5.请根据原核生物负转录调控的类型和特点，选择正确答案，完成下表格（ A ）。 调节物结合到DNA上 正调节 负调节 是 否 Ⅰ Ⅲ Ⅱ Ⅳ A．Ⅰ：开启 Ⅱ：关闭 Ⅲ：关闭 Ⅳ： 开启 B. Ⅰ：关闭 Ⅱ：关闭 Ⅲ：关闭 Ⅳ： 开启 C. Ⅰ：开启 Ⅱ：开启 Ⅲ：开启 Ⅳ：关闭 D. Ⅰ：关闭 Ⅱ：开启 Ⅲ：开启 Ⅳ：关闭 6.原核生物与真核生物转录调控有如下异同（ D ）。 A．原核生物有启动子，真核生物没有 B. 两者的RNA聚合酶相同

C. 两者的调控方式相同，都以正调控为主

D. 在真核生物中已发现很多蛋白质因子是参与转录调控的 7.乳糖操纵子的直接诱导剂是（ D ）。

A．葡萄糖 B. 乳糖 C. 半乳糖 D. 异构乳糖 8.乳糖操纵子阻遏蛋白结合乳糖操纵子的（ B ）。

A．CAP结合位点 B. O区 C. P区 D. Z基因 E. I基因 9.乳糖操纵子阻遏蛋白由（ D ）。

A．Z基因编码 B. Y基因编码 C. A基因编码 D. I基因编码

10.下列mRNA5?端序列中，具有典型原核生物SD序列特征的是（ B ）。 A．5???UUAAG??3? B. 5???AGGAG??3? C. 5???GCCCG??3? D. 5???CUCCA??3? 11.异丙基巯基半乳糖苷，即IPTG，是（ A ）的类似物。 A．乳糖 B. 半乳糖 C. 葡萄糖 D. 乙酰半乳糖 12.阻止乳糖基因表达的调控机制是（ A ）。 A．调节基因→操纵基因→结构基因 B. 启动子→操纵基因→结构基因 C. 操纵基因→调控基因→结构基因 D. 结构基因→调控基因→操纵基因

13.乳糖操纵子的表达产物代谢产生的，共给细胞的能源物质是（ B ）。 A．乳糖 B. 葡萄糖 C. 半乳糖 D. 异构半乳糖 14.色氨酸操纵子调节过程涉及（ D ）。

A．转录水平调节 B. 转录激活调节 C. 翻译水平调节 D. 转录/翻译调节

15.大肠杆菌乳糖操纵子包括如下部分：Z区、Y区、A区、P区、O区、I区。试问，它们代表何种意义，请从下列选项中选择（ A ）。

A．β-半乳糖苷酶、透过酶、乙酰基转移酶、启动子、操纵基因、阻遏子 B. β-半乳糖苷酶、乙酰基转移酶、透过酶、操纵基因、启动子、阻遏子 C. 透过酶、乙酰基转移酶、β-半乳糖苷酶、操纵基因、阻遏子、启动子 D. 乙酰基转移酶、透过酶、β-半乳糖苷酶、启动子、操纵基因、阻遏子

16.当葡萄糖和乳糖同时存在于培养基中，lac启动子表达受阻，没有β-半乳糖苷酶活性；当葡萄糖消耗完以后，细胞内cAMP浓度将（ ），β-半乳糖苷酶活性将（ ），一度停止生长的细菌又将恢复分裂。(A)

A．增加；增加 B. 增加；减少 C. 减少；增加 D. 减少；减少 17．基因表达过程中仅在原核生物中出现而真核生物没有的是（ A ）。

- 13 -

A．σ因子 B. AUG用作起始密码子 C. 冈崎片段 D. DNA连接酶 18. cAMP在转录的调控作用中将出现下列哪种现象？（ C ） A．cAMP转变成CRP B. CRP转变成cAMP

C. cAMP-CRP形成复合物

D. 葡萄糖分解活跃，cAMP增加，促进乳糖利用来扩充能源

19.色氨酸操纵子的调控作用是受两个相互独立的系统控制的，其中一个需要前导肽的翻译，下面哪一个调控这个系统？（ B ）

A．色氨酸 B. 色氨酸-tRNA C. 氨酰-tRNA D. cAMP 20.色氨酸操纵子调节基因产物是（ B ）。

A．活性阻遏蛋白 B. 失活阻遏蛋白 C. cAMP受体蛋白 D. 无基因产物

三、名词解释

负转录调控：调节基因的产物是阻遏蛋白，起着阻止结构基因转录的作用。又分为负控诱导和负控阻遏两大类。 操纵子（operon）：原核生物在转录水平上控制基因表达的协调单位，包括启动子（P）、操纵基因（O）、和在功能上相关的几个结构基因。 阻遏蛋白（repressor）：在负转录调控系统中发挥作用，由调节基因产生的一种变构蛋白，当它与操纵基因结合时，能够抑制转录的进行。在负控诱导系统中，阻遏蛋白不与效应物结合，结构基因不转录；在负控阻遏系统中，阻遏蛋白与效应物结合时，结构基因不转录。 代谢物阻遏效应：葡萄糖对乳糖操纵子表达是起到抑制效应的，这种抑制是间接的。不是葡萄糖本身而是它的降解产物抑制了乳糖操纵子的转录，葡萄糖的这种效应被称为代谢物阻遏效应。

安慰性诱导物：在对乳糖操纵子的研究中，常常使用两种含硫的乳糖类似物——异丙基巯基半乳糖苷（IPTG）和巯甲基半乳糖苷（TMG），它们能够像乳糖一样诱导基因的转录与表达，但它们都不是半乳糖苷酶的底物，不能被其降解，所以被称为安慰性诱导物。 弱化作用（attenuation）：色氨酸操纵子中除阻遏-操纵调控机制外的另一种转录调控机制。色氨酸生物合成所需的各种酶的浓度根据色氨酸浓度的变化而受到调节，是一种细微调控机制。它通过转录与翻译的偶联，使转录在达到第一个结构基因之前就过早终止，从而实现对色氨酸操纵子结构基因转录的调控。细胞中色氨酸浓度的高低是能否实现过早终止的根本原因。

四、简答题

1.简述大肠杆菌乳糖操纵子的基本结构及各部分功能。

答：大肠杆菌乳糖操纵子包括三个结构基因：β-半乳糖苷酶基因（Z）、β-半乳糖苷透过酶基因（Y）和β-半乳糖苷乙酰基转移酶基因（A），以及启动子(P)、操纵子基因(O)和阻遏子（I）。

转录时，RNA聚合酶首先与启动区(P)结合，通过操纵区（O）向右转录。转录从操纵区中间开始，按lacZ→lacY→lacA方向进行，每次转录出来的一条mRNA上都带有这三个基因。转录的调控是在启动区和操纵区进行的。

①lacZ、lacY、lacA基因的产物由同一条多顺反子的mRNA分子所编码。

②该mRNA分子的启动区(P)位于阻遏基因(I)与操纵基因（O）之间，不能单独起始半乳糖苷酶和透过酶基因的高效表达。

③操纵区是DNA上的一小段序列（仅为26bp），是阻遏物的结合位点

- 14 -

④当阻遏物与操纵区相结合时，lacmRNA的转录起始受到抑制。

⑤诱导物通过与阻遏物结合，改变它的三维构像，使之不能与操纵区相结合，从而激发lacmRNA的合成。这就是说，有诱导物存在时，操纵区没有被阻遏物占据，所以启动子能够顺利起始mRNA的转录。Lac操纵子阻遏物mRNA是由弱启动子控制下组成型合成的，该阻遏蛋白有4个相同的亚基，每个亚基均含有347个氨基酸残基，并能与1分子IPTG结合。

葡萄糖对lac操纵子表达的抑制是间接的，阻遏物与O区结合影响了RNA聚合酶与启动区结合形成转录起始复合物的效率。

2.结合cAMP的形成机制，简述它在大肠杆菌利用乳糖方面的作用。

答：环腺苷酸cAMP是在腺苷酸环化酶的作用下由ATP转变而来。cAMP与CRP蛋白结合形成复合物，该复合物是激活乳糖操纵子的重要组成部分，大肠杆菌乳糖操纵子的转录必须有cAMP-CRP复合物结合在DNA的启动区域上。cAMP-CRP复合物是一个不同于阻遏物的正调控因子，它与阻遏体系形成两个相互独立的调控体系，调节乳糖操纵子的转录。在大肠杆菌中，cAMP的浓度受到葡萄糖代谢的调节。研究表明，在含有葡萄糖的培养基中，cAMP的浓度就低，大肠杆菌优先使用葡萄糖；在缺乏碳源的培养基中，cAMP的浓度就高；大肠杆菌在只含有甘油或乳糖的培养基中（无进行糖酵解途径的碳源），cAMP的浓度也会很高，启动大肠杆菌乳糖操纵子的表达。

3.你能解释一下为什么作为数百万年进化演变的结果，在一个完全被诱导的大肠杆菌细胞中，β-半乳糖苷酶、透过酶及乙酰基转移酶的拷贝数比例为1：0.5：0.2。这种不同的酶在数量上的差异是由于什么原因造成的？

答：①乳糖操纵子转录产物lac mRNA可能与翻译过程中的核糖体相脱离，从而终止蛋白质

链的翻译。这种现象发生的频率取决于每一个后续的AUG密码子再度起始翻译的概率。因此，就存在这一个从mRNA的5ˊ端到3ˊ端的蛋白合成梯度。

②在乳糖操纵子转录产物lac mRNA分子内部，lacA基因比lacZ基因更容易受到内切酶作用发生降解，因此，在任何时候lacZ基因的完整拷贝数要比lacA基因多。因此对于乳糖操纵子转录产物lac mRNA所编码的各种蛋白质，其相对浓度都由每一个顺反子的翻译频率所决定。

4.如何理解“在色氨酸操纵子中，弱化子对RNA聚合酶的影响依赖于前导肽翻译中核糖体所处的位置”这句话，请简要地加以解释。

答：转录的弱化理论认为mRNA转录的终止是通过前导肽基因的翻译来调节的。因为在前导肽基因中有两个相邻的色氨酸密码子，所以这个前导肽的翻译必定对tRNA的浓度敏感。当培养基中色氨酸浓度很低时，负载有色氨酸的tRNA也就很少，这样翻译通过两个相邻的色氨酸密码子的速度就会很慢，当4区被转录完成时，核糖体才进行到1区（或停留在两个相邻的Trp密码子处），这是前导区结构是2-3区配对，不形成3-4区域配对的终止结构所以转录可以继续进行，直到将Trp操纵子中的结构基因全部转录。而当培养基中的色氨酸浓度高时，核糖体可以顺利通过两个相邻的色氨酸密码子，在4区被转录之前，核糖体就达到2区，这样使2区和3区不能配对，3区和4区可以自由配对形成茎-环状终止子结构转录停止，trp操纵子中的结构基因被关闭而不再合成色氨酸。所以，弱化子对RNA聚合酶的影响依赖于前导肽翻译中的核糖体所处的位置。

- 15 -

第八章

一、填空题

1. 原核生物主要是通过转录调控，以开启或关闭某些基因的表达来适应环境条件主要是＿＿营养水平＿的变化。＿环境因子＿＿往往是调控的诱导物，群体中每个细胞对环境变化的反应是直接和基本一致的。

2.真核生物基因调控可分为两大类，第一类是＿瞬时调控＿或称为可逆性调控，它相当于原核细胞对环境变化所作出的反应；第二类是＿发育调控＿或称为不可逆调控，它决定了真核细胞生长、分化、发育的全部进程。

3.原核细胞中具有操纵子结构，并且以多顺反子mRNA方式进行转录，整个体系被置于一个启动子的控制之下。真核细胞的DNA是＿＿单顺反子＿结构，许多相关的基因常按功能成套组合，被称为＿基因家族＿。

4.大多数真核基因都是由蛋白质编码序列和非蛋白质编码序列两部分组成。编码序列称为＿＿外显子＿，英文写作＿exon＿，非编码序列称为＿内含子＿，英文写作＿intron＿。真核基因有时被称为＿＿断裂基因＿，英文写作interrupted gene。

5.DNA水平的调控是真核生物发育调控的一种形式，它包括了基因丢失、＿扩增＿、重排＿、和易位等方式，通过这些方式可以消除或变换某些基因并改变它们的活性。这些调控方式与转录及翻译水平的调控是不同的，因为它使＿基因组＿发生了改变。

6.DNA甲基化主要形成＿5-甲基胞嘧啶＿和少量的N6-甲基腺嘌呤及7-甲基鸟嘌呤。

7.锌指结构家族蛋白大体可以分为锌指、锌钮和锌簇结构，其特有的＿半胱氨酸＿和＿组氨酸＿之间氨基酸残基数基本恒定，与锌离子结合，有锌参与时才表现转录活性。

8.真核生物rRNA加工主要是有两个内容：＿分子内切割＿和＿化学修饰＿。rRNA基因转录时先产生一个45S的前体rRNA，然后被核酸酶逐渐降解，形成成熟的18S、＿28S＿和5.8SrRNA。rRNA的化学修饰主要是 甲基化＿，原核生物rRNA主要是碱基甲基化，真核生物rRNA主要是＿核糖甲基化＿。

9.在真核生物中，＿核不均一RNA＿，即hnRNA，是mRNA的前体。

10.与DNA结合的转录因子大多以二聚体形式起作用，转录因子与DNA结合的功能域常见有以下几种：螺旋-转角-螺旋、＿锌指模体、＿碱性-亮氨酸拉链模体＿、＿同源结合域＿。

二、选择题

1.在真核生物中，DNA甲基化主要形成（ ）和少量的（ ）及（ ）。（A） A.5-甲基胞嘧啶；N6-甲基腺嘌呤；7-甲基鸟嘌呤 B. 5-甲基胸腺嘧啶；N6-甲基腺嘌呤；7-甲基鸟嘌呤 C. N6-甲基腺嘌呤；5-甲基鸟嘌呤；7-甲基鸟嘌呤 D. 7-甲基鸟嘌呤；N6-甲基腺嘌呤；7-甲基胞嘧啶

2.在基因家族中，基因排列的顺序就是它们在发育阶段的表达顺序。这方面的典型例子是（ D ）。

A. 免疫球蛋白 B. 白蛋白 C. 组蛋白 D. 珠蛋白

3. 一般情况下，DNA关闭某些基因的活性并诱导基因的重新活化和表达分别需要的操作为（ A ）。

A. 甲基化；去甲基化 B.去甲基化；甲基化 C. 磷酸化；去磷酸化 D.去磷酸化；磷酸化

4.真核基因启动子由核心启动子和上游启动子两部分组成，核心启动子和上游启动子分别包含（ A ）。

- 16 -