下列何種培養情況下，大腸桿菌會同時高度表達 lacZ、lacY 和 lacA 基因？
A乳糖（lactose）和葡萄糖（glucose）同時存在
B只存在乳糖（lactose）但沒有葡萄糖（glucose）正確答案
C只存在葡萄糖（glucose）但沒有乳糖（lactose）
D乳糖（lactose）和葡萄糖（glucose）皆不存在
答案與詳解
B
正確答案
大腸桿菌乳糖操縱子高度表達需「有乳糖解除負調控，無葡萄糖啟動正調控」，即僅有乳糖時。
為什麼答案是 B
乳糖存在可結合阻遏蛋白使其脫離操縱基因；同時無葡萄糖使cAMP濃度升高，與CAP結合促進RNA聚合酶結合，達到高度表達。
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完整詳解
Pro · 無限重點 大腸桿菌乳糖操縱子高度表達需「有乳糖解除負調控，無葡萄糖啟動正調控」，即僅有乳糖時。
秒殺技巧
乳糖操縱子雙重調控：乳糖當鑰匙開鎖解除阻遏，葡萄糖缺席才升cAMP啟動CAP正調控。記住「有乳無葡」最高表達！逐選項分析
A✕ 陷阱
乳糖存在可解除阻遏蛋白抑制，但葡萄糖存在會降低cAMP濃度，CAP無法結合啟動子，導致轉錄效率低落，無法高度表達。
B✓ 正確
乳糖存在可結合阻遏蛋白使其脫離操縱基因；同時無葡萄糖使cAMP濃度升高，與CAP結合促進RNA聚合酶結合，達到高度表達。
C✕
無乳糖時，阻遏蛋白會結合在操縱基因上阻擋轉錄，即使有葡萄糖也無法表現lac基因。
D✕
無乳糖時阻遏蛋白結合操縱基因阻擋轉錄，且無葡萄糖雖使cAMP升高，但缺乏解除負調控的條件，基因仍不表現。
乳糖操縱子(lac operon)表達條件對照表
| 培養條件 | 阻遏蛋白狀態(負調控) | CAP-cAMP狀態(正調控) | lac基因表達量 |
|---|---|---|---|
| 有乳糖，無葡萄糖 | 脫離(解除抑制) | 結合(啟動轉錄) | 高度表達(正解B) |
| 有乳糖，有葡萄糖 | 脫離(解除抑制) | 不結合(無法啟動) | 低度表達(選項A) |
| 無乳糖，有葡萄糖 | 結合(阻擋轉錄) | 不結合(無法啟動) | 不表達(選項C) |
| 無乳糖，無葡萄糖 | 結合(阻擋轉錄) | 結合(啟動轉錄) | 不表達(選項D) |
陷阱提醒
考生常誤以為只要有乳糖就能高度表達，忽略葡萄糖的「葡萄糖效應」。必須同時滿足「解除負調控(有乳糖)」與「啟動正調控(無葡萄糖)」兩個條件，lac operon 才會全速轉錄。