Vi khuẩn E.coli sinh trưởng trên môi trường có nguồn dinh dưỡng là đường đơn nhanh hơn so với đường đôi. Khi nuôi cấy E. coli trên môi trường chứa hỗn hợp đường glucose và lactose
8/13
Vi khuẩn E.coli sinh trưởng trên môi trường có nguồn dinh dưỡng là đường đơn nhanh hơn so với đường đôi. Khi nuôi cấy E. coli trên môi trường chứa hỗn hợp đường glucose và lactose, nó sinh sôi nảy nở với quá trình tương đối phức tạp. Trong quá trình này nồng độ đường glucose, lượng enzyme β-galactosidase và nồng độ tế bào vi khuẩn được theo dõi và ghi lại thể hiện ở hình bên trong khoảng thời gian gần 200 phút kể từ thời điểm bắt đầu bổ sung vi khuẩn vào môi trường.
a) Miêu tả sự biến đổi số lượng tế bào vi khuẩn trong quá trình thực hiện thí nghiệm nói trên. Giải thích.
b) Miêu tả sự biến đổi lượng β-galactosidase trong thí nghiệm nói trên. Giải thích.
c) Bằng kỹ thuật gây đột biến và chuyển đoạn, người ta đã tạo ra được vi khuẩn E.Coli mang operon dung hợp giữa operon Trp và operon Lac như hình bên.
Biết rằng các vi khuẩn vẫn có khả năng sinh trưởng bình thường như các chủng kiểu dại. Nếu nuôi chủng vi khuẩn đột biến này trong môi trường như ở hình 1 và bổ sung axit amin triptophan ngay từ thời điểm bắt đầu thí nghiệm thì đường cong miêu tả lượng β-galactosidase sẽ thay đổi như thế nào? Giải thích.
8 | a | - Ở giai đoạn đầu tiên (thời điểm từ bắt đầu thí nghiệm đến khoảng 80p) thì vi khuẩn sinh trưởng nhanh chóng (độ dốc lớn) là nhờ sự chuyển hóa đường glucose à sinh trưởng nhanh hơn. - Khoảng từ phút thứ 80 đến 110 thì tốc độ tăng trưởng của vi khuẩn không tăng nữa (ngừng sinh trưởng) do đường glucose hết nhưng lúc này vi khuẩn chưa tổng hợp được β-galactosidase để chuyển hóa đường lactose à thiếu nguyên liệu. - Từ phút thứ 110 thì vi khuẩn bắt đầu tăng trưởng trở lại do lúc này đã tổng hợp được β-galactosidase để chuyển hóa lactose, lactose là đường đôi nên vi khuẩn sinh trưởng chậm hơn. |
0,25
0,25
0,25 |
b | - Từ 0p đến 100p lượng β-galactosidase bằng 0 à không được tổng hợp, từ 100p trở đi lượng β-galactosidase tăng nhanh. - Giải thích: + Sự cảm ứng của operon Lac cần có đủ hai điều kiện: lactôzơ phải có mặt và không có glucose. Trong giai đoạn đầu cả glucose và lactose đều có mặt à các điều kiện cho cảm ứng không được đáp ứng. + Từ thời điểm 100p, lượng glucose trong môi trường cạn kiệt nên lượng cAMP nội bào tăng à CAP liên kết vào vị trí của nó trên Promoter. Môi trường có lactose nên Protein ức chế bị bất hoạt không gắn được vào vùng O à ARN pol liên kết được vào P và bắt đầu dịch mã. | 0,25
0,25
0,25 | |
c | Trong operon dung hợp, các gen trong operon Lac chịu sự kiểm soát của của operon Trp. Vì vậy, sự biểu hiện của gen lacZ sẽ được điều hoà bởi các protein ức chế mã hoá từ vùng điều hoà của operon triptophan, không phụ thuộc nồng độ glucose và lactose. Ở môi trường có triptophan à protein ức chế liên kết với triptophan và ở dạng hoạt động bám vào vùng O à các gen cấu trúc không được biểu hiện nên lượng β-galactosidase trong quá trình thí nghiệm là bằng 0. |
0,5 |