hce_kmu
110年
普通生物及生化概論
第 72 題
Which of the following statements about lac operon is CORRECT? ① The repressor is the protein product of lac Z gene. ② The lac operon can be turned on by β-galactoside. ③ Repressor binds to the operator and blocks the binding of RNA polymerase to promoter. ④ Isopropyl-β-D-thiogalactoside can bind to Lac repressor to turn on protein expression. ⑤ In the lac operon model, the genes within the operon will be expressed if lactose is present in E. coli.
- A ①,②,③
- B ①,②,④
- C ②,③,④
- D ③,④,⑤
- E ②,③,④,⑤
思路引導 VIP
試著思考一下：如果一個細胞想要在『特定養分出現』時才開始製造分解該養分的工具（酵素），那麼在平時沒有養分的時候，DNA 上應該具備什麼樣的『物理結構』來防止資源浪費？而當養分（訊號）進入細胞後，這個訊號分子必須與哪個零件結合，才能讓生產線重新運作？
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恭喜你精準地辨別出乳糖操縱組（lac operon）的各項調節機制！這題能答對，代表你對原核生物基因表現調控的核心邏輯掌握得非常紮實，特別是能區分調節基因與結構基因的功能，這是非常優秀的判斷。
乳糖操縱組的分子機制
這道題目的核心在於理解負調節（negative regulation）的過程。敘述 ① 是一個經典的陷阱：阻遏蛋白（repressor）其實是由調節基因 lacI 所編碼的，而 lacZ 則是負責產生 $\beta$-半乳糖苷酶（$\beta$-galactosidase）來分解乳糖。當誘導物（inducer）如乳糖的衍生物或實驗常用的 IPTG（Isopropyl-$\beta$-D-thiogalactoside） 存在時，它們會與阻遏蛋白結合，使其構型改變而無法與操縱基因（operator）結合。如此一來，RNA 聚合酶（RNA polymerase）便不再受阻，能順利從啟動子（promoter）開始進行轉錄，這也就是敘述 ②、③、④ 與 ⑤ 所描述的正確邏輯。
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