Người ta nuôi cấy vi khuẩn E. coli và tiến hành thực nghiệm nghiên cứu hoạt động của opêron Lac trong điều kiện môi trường có lactozơ. Xét các trường hợp dưới đây:

I. Gây đột biến gen điều hòa, protein ức chế bị mất chức năng sinh học.

II. Gây đột biến làm mất ái lực của vùng promoter của opêron với enzym ARN polymerase.

III. Gây đột biến mất đoạn làm mất vùng khởi động của operon.

IV. Gây đột biến làm vùng vận hành của opêron mất khả năng liên kết với protêin ức chế.

V. Gây đột biến thêm cặp nucleotit ở gen Lac Y của opêron.

Số trường hợp mà opêron Lac được phiên mã là:

- Phân tích: Với câu hỏi này, để làm được một cách chắc chắn các em bắt buộc phải hiểu được cơ chế hoạt động của operon Lac ở vi khuẩn E. coli như thế nào. Nội dung kiến thức này các em có thể xem lại ở bài 3: “Điều hòa hoạt động gen” trong sách giáo khoa lớp 12 cơ bản.

- Lời giải:

+I: protêin ức chế mất chức năng → không gắn được vào vùng vận hành →ARN polymerase vẫn bám được vào vùng P của opêron → phiên mã xảy ra bình thường.

+ II: đột biến làm mất ái lực giữa vùng P của opêron với ARN pôlimeraza khiến ARN polymerase không bám được vào vùng P để tiến hành phiên mã.

+ III: vùng khởi động của opêron bị mất → ARN polymerase không có nơi để bám vào và khởi động quá trình phiên mã → phiên mã không thể xảy ra.

+ IV: vùng vận hành không liên kết được với prôtêin ức chế thì ARN polymerase có thể bám vào vùng P để khởi động phiên mã → phiên mã xảy ra.

+ V: do môi trường không có lactozơ → protêin ức chế bám vào vùng vận hành → opêron Lac không được phiên mã.