有乳糖存在时，大肠杆菌不能合成乳糖代谢所需酶，试依据图1解释其原因________。上述调节机制既保证了大肠杆菌能量的供应，又可以________。

（4）当培养基中没有葡萄糖仅有乳糖时，大肠杆菌必须合成乳糖代谢酶，上图2表示了这一诱导过程，据图可知，当乳糖进入大肠杆菌细胞后，乳糖与阻遏蛋白结合，引起阻遏蛋白分子空间结构改变，阻遏蛋白失去与________结合的能力，保证RNA聚合酶正常发挥功能。

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大肠杆菌中直接编码乳糖代谢所需酶类的基因叫结构基因，包括基因 lacZ、基因 lacY、基 因 lacA，结构基因的上游有 3 个对结构基因起调控作用的核苷酸序列，其中操纵基因对结构基因起着 “开关”的作用，直接控制结构基因的转录，调节基因能够调节操纵基因状态，从而对“开关”起着 控制作用，下图是科学家提出的一种基因表达调控假设。回答下列问题：

（1）细胞中 RNA 聚合酶的基本单位是_______，它在基因中的结合位点称为_______。

（2）图 1 中，过程①发生的场所是__ ，过程②中遗传信息的准确传递，主要依据__ 。

（3）图 2 中一个 mRNA 可翻译出多种蛋白质，其原因是__ 或者翻译后一条肽链被酶切成多条肽链。

（4）研究发现，当培养基中只含乳糖时，大肠杆菌才能合成乳糖代谢所需酶，其原因是__；菌体内乳糖的浓度不会过高，满足大肠杆菌需要即可，因为酶基因操纵组会受到乳糖浓度的反馈抑制，该 反馈抑制的意义在于既保证了大肠杆菌能量的供应，又可以______。

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大肠杆菌中，结构基因lacZ、lacY、lacA直接编码乳糖代谢所需酶类，这些基因的上游有3个对这些基因起调控作用的序列，其中操纵基因对这些基因起着“开关”的作用，直接控制它们的表达，调节基因能够对“开关”起着控制作用。图1表示环境中没有乳糖时，结构基因的表达被“关闭”的调节机制；图2表示环境中有乳糖时，结构基因的表达被“打开”的调节机制。请回答下列问题：

（1）当培养基中仅有葡萄糖而没有乳糖时，调节基因的表达产物___________会与操纵基因结合，阻碍___________与启动子（P）结合，在___________（填“转录”或“翻译”）水平上抑制结构基因的表达。该调节机制既保证了大肠杆菌能量的供应，又可以避免___________。

（2）②过程除需mRNA提供信息指导外，还需要的RNA有______。

（3）当培养基中没有葡萄糖仅有乳糖时，大肠杆菌必须合成乳糖代谢酶。从图2可知，如果乳糖与阻遏蛋白结合，使其___________改变而失去功能，则结构基因表达，合成酶催化乳糖分解。乳糖被分解后又可导致结构基因___________（填“表达”或“不表达”），该调节机制为______调节。

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如图是科学家提出的一种基因表达调控假设，大肠杆菌中直接编码乳糖代谢所需酶类的基因叫结构基因，包括基因 lacZ、基因 lacY、基因 lacA，操纵基因对结构基因起着“开关”的作用，直接控制结构基因的转录，调节基因能够调节操纵基因状态，从而对“开关”起着控制作用，以下分析正确的是（　　 ）

A.图 1 中阻遏蛋白的 mRNA 在细胞核内加工后转移到细胞质中

B.图 2 中体现了一个 mRNA 上只有一个起始密码子

C.图 2 中 RNA 聚合酶通过碱基互补配对原则与基因的启动部位准确结合

D.比较图 1 图 2 可得，在缺乏乳糖的环境中，乳糖代谢所需酶类的基因不表达

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大肠杆菌中直接编码乳糖代谢所需酶类的基因叫结构基因，包括基因lac Z、基因lac Y、基因lac A，结构基因的上游有3个对结构基因起调控作用的核苷酸序列，其中操纵基因对结构基因起着“开关”的作用，直接控制结构基因的转录，调节基因能够调节操纵基因状态，从而对“开关”起着控制作用，下图是科学家提出的一种基因表达调控假设。请回答下列问题：

（1）细胞中RNA聚合酶的基本单位是_________，它在基因中的结合位点称为________。

（2）图1中，过程①发生的场所是_______，过程②中遗传信息的准确传递，主要依据_______。

（3）图2中一个mRNA可翻译出多种蛋白质，其原因是____________________________或者翻译后一条肽链，北美切成多条肽链。

（4）研究发现，当培养基中只含乳糖时，大肠杆菌才能合成乳糖代谢所需酶，其原因是___________；菌体内乳糖的浓度不会过高，满足大肠杆菌需要即可，因为酶基因操纵组会受到乳糖浓度的反馈抑制，该反馈抑制的意义在于既保证了大肠杆菌能量的供应，又可以____________。

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回答下列有关遗传信息传递与表达的问题．

野生型大肠杆菌（E．coli）具有完整的LacZ基因，该基因编码的β﹣半乳糖苷酶由α片段和ω片段两部分组成，两部分均存在时可将无色化合物X﹣gal切割成半乳糖和深蓝色的物质5﹣溴﹣4﹣靛蓝，从而使整个菌落变为蓝色．DH5α是基因工程中常用的一种大肠杆菌诱变菌株，对氨苄青霉素敏感，其LacZ基因中编码ω片段的序列仍然保留，但编码α片段的序列缺失．

（1）根据中心法则，LacZ基因控制β﹣半乳糖苷酶合成的过程主要包括　　　　 和　　　　 两个环节．

（2）某研究小组构建了质粒pXY﹣1，如图甲所示，该质粒含氨苄青霉素抗性基因Ampr和编码大肠杆菌β﹣半乳糖苷酶α片段的基因片段LacZ’．图乙显示的则是Nae I、Hpa II和Kas I三种限制性内切酶的识别序列（表示切割位点）．

若以该质粒作为运载体，将外源目的基因（图丙）导入大肠杆菌DH5α菌株，在构建重组质粒时应选用的限制性内切酶是　　　　 ．此外，还需用到的另一种酶是　　　　 ．

（3）若用涂布有氨苄青霉素和X﹣gal的固体培养基筛选上一题中含目的基因的受体菌，下列说法中正确的有　　　　 ．（多选）

A．没有导入任何质粒的DH5α细菌可以在该培养基上生长且菌落为白色

B．导入了pXY﹣1空载体质粒的DH5α细菌可以在该培养基上生长且菌落为蓝色

C．导入了pXY﹣1重组质粒的DH5α细菌可以在该培养基上生长且菌落为白色

D．导入了pXY﹣1重组质粒的DH5α细菌可以在该培养基上生长且菌落为蓝色

（4）现从上一题的固体培养基平板上挑取一个重组菌落，经扩大培养后提取质粒，分别用不同的限制性内切酶处理并对酶切产物进行琼脂糖凝胶电泳，结果如表所示：

据此可知，目的基因全长为　　　　 bp，在其内部存在　　　　 （填限制酶名称）的切割位点，表中字母x代表的数值应为　　　　 ．

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野生型大肠杆菌（E．coli）具有完整的LacZ基因，该基因编码的β-半乳糖苷酶由α片段和ω片段两部分组成，两部分均存在时可将无色化合物X-gal切割成半乳糖和深蓝色的物质5-溴-4-靛蓝，从而使整个菌落变为蓝色。DH5α是基因工程中常用的一种大肠杆菌诱变菌株，对氨苄青霉素敏感，其LacZ基因中编码ω片段的序列仍然保留，但编码α片段的序列缺失。

（1）根据中心法则，LacZ基因控制β-半乳糖苷酶合成的过程主要包括_____和______两个环节。

（2）某研究小组构建了质粒pXY-1，如图甲所示，该质粒含氨苄青霉素抗性基因Ampr和编码大肠杆菌β-半

乳糖苷酶α片段的基因片段LacZ’。图乙显示的则是Nae I、Hpa II和Kas I三种限制性内切酶的识别序

列（表示切割位点）。

若以该质粒作为运载体，将外源目的基因（图丙）导入大肠杆菌DH5α菌株，在构建重组质粒时应选用的限制性内切酶是______。此外，还需用到的另一种酶是______。

（3）若用涂布有氨苄青霉素和X-gal的固体培养基筛选上一题中含目的基因的受体菌，下列说法中正确的

有______。（多选）

A．没有导入任何质粒的DH5α细菌可以在该培养基上生长且菌落为白色

B．导入了pXY-1空载体质粒的DH5α细菌可以在该培养基上生长且菌落为蓝色

C．导入了pXY-1重组质粒的DH5α细菌可以在该培养基上生长且菌落为白色

D．导入了pXY-1重组质粒的DH5α细菌可以在该培养基上生长且菌落为蓝色

（4）．现从上一题的固体培养基平板上挑取一个重组菌落，经扩大培养后提取质粒，分别用不同的限制性内

切酶处理并对酶切产物进行琼脂糖凝胶电泳，结果如表所示：

分别用不同的限制性内

切酶处理并对酶切产物进行琼脂糖凝胶电泳，结果如表所示：据此可知，目的基因全长为______bp，在其内部存在______（填限制酶名称）的切割位点，表中字母x代表的数值应为______。

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许多大肠杆菌的质粒上含有lacZ′基因（内含EcoRI的酶切位点），其编码的产物β-半乳糖苷酶在X-gal 和IPTG存在下，可以产生蓝色沉淀，使菌落呈现蓝色，否则菌落呈现白色。基因工程中常利用该原理从导入质粒的受体细胞中筛选出真正导入重组质粒的细胞，过程如图所示。请据图回答：

（1）限制酶EcoRⅠ的识别序列和酶切位点是-G↓AATTC-，SmaⅠ的识别序列和酶切位点是-CCC↓GGG-。图中目的基因被切割下来和质粒连接之前，需在目的基因的右侧连接相应的末端，连接的末端序列是_____________。

（2）转化过程中，大肠杆菌应先用_____________处理，使其成为　　　　　 细胞。

（3）菌落①②③中颜色为白色的是__________，原因是________________________________。

（4）菌落③中的目的基因是否表达，可采用的检测办法是_____________。

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大肠杆菌的质粒上含有LacZ基因，其编码的产物β半乳糖苷酶在x-gal和IPTG同时存在时，可以产生蓝色沉淀，使菌落呈现蓝色，否则菌落呈现白色。下图为利用该质粒进行的转基因过程，回答下列问题：

(1)在基因工程中，大肠杆菌质粒通常作为___________,除此以外，基因工程操作还需要___________和___________两种工具。

(2)基因工程的核心操作步骤是______________________。

(3)本题中将目的基因导入受体细胞的方法是___________，目的基因在受体细胞内维持稳定和表达的过程，称为___________。

(4)加入了X-gal和IPTG培养基被称为___________培养基，能够筛选出含目的基因的菌落是___________(填“①”“②”或“③”)，颜色是___________。

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