第 39 章 细胞代谢与基因表达调控
一、选择题
1．操作子的基因表达调控体系归于（ ）。[南京师范大学 2007 研]
a．仿制水平的调度
b．转录水平的调度
c．翻译水平的调度
d．回转录水平的调度
【答案】b
【解析】基因表达的调度可以在转录的水平（包括转录前、转录和转录后）或在翻译的水平（包括翻译或翻译后）前进行。原核生物的基因组和染色体规划比照简略，基因的转录和翻译可在同一时刻和同一方位上发生，基因表达的调度首要是在转录水平前进行的。其表达调度的机制可以用 jacob 和 monod 提出的操作子模型来说明。
2．基因表达时的顺式作用元件包括以下成分（ ）。[上海交通大学研]
a．建议子
b．规划基因
c．rna 聚合酶
d．转录因子
【答案】a
【解析】顺式作用元件是指 dna 上影响基因活性的遗传元件，如建议子、增强子、操作基因、中止子等。a 项，建议子是用来建议基因转录必需的一段 dna 序列，包括 rna 聚合酶的辨认、联系和转录开始，以及激活该酶转录功用必需的序列。b 项，规划基因是指编码一个蛋白质或一个 rna 的基因。c 项，rna 聚合酶，即dna 辅导的 rna 聚合酶，指在生物体内能以 dna 为模板，催化底物四种核糖核苷三磷酸组成 rna 的酶。d项，转录因子是指在转录开始复合物的拼装进程中，与建议子区结兼并与 rna 聚合酶彼此作用的蛋白质。
3．乳糖操作子的阻挡蛋白与 dna 联系的规划域有（ ）。[我国科学院研]
a．锌指（zincfirtger）规划
b．亮氨酸拉链（1eucinezipper）规划
c．螺旋-环-螺旋（helix-loofhelix）规划
d．螺旋-转角-螺旋（helix-turn-helix）规划
【答案】d
4．色氨酸操作子的转录衰减作用与哪一序列有关？（ ）[南开大学研]
a．操作序列
b．前导序列
c．调度基因序列
d．建议子序列
【答案】b
5．（多选）不能升高血糖的激素有（ ）。[华东理工大学 2007 研&我国科学院水生生物所 2008 研]
a．胰岛素
b．高血糖素
c．肾上腺素
d．糖皮质激素
e．甲状腺素
【答案】ae
【解析】胰岛素的作用Ｆ交壶血糖进入细胞，然后在细胞平分化
、组成、转化，然后降低血糖。胰高血糖素的作用Ｆ交壶肝糖原分化成葡萄糖进入血液，推进非糖物质转化成血糖，然后升高血糖。肾上腺激素Ｆ交壶非糖物质转化成血糖，然后升高血糖。糖皮质激素Ｆ交壶肝糖原异生，增加糖原储存，一起又抑制外周组织对糖的使用，因而使血糖升高。甲状腺激素Ｆ交壶物质的氧化分化，推进推陈出新，不会使血糖上升。所以，从血糖平衡的视点分析，甲状腺激素是不有关的。
二、填空题
1．与阻挡蛋白联系的 dna 序列一般被称为______。[华东师范大学 2007 研]
【答案】操作基因
【解析】本题首要查询基因转录调控华夏核生物操作子的构成及其调度的根柢机制。
操作子由调度基因、操作基因、规划基因和建议子构成。调度基因的产品阻挡蛋白与操作基因联系，阻挡规划基因表达。在可诱导的操作子（乳糖操作子）和可阻挡的操作子（色氨酸操作子）中，阻挡蛋白对小分子的效应物的应对反应不一样（前者是诱导物与阻挡蛋白联系，使之变构失活，但不能与操作基因联系，促进规划基因转录；后者是辅阻挡物与阻挡蛋白联系，使之变构激活，然后与操作基因联系，阻挡规划基因转录）。因而，阻挡蛋白与操作基因是不是联系，抉择规划基因是不是转录。
2．有机体的______代谢和______代谢是亲近联络在一同的。[北京师范大学研]
【答案】物质；能量
3．tca 循环是生物体内糖、脂、蛋白质代谢的______。[北京师范大学研]
【答案】共用代谢途径
4．原核生物的基因表达首要遭到______和______两种要素的影响。[中山大学研]
【答案】顺式作用元件；反式作用因子
5．乳糖操作子中，直接作用于阻挡蛋白并致使操作子转录的物质为______。[南开大学 2002 研]
【答案】乳糖或诱导物
【解析】阻挡蛋白是一种变构蛋白，当细胞中有乳糖或其他诱导物（inducer）的情况下阻挡蛋白便和它们相联系，成果使阻挡蛋白的构象发生改动而不能联系到操作基因 laco 上，所以转录便得以进行，然后使吸收和分化乳糖的酶被诱导发生。
三、判别题
1．真核生物 mrna 聚合酶不能直接联系到建议子上，需凭仗于转录因子和辅佐转录因子。真核生物的转录调度以正调度为主。（ ）[我国科学院武汉病毒所 2007 研]
【答案】对
【解析】真核生物 dna 与组蛋白构成较为细密的核小体和染色质规划，使 rna 聚合酶难以发现建议子，因而，可以认为基因的默许状况是关闭的。真核生物的转录调度以正调度为主，其转录开始有必要凭仗多种转录因子和辅佐转录因子的参加才干进行。
2．对正调控和负调控操作子而言，诱导物都能推进基因的转录。（ ）[我国科学院研]
【答案】错
【解析】作为分化代谢代表的乳糖操作子为负控制体系，诱导物乳糖存在的条件下可以诱导乳糖操作子的表达；作为组成代谢的操作子代表色氨酸操作子，是一种可阻挡的操作子，当辅阻挡物（色氨酸）存在时，与调度蛋白（无辅基阻挡蛋白）联系使之变构，使调度蛋白有活性，与操作基因联系，阻挡操作子的表达。
3．细菌代谢酶的诱导和组成途径中酶的阻挡，调度蛋白都对操作子起负调控作用。（ ）[我国科学院研]
【答案】错
【解析】根据操作子关于能调度它们表达的小分子的应对反应的性质不一样，可将操作子分为可诱导的操作子和可阻挡的操作子。可诱导的操作子（如乳糖操作子）的调控机制：有诱导物存在时，诱导物与调度蛋白（阻挡蛋白）联系使之变构，使调度蛋白无活性，不能与操作基因联系，促进规划基因转录；无诱导物存在时，调度蛋白（阻挡蛋白）有活性，调度蛋白与操作基因联系，阻挡规划基因转录。可阻挡的操作子（如色氨酸操作子）的调控机制：辅阻挡物存在时，与调度蛋白（无辅基阻挡蛋白）联系使之变构，使调度蛋白有活性，与操作基因联系，阻挡规划基因转录；辅阻挡物不存在时，调度蛋白（无辅基阻挡蛋白）无活性，不能与操作基因联系，促进规划基因转录。
4．增强子和缄默沉静子是具有方位和方向效应的 dna 元件。（ ）[浙江大学研]
【答案】对
【解析】增强子和缄默沉静子对基因表达的调控作用呈现两个显着的特征：一是与建议子的相对方位无关，二是无方向性。
5．调度蛋白在 dna 上的联系位点常常富含一个短的倒置重复序列。（ ）[南开大学研]
【答案】对
四、名词说明题
1．operon（操作子）[首都师范大学 2008&四川大学 2007 研]
答：operon 的中文称号是操作子，是指包括规划基因、操作基因以及建议基因的一些相邻基因构成的 dna片段，其间规划基因的表达遭到操作基因的调控。操作子是原核生物转录的功用单位。许多功用上有关的基因前后相连成串，由一个一起的控制区进行转录控制。操作子包括规划基因以及调度基因的整个 dna 序列。首要见于原核生物的转录调控，如乳糖操作子、阿拉伯糖操作子、组氨酸操作子、色氨酸操作子等。
2．顺式作用元件（cis-actingelement）[北京师范大学&中山大学研]
答：顺式作用元件（cis-actingelement）是指在 dna 中一段特别的碱基序列，对基因的表达起到调控作用的基因元件。位于基因的旁侧，包括建议子、增强子、应对元件等。其活性只影响与其本身同处于一个 dna 分子上的基因。其本身并不编码蛋白质，可以与反式作用因子彼此作用参加基因表达调控。
3．原癌基因（proto-oncogene）[浙江大学研]
答：原癌基因（proto-oncogene），又称转化基因，是指人类或其他动物细胞（以及致癌病毒）固有的一类基因。它们一旦活化便能促进人或动物的正常细胞发生癌变。原癌基因是细胞内与细胞增殖有关的基因，是坚持机体正常生命活动所有必要的，在进化上高度保存。当原癌基因的规划或调控区发生变异，基因产品增多或活性增强时，使细胞过度增殖，然后构成肿瘤。
五、问答题
1．啥激素可分为水溶性激素（如肾上腺素）和脂溶性激素（如固醇类激素）。大有些水溶性激素不进入靶细胞里，而是经过作用于细胞表面的受体发扬它的效应；脂溶性激素不只能进入靶细胞，而且能在细胞核内发扬作用。两类激素作用的方法与它们的溶解性、受体方位有啥有关性？[四川大学 2008 研]
答：水溶性激素不易穿过细胞膜，所以它与靶细胞表面的受体联系，激起细胞内的第二信使（如 camp）构成，经过第二信使发扬作用；脂溶性激素可以经过细胞膜进入细胞内，与细胞内受体联系，作用于 dna，影响基因表达。
2．简述酶活性的调度方法首要有哪些？[北京师范大学研]
答：酶活性的调度方法首要有：
（1）共价润饰；
（2）变构效应；
（3）酶原的激活；
（4）同工酶；
（5）多酶复合物和多功用酶；
（6）酶活性的特异激活和抑制。
六、论说题
1．大肠杆菌细胞能在不一样的碳源上生长，当细菌在以下物质条件下生长时，lac 操作子的转录功率如何？[中山大学 2004 研]
（1）乳糖和葡萄糖。
（2）葡萄糖。
（3）乳糖。
答：（1）乳糖操作子的规划。大肠杆菌的乳糖操作子含 z、y 及 a 三个规划基因，别离编码 β-半乳糖苷酶、透酶、乙酰基转移酶，此外还有一个操作序列 o、一个建议序列 p 及一个调度基因 r。r 基因编码一种阻挡蛋白，后者与 o 序列联系，使操作子受阻挡而处于转录失活状况。在建议序列 p 上游还有一个分化（代谢）物基因激活蛋白 cap 联系位点，由 p 序列、o 序列和 cap 联系位点一起构成 lac 操作子的调控区，三个酶的编码基因即由同一调控区调度，完成基因产品的调和表达。
（2）阻挡蛋白的负性调度。在没有乳糖存在时，乳糖操作子处于阻挡状况，此时，r 基因在 p 建议序列操作下表达的乳糖阻挡蛋白与 o 序列联系，故阻断转录建议。阻挡蛋白的阻挡作用并非必定，偶有阻挡蛋白与 o序列解聚。因而，每个细胞中可以会有寥寥少量分子的 β-半乳糖苷酶、透酶生成。当有乳糖存在时，乳糖操作子即可被诱导。真实的诱导剂并非乳糖本身。乳糖经透酶催化、转运进入细胞，再经原先存在于细胞中的少量 β-半乳糖苷酶催化，改动为别乳糖。后者作为一种诱导剂分子联系阻挡蛋白，使蛋白构型改变，致使阻挡蛋白与 o 序列解离，发生转录，使 β-半乳糖苷酶分子数量添加 1000 倍。
（3）cap 的正性调度。分化代谢物基因激活蛋白 cap 是同二聚体，在其分子内有 dna 联系区及 camp 联系位点。当没有葡萄糖及 camp 浓度较高时，camp 与 cap 联系，这时 cap 联系在乳糖建议序列邻近的 cap位点，可影响 rna 转录活性，使之前进 50 倍；当葡萄糖存在时，camp 浓度降低，camp 与 cap 联系受阻，因而乳糖操作子表达降低。由此可见，对乳糖操作子来说，cap 是正性调度要素，乳糖阻挡蛋白是负性调度要素。两种调度机制根据
存在的碳源性质?降骱偷鞫热樘遣僮髯拥谋泶铩６缘鞫然频乃得鳎捍蟪Ω司萏荚葱灾恃≡翊环椒ā＜偈褂衅咸烟谴嬖谑保妇畔妊≡衿咸烟枪└芰俊Ｆ咸烟蔷档?camp 浓度、阻止 camp 与 cap 联系而抑制乳糖操作子转录，使细菌只能使用葡萄糖。
在没有葡萄糖而只需乳糖的条件下，阻挡蛋白与序列解聚，cap 联系 camp 后与乳糖操作子的 cap 位点联系，激活转录，使得细菌使用乳糖作为能量来历。因而，当培育基中只需乳糖存在时，乳糖操作子转录功率高，而当培育基中一起存在葡萄糖和乳糖或只需葡萄糖时，乳糖操作子转录功率都低。
2．论说一种细胞信号转导的途径（从承受信号到调控基因表达）。[浙江大学 2005 研]
答：细胞表面受体与配体分子的高亲和力特异性联系，能诱导受体蛋白构象改变，使胞外信号顺畅经过质膜进入细胞内，或使受体发生寡聚化而被激活。一般情况下，受体分子活化细胞功用的途径有两条：一是受体本身或受体联系蛋白具有内源酪氨酸激酶活性，胞内信号经过酪氨酸激酶途径得到传递；二是配体与细胞表面受体联系，经过 g 蛋白介导的效应体系发生介导，活化丝氨酸/苏氨酸或酪氨酸激酶，然后传递信号。这些年，数条跨膜信号转导途径现已被逐步阐明（见表 1-39-1）。在这些已知的上游途径中，又以酪氨酸蛋白激酶途径及受体偶
联的 g 蛋白途径较为引人凝视。