破題關鍵
大腸桿菌在有乳糖沒葡萄糖時，會「開啟」乳糖代謝基因。
選項拆解
-①：正確。乳糖存在時，抑制蛋白被解除抑制，無法結合到操縱子，轉錄得以進行。
-②：錯在「增加抑制蛋白結合而抑制轉錄」。有乳糖時，抑制蛋白會被乳糖解除抑制，無法結合。
-③：正確。缺乏葡萄糖時，cAMP-CAP複合體會結合並活化轉錄。
-④：錯在「減少活化蛋白結合而抑制轉錄」。缺乏葡萄糖時，活化蛋白CAP會結合並活化轉錄。
核心知識
-乳糖操縱組 (lac operon) 是一種基因調控系統，讓大腸桿菌在有乳糖且缺乏葡萄糖時，能有效利用乳糖作為能量來源。
-有乳糖時： 乳糖會作為誘導物 (inducer) 結合到乳糖抑制蛋白 (lac repressor protein) 上，改變抑制蛋白的構型，使其無法結合到操縱子 (operator) 區域。這樣RNA聚合酶就能順利啟動轉錄，這屬於「減少抑制蛋白結合而活化轉錄」。
-缺乏葡萄糖時： 細胞內的環狀腺苷單磷酸 (cAMP) 濃度會升高。cAMP會結合到分解代謝物活化蛋白 (catabolite activator protein, CAP) 上，形成cAMP-CAP複合體。這個複合體會結合到啟動子 (promoter) 附近的DNA序列，增強RNA聚合酶的結合能力，從而「增加活化蛋白結合而活化轉錄」。
-因此，在富含乳糖且缺乏葡萄糖的環境下，乳糖操縱組會被強烈活化。
本詳解由 AI 系統依歷屆國考題目自動生成，僅供醫學生學習與國考準備參考，不構成臨床診療或醫療建議。內容可能與最新臨床指引存在差異，實際應用請以權威醫學教科書及衛生福利部公告為準。
