專技高考-醫師(一)醫學(一)(包括生物化學、解剖學、胚胎及發育生物學、組織學、生理學等科目知識及其臨床之應用)115 年第 88 題單選題
大腸桿菌(E. coli)處於富含乳糖且缺乏葡萄糖的環境時,其乳糖操縱組(lac operon)的基因調控模式,主要有下列那兩種類型?①透過減少抑制蛋白結合而活化轉錄②通過增加抑制蛋白結合而抑制轉錄③通過增加活化蛋白結合而活化轉錄④通過減少活化蛋白結合而抑制轉錄
D正確答案
乳糖存在→抑制蛋白失活脫離(①);葡萄糖缺乏→cAMP升高活化CAP結合(③),雙重啟動 lac operon。
為什麼答案是 D
①乳糖(allolactose)使 LacI 構形改變脫離 operator,解除抑制;③葡萄糖缺乏使 cAMP 上升,cAMP-CAP 複合體結合啟動子上游活化轉錄。雙重正調控。
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完整詳解
Pro · 無限重點 乳糖存在→抑制蛋白失活脫離(①);葡萄糖缺乏→cAMP升高活化CAP結合(③),雙重啟動 lac operon。
記口訣:有乳糖『解壓』(①),缺葡萄糖『加油』(③),兩個都要『活化轉錄』正向調控。
逐選項分析
A✕
①正確但④錯誤。lac operon 在此環境下是被『活化』而非被抑制,沒有『減少活化蛋白結合』的情況。
B✕ 陷阱
②完全錯誤:富含乳糖時,allolactose 會與 LacI 抑制蛋白結合使其脫離 operator,是『減少』抑制蛋白結合,不是增加。
C✕
②④皆錯。此環境下 operon 被啟動轉錄,不是被抑制。把調控方向整個搞反了。
D✓ 正確
①乳糖(allolactose)使 LacI 構形改變脫離 operator,解除抑制;③葡萄糖缺乏使 cAMP 上升,cAMP-CAP 複合體結合啟動子上游活化轉錄。雙重正調控。
lac operon 四種環境下的調控
| 葡萄糖 | 乳糖 | LacI抑制蛋白 | CAP活化蛋白 | 轉錄 |
|---|
| 有 | 無 | 結合(抑制) | 未結合(cAMP低) | 極低 |
| 有 | 有 | 脫離 | 未結合(cAMP低) | 低 |
| 無 | 無 | 結合(抑制) | 結合(cAMP高) | 無 |
| 無 | 有 | 脫離 | 結合(cAMP高) | 高度活化 ✓ |
最容易搞混的是『減少抑制蛋白結合』與『增加活化蛋白結合』的方向。乳糖造成的是 LacI『減少結合』(解除抑制),不是增加;葡萄糖缺乏造成的是 CAP『增加結合』(活化),不是減少。兩個方向剛好相反但結果都是促進轉錄。
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