大肠杆菌生长在单糖葡萄糖培养基中比在二糖乳糖的培养基中生长快 这里有两个原因:(1)大肠杆菌对乳糖的吸收

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大肠杆菌生长在单糖葡萄糖培养基中比在二糖乳糖的培养基中生长快,这里有两个原因:(1)大肠杆菌对乳糖的吸收比葡萄糖要慢;(2)乳糖必须被分解为葡萄糖和半乳糖(通过β-半乳糖苷酶作用),然后才能被利用。

  当大肠杆菌在同有葡萄糖和乳糖的培养基上时,表现出复杂的生长动力学曲线。细菌在开始比后期生长快。在两个生长期间存在一个延迟期,在这时,细菌实际上停止生长。对培养基中两种糖的浓度分析显示,当一些细胞倍增后,葡萄糖浓度降到了很低的水平,但是乳糖的浓度在实验后仍是很高。尽管在整个实验中乳糖的浓度都很高,但β-半乳糖苷酶作为乳糖操纵子产物的一部分,直到经过100分钟后才被诱导。

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答案解析

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  • 在实验之初细菌快速生长是因为葡萄糖作为碳源进行新陈代谢。在实验末尾生长速度慢是因为以乳糖为碳源。在实验中期细菌停止生长,是因为葡萄糖已用尽,而利用乳糖的酶系统还没有产生,在它们能利用乳糖之前,必须先诱导乳糖操纵子,生长上的延迟代表了诱导所花的时间。$乳糖操纵子的诱导需要满足两个条件:乳糖存在,葡萄糖缺乏,在实验的第一部分中,葡萄糖和乳糖都存在,所以不满足诱导的条件,只有当葡萄糖被耗尽时才满足诱导的条件。诱导需要由CAP和乳糖阻遏物来进行调节。操纵子如果要开放,CAP必须结合,而乳糖阻遏物一定不结合。培养基中乳糖的存在提高了胞内异乳糖的浓度,它同抑制物结合,降低了它同结合位点的亲和性,导致从DNA上释放,除去抑制均满足了诱导的第一个条件。第二个条件与葡萄糖的浓度密切相关,当葡萄糖的浓度降低时,胞内cAMP水平升高,cAMP同CAP结合使CAP构象发生改变以致CAP可与结合位点结合。当CAP结合上后,RNA聚合酶便可同启动子结合,并起始转录。