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简答题在培养E.coli时，培养基中同时加入葡萄糖和乳糖两种碳源，请问该菌的生长表现出一种什么样的形式？为什么？请从基因表达的水平加以解释。
  • 1）该菌的生长曲线表现为二次生长曲线。在培养液中同时存在两种均能为微生物利用的主要营养物时，微生物将首先利用较易利用的营养物，进入稳定期后再利用第二营养物，再次开始新的对数期、稳定期，从而表现出二阶式的双峰生长曲线。对于大肠杆菌来说，葡萄糖代谢酶类总是不断合成，而乳糖代谢酶则只有当代谢底物存在时才会合成。
    2）大肠杆菌的乳糖操纵子依次是启动子P、操纵基因lacO以及三个结构基因：lacZ基因，编码β-半乳糖苷酶，催化乳糖分解为葡萄糖和半乳糖；lacY编码透性酶，将乳糖转动到细胞内；lacA基因编码转乙酰酶。在启动子上游有调节基因i。调节基因在细胞中被不断转录出mRNA，并翻译成阻遏蛋白。当培养基中存在葡萄糖时，阻遏蛋白结合在lacO上，这时lacZYA的转录被阻止。当培养基中无葡萄糖而有乳糖时，扩散到细胞内的少量乳糖可同阻遏蛋白结合，使之改变构型，于是不能再同lacO结合，这时阻遏状态解除，lacZYA得以转录，大肠杆菌开始利用乳糖，这一现象称为葡萄糖效应。

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