hce_isu
109年
生物學
第 13 題
請問下列何種情況下會讓大腸桿菌有較高表達量的乳糖操縱子(lac operon)？
- A 葡萄糖比乳糖多時
- B cyclic AMP 及乳糖濃度高時
- C cyclic AMP 濃度低時
- D 乳糖濃度低時
思路引導 VIP
請試著將細胞想像成一個追求效率的工廠：如果工廠目前同時擁有「最容易處理」且「產能最高」的原料 A，以及另一種「處理程序複雜」的備用原料 B。在考慮到能源節省的前提下，你認為工廠會在什麼樣的環境條件下（同時考慮這兩種原料的供給狀況），才會決定「全力開動」那條專門用來處理備用原料 B 的生產線呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能準確選出 (B) 這個選項，代表你對於原核生物基因表現的「雙重調控」邏輯掌握得非常紮實。這道題目測試的是大腸桿菌如何判斷環境，以最節能的方式選擇代謝路徑，是生物學中相當經典且具有高度鑑別度的考點。
乳糖操縱子的雙重開關
要達到乳糖操縱子的高表達量，必須同時滿足兩個關鍵條件：首先是**「解除抑制」，當乳糖濃度高時，其衍生物異乳糖會結合抑制蛋白，讓 RNA 聚合酶不再被擋住；其次是「積極活化」**，這需要 cyclic AMP (cAMP) 的參與。當細胞內缺乏偏好的能源（葡萄糖）時，cAMP 濃度會上升並與 CAP 蛋白結合，像踏下油門一樣，極大地增強 RNA 聚合酶的結合效率。因此，只有在「有乳糖（去抑制）」且「cAMP 濃度高（積極活化）」的雙重驅動下，轉錄量才會達到巔峰。
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