基因枪法转化小麦幼胚瞬时表达
吕瑞华;曹团武;陈耀锋;李春莲;任慧莉;郭月霞;曹欣;赵云祥
【期刊名称】《农业生物技术学报》
【年(卷),期】2006(014)001
【摘要】自Vasil et al．（1996）利用基因枪将获得小麦对除草剂Basta具有抗性的再生植株以来，基因枪介导的小麦遗传转化研究发展很快（Altpeter et al．，1996）。在小麦基因枪转化中，优化基因枪转化因素，提高转化效率仍然是基因转化的关键问题。本实验研究了不同金粉用量、质粒DNA浓度及轰击枪数对小麦幼胚瞬时表达的影响，通过GUS染色和细胞压片，分析了gus基因的瞬间表达。
【总页数】2页(143-144)
【关键词】基因枪;小麦幼胚;gus基因;瞬时表达;转化效率
【作者】吕瑞华;曹团武;陈耀锋;李春莲;任慧莉;郭月霞;曹欣;赵云祥
【作者单位】西北农林科技大学农学院,国家小麦改良中心杨陵分中心,杨陵,712100;西北农林科技大学农学院,国家小麦改良中心杨陵分中心,杨陵,712100;西北农林科技大学农学院,国家小麦改良中心杨陵分中心,杨陵,712100;西北农林科技大学农学院,国家小麦改良中心杨陵分中心,杨陵,712100;西北农林科技大学农学院,国家小麦改良中心杨陵分中心,杨陵,712100;西北农林科技大学农学院,国家小麦改良中心杨陵分中心,杨陵,712100;西北农林科技大学农学院,国家小麦改良中心杨陵分中心,杨陵,712100;西北农林科技大学农学院,国家小麦改良中心杨陵分中心,杨陵,712100
基因自由组合定律的计算及解题方法 一、分枝法在解遗传题中的应用 （该法的原理为乘法原理,故常用于解基因自由组合有关的题目） 1、配子的种类、比例：例：写出基因型为AaBBDd的个体形成几种配子？形成的配子及其比例？ 2、后代的基因型种类、比例： 如:亲本的基因型为YyRr,求它自交后代的基因型： 例：写出基因型为AaBBDd的个体与基因型为AaBbdd的个体相交，后代有几种基因型？后代的基因型及其比例？ 如：求AaBb×AaBb子代基因型为AaBb的比例？ 3、后代的表现型种类、比例： 例：写出基因型为YyRRDd（黄色圆粒高茎豌豆）的个体与基因型为YyRrdd（黄色圆粒矮茎豌豆）的个体相交,后代有几种表现型？后代的表现型及其比例？ 例如：求基因型为YyRr的黄色圆粒豌豆自交后代的性状比。 4、雌雄配子结合方式有几种 例：基因型为AaBBDd的个体与基因型为AaBbDd的个体相交，后代雌雄配子结合方式有几种？几对遗传因子组合时规律 练习1、水稻的有芒（A）对无芒（a）为显性，抗病（B）对感病（b）为显性，这两对基因自由组合。现有纯合有芒感病株与纯合无芒抗病株杂交，得到F1代，再将此F1与无芒的杂合抗病株杂交，子代的四种表现型为有芒抗病，有芒感病，无芒抗病，无芒感病，其比例依次为（） A、9：3：3：1 B、3：1：3：1 C、1：1：1：1 D、1：3：1：3 2、基因型为AaBBCcDd的个体与基因型为AaBbccDd的个体杂交，按自由组合定律遗传，则杂交后代中： (1)有多少种基因型？ (2)若完全显性，后代中表现型有多少种？ (3)后代中纯合体和杂合体所占的比例分别为多少？ (4)后代中基因型为aaBbCcDd个体所占的比例是多少？ (5)后代中表现型不同于两个亲本表现型个体所占的比例是多少？ (6)后代中基因型不同于两个亲本基因型的个体所占的比例是多少？ 二、先分后合法：（分三步） 如：确定具有多对相对性状的亲本的基因型 1、把相对性状一对对地分开，并分别判断性状的显隐性 2、根据后代情况分别确定控制每对性状的基因型 3、根据亲本的性状对应地把基因合起来 例：根据桃树的果皮的两对相对性状的杂交情况回答问题： A、白肉有毛个体与黄肉无毛个体杂交，后代有黄肉有毛12株，白肉有毛10株。 B、黄肉无毛个体与黄肉无毛个体杂交，后代15株全是黄肉无毛。 C、白肉有毛个体与黄肉无毛个体杂交，后代14株全是黄肉有毛。 （1）显性性状分别是 （2）分别写出亲本的基因型 练习1、现有子代基因型及比值如下：1YYRR,1YYrr,1YyRR,1Yyrr,2YYRr, 2YYRr,2YyRr,已知上述结果是按自由组合定律产生的，则双亲的基因型是？ 2、人类中，并指是受显性基因A控制的，患者常为杂合子，显性纯合子全不能成活。先天性聋哑是受隐性基因b控制的，这两对性状独立遗传。现有一对夫妇，男方是并指患者，女方正常，第一胎生了一个聋哑病孩。请回答： （1）这对夫妇的基因型是： （2）第二胎生育一个表现型正常的男孩的可能性占多少？ （3）生育一个只患并指的男孩的可能性是多少？ 3、（1992年高考题）人类多指基因（T）对正常（t）为显性，白化基因(a)对正常(A)为隐性，都在常色体上，且都独立遗传。一个家庭中，父亲多指，母亲正常，他们有1个白化病手指正常的孩子，则下一个孩子只有一种病和有两种病的几率分别是。 4、在完全显性的条件下，AaBbcc与aaBbCc的个体杂交（符合独立分配规律），其中子代表现型不同于双亲的个体占子代多少？ 5、(1997年上海高考题)基因型分别为ddEeFF和DdEeff的2种豌豆杂交，在3对等位基因各自独立遗传的条件下，其个体表现型不同于2个亲本的个体数占全部子代的多少？
2019-2020年高考生物必背知识点基因的表达 摘要：小编为大家整理了高考生物知识点总结，内容基因在染色体上呈间断的直线排列，每个基因中可以含有成百上千个脱氧核苷酸，希望大家在查看这些高考知识点的时候注意多加练习。 名词： 1、基因：是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位，是有遗传效应的DNA片段。基因在染色体上呈间断的直线排列，每个基因中可以含有成百上千个脱氧核苷酸。 2、遗传信息：基因的脱氧核苷酸排列顺序就代表～。 3、转录：是在细胞核内进行的，它是指以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程。 4、翻译：是在细胞质中进行的，它是指以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 5、密码子(遗传密码)：信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基，叫做～。 6、转运RNA(tRNA)：它的一端是携带氨基酸的部位，另一端有三个碱基，都只能专一地与mRNA上的特定的三个碱基配对。 7、起始密码子：两个密码子AUG和GUG除了分别决定甲硫氨酸
和撷氨酸外，还是翻译的起始信号。 8、终止密码子：三个密码子UAA、UAG、UGA，它们并不决定任何氨基酸，但在蛋自质合成过程中，却是肽链增长的终止信号。 9、中心法则：遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质的转录和翻译过程，以及遗传信息从DNA传递给DNA的复制过程。后发现，RNA同样可以反过来决定DNA，为逆转录。 语句： 1、基因是DNA的片段，但必须具有遗传效应，有的DNA片段属间隔区段，没有控制性状的作用，这样的DNA片段就不是基因。每个DNA分子有很多个基因。每个基因有成百上千个脱氧核苷酸。基因不同是由于脱氧核苷酸排列顺序不同。基因控制性状就是通过控制蛋白质合成来实现的。DNA的遗传信息又是通过 RNA来传递的。 2、基因控制蛋白质的合成：RNA与DNA的区别有两点：①碱基有一个不同：RNA是尿嘧啶，DNA则为胸腺嘧啶。②五碳糖不同：RNA 是核糖，DNA是脱氧核糖，这样一来组成RNA的基本单位就是核糖核苷酸;DNA则为脱氧核苷酸。 3、转录：(1)场所：细胞核中。(2)信息传递方向：DNA→信使RNA。(3)转录的过程：在细胞核中进行;以DNA特定的一条单链为模板转录;特定的配对方式：
2017届人教版基因的表达单元测试题 (40分钟100分) 一、选择题(共10小题，每小题5分，共50分) 1.(2016·模拟)同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白，组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同，但排列顺序不同，其原因是参与这两种蛋白质合成的( ) A.tRNA种类不同 B.mRNA碱基序列不同 C.核糖体成分不同 D.同一密码子所决定的氨基酸不同 【解析】选B。同一物种的两类细胞遗传物质相同。各产生一种分泌蛋白，是基因选择性表达的结果，产生的mRNA不同。在两种蛋白质合成过程中，tRNA种类、核糖体成分、同一密码子所决定的氨基酸均相同。 2.美国科学家安德鲁·菲尔和克雷格·梅洛发现了RNA干扰现象，这是一个有关控制基因信息流程的关键机制。下列有关RNA的叙述中错误的是( ) A.有的RNA具有生物催化作用 B.tRNA、rRNA和mRNA都是基因转录的产物 C.mRNA上有多少个密码子就有多少个tRNA与之对应 D.分化后的不同形态的细胞中mRNA的种类和数量有所不同 【解析】选C。有的RNA是酶，具有生物催化作用；RNA(包括tRNA、rRNA和mRNA)是基因转录的产物；mRNA上的终止密码子没有与之对应的tRNA；细胞分化形成不同形态的细胞是基因选择性表达的结果，其中mRNA种类和数量有所不同。
3.(2014·高考)研究发现，人类免疫缺陷病毒(HIV)携带的RNA在宿主细胞不能直接作为合成蛋白质的模板。依据中心法则(下图)，下列相关叙述错误的是( ) A.合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经过④②③环节 B.侵染细胞时，病毒中的蛋白质不会进入宿主细胞 C.通过④形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上 D.科学家可以研发特异性抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病 【解题指南】(1)题干关键信息：人类免疫缺陷病毒(HIV)携带的RNA在宿主细胞不能直接作为合成蛋白质的模板。 (2)图示信息：②是转录，③是翻译，④是逆转录。 (3)关键知识：人类免疫缺陷病毒(HIV)寄生在人的T淋巴细胞中。 【解析】选B。本题考查中心法则的信息传递。人类免疫缺陷病毒(HIV)主要攻击人体的T淋巴细胞，在侵染过程中HIV整体进入T淋巴细胞，然后释放出RNA，故B选项是错误的。HIV属于逆转录病毒的一种，它的遗传物质RNA先经逆转录形成DNA，然后形成的DNA整合到患者细胞的基因组中，再通过病毒DNA的转录形成HIV的RNA，最后通过翻译，形成HIV的蛋白质，并组装成大量的子代HIV，由被感染的细胞裂解释放出来；根据题图中的中心法则可知病毒DNA是通过逆转录过程合成的，故可以研发抑制逆转录酶的药物来治疗艾滋病。故A、C、D 选项均正确。 4.(2016·模拟)一个转运RNA的一端三个碱基的排列顺序是GCU，那与之相配对
利用实时定量PCR和2－△△CT法分析基因相对表达量METHODS 25, 402–408 (2001) Analysis of Relative Gene Expression Data Using Real-Time Quantitative PCR and the 2－△△CT Method Kenneth J. Livak* and Thomas D. Schmittgen?,1 *Applied Biosystems, Foster City, California 94404; and ? Department of Pharmaceutical Sciences, College of Pharmacy, Washington State University, Pullman, Washington 99164-6534 摘要： 现在最常用的两种分析实时定量PCR 实验数据的方法是绝对定量和相对定量。绝对定量通过标准曲线计算起始模板的拷贝数；相对定量方法则是比较经过处理的样品和未经处理的样品目标转录本之间的表达差异。2－△△CT方法是实时定量PCR 实验中分析基因表达相对变化的一种简便方法，即相对定量的一种简便方法。本文介绍了该方法的推导，假设及其应用。另外，在本文中我们还介绍了两种2－△△CT衍生方法的推导和应用，它们在实时定量 PCR 数据分析中可能会被用到。 关键词：反转录PCR 定量PCR 相对定量实时PCR Taqman 反转录 PCR （RT-PCR ）是基因表达定量非常有用的一种方法（1 - 3 ）。实时PCR 技术和RT-PCR 的结合产生了反转录定量 PCR 技术（4 ,5 ）。实时定量PCR 的数据分析方法有两种：绝对定量和相对定量。绝对定量一般通过定量标准曲线来确定我们所感兴趣的转录本的拷贝数；相对定量方法则是用来确定经过不同处理的样品目标转录本之间的表达差异或是目标转录本在不同时相的表达差异。 绝对定量通常在需要确定转录本绝对拷贝数的条件下使用。通过实时 PCR 进行绝对定量已有多篇报道（6 - 9 ），包括已发表的两篇研究论文（10,11 ）。在有些情况下，并不需要对转录本进行绝对定量，只需要给出相对基因表达差异即可。显然，我们说 X 基因在经过某种处理後表达量增加 2.5 倍比说该基因的表达从1000 拷贝/ 细胞增加到2500 拷贝/ 细胞更加直观。 用实时PCR 对基因表达进行相对定量分析需要特殊的公式、假设以及对这些假设的验证。2－△△CT方法可用于定量PCR 实验来计算基因表达的相对变化：2－△△CT 公式的推导，以及实验设计，有效性评估在Applied Biosystems User Bulletin
基因表达练习题 班级姓名 一、选择题 1．下图所示的过程，正常情况下在动植物细胞中都不可能发生的是 ( ) A．①② B．③④⑥ C．⑤⑥ D. ④⑤⑥ 2．关于蛋白质生物合成的叙述，正确的是( ) A．一种tRNA可以携带多种氨基酸 B．DNA聚合酶是在细胞核内合成的 C．反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基 D．线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成 3．基因、遗传信息和密码子分别是指( ) ①信使RNA上核苷酸的排列顺序 ②基因中脱氧核苷酸的排列顺序 ③DNA上决定氨基酸的三个相邻碱基 ④信使RNA上决定氨基酸的三个相邻碱基 ⑤转运RNA上一端的三个相邻碱基 ⑥有遗传效应的DNA片段 A．⑤①③ B．⑥②④ C．⑤①② D．⑥②③ 4．下列图示的生理过程(图中④代表核糖体，⑤代表多肽链)的叙述中，不正确的是( ) A.图中所示的生理过程主要有转录和翻译 B.图中所示的全过程可发生在人的线粒体中 C.遗传信息由③传递到⑤需要tRNA作中介 D.图中①在该过程中起模板作用 5．翻译时出现肽链终止，是因为( ) A．一个与mRNA链终止密码相应的tRNA不能带氨基酸 B．不具有与mRNA链终止密码相应的反密码子 C．mRNA在mRNA链终止密码处停止合成 D．tRNA上出现终止密码 6．下列有关如右图所示的生理过程（图中④代表核糖体，⑤代表多肽链）的叙述，不正确的是( )
A．图中所示的生理过程包括转录和翻译 B．图中所示的过程发生在原核细胞中 C．遗传信息由②传递到⑤需要mRNA作中介 D．图中①在该过程中不起作用，由此可确定①在遗传上不具功能 7．艾滋病病毒(HIV)为逆转录病毒。但无法独立繁殖，其繁殖过程需要在活细胞内进行。其原因不包括( ) A．需要活细胞提供核糖体和tRNA B．需要活细胞提供各种酶和ATP C．需要活细胞提供DNA D．需要活细胞提供各种原料 8．关于基因表达的叙述中，正确的是( ) A．基因表达的最终场所都是核糖体 B．DNA聚合酶催化DNA转录为RNA C．遗传信息只能从DNA传递到RNA D．tRNA上的反密码子是由mRNA转录而来 9．下列关于“中心法则”含义的叙述中，错误的是( ) A．基因通过控制蛋白质的合成来控制生物性状 B．②③过程可在RNA病毒体内发生 C．⑤③④过程所需的原料分别是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸 D．②过程中碱基互补配对时，遵循A－U、U－A、C－G、G－C的原则 10．在信使RNA分子结构中，相邻的碱基G与C之间是通过什么结构连接而成( ) A．3个氢键 B．－脱氧核糖－磷酸基－脱氧核糖－ C．－核糖－磷酸基－核糖－ D．－磷酸基－核糖－磷酸基－ 11．遗传学家发现一种某基因的突变对该基因编码的多肽没有影响。这种突变最可能( ) A.缺失了一个核苷酸对 B.改变了起始密码子 C.插入了一个核苷酸对 D.替换了一个核苷酸对 12．组成生物体蛋白质的20种氨基酸所对应的密码子共有( ) A．4个 B．20个 C．61个 D．64个 13．下图示DNA转录过程中的一段，其中核苷酸的种类是( ) A．4种 B．5种 C．6种 D．8种 14．关于转录和翻译的叙述，错误的是( ) A.转录时以核糖核苷酸为原料 B.转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列
高中生物必修二基因的表达知识点总结 一、基因指导蛋白质的合成 1.RNA的结构和种类 1结构：与DNA相比，RNA在组成上的差异表现在：五碳糖是核糖，碱基组成中没有T，而替换为U尿嘧啶。 2种类：mRNA、tRNA和rRNA三种。 2.遗传信息的转录 1概念：在细胞核中，以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程。 2原料：4种游离的核糖核苷酸。3碱基配对：A-U、C-G、G-C、T-A。 3.遗传信息的翻译 1翻译①概念：游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。②场所：细胞质中的核糖体。③运载工具：tRNA。④碱基配对：A-U、U-A、C-G、G-C。 2密码子①概念：遗传学上把mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基叫一个密码子。②种类：共64种，其中决定氨基酸的密码子共有61种。 3转运RNA①结构：形状像三叶草的叶，一端是携带氨基酸的部分，另一端有三个碱 基可与密码子互补配对，称为反密码子。②种类：61种。密码子与氨基酸有怎样的对应关系? 一种密码子只能决定一种氨基酸终止密码子除外，一种氨基酸可由一种或多种密码 子决定。 二、基因、蛋白质与性状的关系 1.基因对性状的控制 1直接控制：通过控制蛋白质分子结构来直接控制生物性状。 2间接控制：通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物性状。 2.基因与性状的关系 1基因与性状的关系并不都是简单的线性关系。如人的身高可能是由多个基因决定的，同时，后天的营养和体育锻炼等对身高也有重要作用。
2基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，精细地调 控着生物体的性状。基因与性状的关系，体现了基因型、表现型、环境三者之间的什么关系? 表现型=基因型+环境 回归课本最重要 经过对一部分的同学做试卷分析，发现很多的人觉得生物的题出得很难，但实际上他 们错的题更多的是最基础的内容，长时间没有回顾学过的内容，很多人已经忘了一些很基 础的知识，有谁还能准确地说出性状、相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离等概念?还有谁能记得有氧呼吸的三个步骤?或者伴性遗传病与常染色体遗传病的区别?如果不能的话，孩子们，回归课本吧!先将基础知识梳理清楚再说! 多想几个为什么 生物的考察的另一个重点就是通过现象看本质。那么这就要求我们在复习的过程中除 了要理解透彻基础知识外，还要多想想为什么是这样。比如说为什么影响光合作用的因素 是二氧化碳、水分、温度等，它们是怎么影响光合作用的。 错题整理，归类解决 自己分析或找有经验的老师帮助分析为什么会错，如果是基础知识的不扎实，那么拿 起课本再好好看一遍，强化一下，下次争取不要犯同类错误，如果是知识点间的联系不明了，那么就好好想想知识的内在联系。一个人只有不断的消灭自己的薄弱之处，才会更快 的进步。 调整好心态 世界上所谓的天才实际上是勤奋的人走了一条正确的路而已，永远不要怀疑自己的能力，如果你认为自己不能达到100分，那么你已经输在了起跑线上，如果你真的认为自己 能通过努力达到这个目标，那么你很有可能达到90分甚至更高的分数。如果曾经跌倒了，跌得很痛，没关系，我们可以利用跌倒的机会反思一下自己的路走得是否正确，能否换个 更有效的方法，然后整理好行囊，用更快的步伐去追赶前行者的脚步。 感谢您的阅读，祝您生活愉快。
第四章基因的表达单元练习题 学校：班级：姓名：总分： 4.1 习题巩固： 1 在下列的转录简式中有核苷酸（） DNA: --A--T--G--C-- ， RNA：—U--A--C--G-- A. 4 种 B . 5 种C．6 种 D ．8种 2. DNA转录形成的mRNA从细胞核中出来进入细胞质中，穿过（）磷脂双分子层。 A. 6 层 B . 0 层C．2 层 D ．4 层 3.已知一段mRNA含有30个碱基，其中A和G有12个, 转录该段mRNA勺DNA分 子 中应有C和T的个数是（ A. 12 . 24 . 18 30 4. DNA解旋发生在 A. 复制与转录中.转录中 C .翻译中.复制中 5. 转移RNA的功能是（ A. 决定mRNA勺排列顺序.完全取代DNA C. 合成特定勺氨基酸.运输氨基酸，识别mRNAt的遗传密码 6. 有一核酸分子，其碱基比是A＋G/T＋C=1. 5，试推断该核酸是（ A. 信使RNA B .转运RNA C .单链DNA D .双链DNA 7. 信使RNA中核苷酸的顺序是由下列哪项决定的（） A. 转运RNA中的核苷酸的排列序列B .蛋白质分子中的氨基酸的排列序列 C.核糖体RNA中核苷酸的排列序列 D . DNA分子中的脱氧核苷酸的排列序列 8 mRNA勺核苷酸序列与（） A. DNA分子的两条链的核苷酸序列互补B . DNA分子的一条链的核苷酸序列互补
C.某一一tRNA分子的核苷酸序列互补 D .所有的tRNA分子的核苷酸序列互补
9. （多选题）下列关于转录的叙述不正确的是（ C. DNA勺两条链都可做模版 D .边解旋边转录 10. 如果DNA分子一条链的碱基排列顺序是…… ACGGATCTT-,那么，与它互补的 另一条DNA链的碱基排列顺序是___________________________ ;如果以已知的DNAS为 模板，转录出的信使RN/碱基顺序应该是_____________________________ o 11. 已知多数生物的DNA是双链的，但也有个别生物的DNA是单链的，有人从三种生物中 生物A G U T C 甲2524——2319 乙232427——25 丙3119——3119 （1）这表明：_________ 的核酸是RNA ________________ 的核酸是双链DNA （2）从碱基比例看，双链DNA的特点是________________________ o 12. 下图为某真核生物细胞内DNA专录示意图，请据图回答： （1）在图中方框内用“T”或“T”标出转录的方向 （2）b与c在结构组成上相同的化学基团 为__________________________________________ o ⑶在马蛔虫体细胞中，上述过程发生在____________________ 中，若在人的胃黏膜上 皮细胞中，还可出现______________________ 中。 4.2习题巩固： 1、组成mRNA^子的4种核苷酸能组成多少种密码子（） A . 20 B . 59 C . 61 D . 64 2、某DNA分子片段中碱基为2400对，则由此片段所控制合成的多肽链中，最多有氨 基酸多少种（） A. 800 B . 400 C. 200 D . 20 3、不是由DNA分子中的遗传信息直接控制合成的物质是（） A.酶 B. 多肽 C. 胰岛素 D.性激素 4、在人体中，由A T、C三种碱基参与构成的核苷酸共（） A. 2种B . 4种C . 5种D . 6种 5、人的胰岛素基因的存在部位和表达部位分别是（） A.体细胞、胰岛细胞中 B .胰岛细胞、体细胞 C.均位于胰岛细胞中 D .体细胞、核糖体 6、某信使RNA中有碱基40个，其中C+U为15个，那么转录此RNA的DNA中G+A为 （） A. 15 B . 25 C . 30 D . 40 A.在细胞核中发生.以脱氧核糖核苷酸为原料
生物信息前沿研究进展讲座结课论文 ——基因表达调控网络研究文献综述 物理学院张玉萍 10304830 摘要 近些年来，基因序列测序的完成、大规模测定基因表达水平的基因芯片（Microarray）技术的出现和高性能计算机的使用使得用模拟计算的方法大规模的研究基因表达调控成为可能，一些研究者已经开始绘制控制整个活细胞基因表达的调控网络。例如λ噬菌体的溶原/裂解活性的调控网络的数学模型已经构建出来。用数学模型的方法预测网络结构是目前研究的热点。本文对表达转录调控网络的研究现状进行综述。 基因表达调控网络 Wyrick(2002)[1] 中给出了一个基因表达调控网络的定义：一组调控因子如何调控一套基因表达的过程称为基因表达调控网络。基因表达调控网络是基因调控网络的一个重要部分。参与基因表达调控网络的元素主要包括cDNA、mRNA、蛋白、小分子等。从元素间相互联系的角度来看，基因表达调控网络是一个由节点（调控元素）、边（调控作用）组成的一个有向图结构。如图1 图1：简单基因网络结构示意图 图中每一个圆圈代表一个节点，也就是调控网络的元素，如基因。有向箭头表示表达增强作用，末端断线表示表达抑制作用。在基因网络中，存在基因对自身表达的自调控的现象。 总的来说表达调控网络有如下特点：
A：网络结构复杂 网络中节点和边的数目庞大。在人体中总共有3万到4万左右的基因，而且真核生物中大多数的基因会同时被两个和两个以上的基因调控，这就使网络形成了一个非常高维的结构。 B：网络结构变化 生物学的实验表明，相同的基因在人和动物的细胞周期中可以参加不同的生理过程，实现不同的生理功能。还有一些基因只在某些时刻和特定的外界条件下是有相互作用的，在其他条件下不会发生作用。简单的说就是两个基因间的那条边是否存在、作用的方向在不同时期是可能不一样的。 C：相互作用类型多变 在生物体中，基因间相互作用可以有很多类型（如图1），包括了很多作用的特征：两个基因间谁影响谁、影响的方式、增强的作用还是抑制的作用、影响产生的条件、影响的强弱量级、被调控基因的表达量和调控基因的表达量直接的关系等。目前的研究表明，基因间的相互作用可能是一种非线形的作用关系。在多因子调控模式中还要考虑不同的调控因子对同一个目标调控基因产生作用时的某种逻辑关系，这种逻辑关系是由调控模式中各调控因子的相互关系决定。 D：节点类型多样 网络节点的元素可以是DNA、mRNA、蛋白、分子、大分子、外界环境等等。 E：节点状态变化 在细胞周期过程中，每一个基因的表达量不是固定的，会随着条件的变化而变化、蛋白质在不断的合成，同时也在不断的被降解。在不同的调控模式下，蛋白合成和降解的比率会发生变化，从而会使蛋白处在不同的水平上。基因的表达量的变化会影响到相互作用的变化，会引起网络结构的变化。 F：有向循环结构 在生物体中各种生理上的周期现象，我们很容易理解生物体中的相互作用存在周期性。至少在网络的局部上是循环的。在已经研究的比较多的低等生物E.coli的表达调控网络[2]中已经发现了循环的结构。 表达转录调控网络的研究现状 目前关于基因调控的绝大部分问题还没有解决。除了生物学家努力通过新的实验技术和生物理论来研究问题外，近几年，利用数学、统计学、神经网络、人工智能等方法在计算机上分析模拟表达调控机理，是计算分子生物学方面一个飞速发展的方向。由于分析模型的不同和采用的数据类型的差异，目前研究主要分为两个方面：基于基因芯片数据的关系推断模型和基于基因序列信息的调控因子结合位点推断模型。 下面分别就这两个方面的一些方法做一个简要介绍。 （一）基于基因芯片数据的关系推断方法 基因芯片的数据形式为：
基因工程 一、基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在 二、基因工程的基本工具 1、限制性核酸内切酶-----“分子手术刀” 2、DNA连接酶-----“分子缝合针” 3、基因进入受体细胞的载体-----“分子运输车” 1．“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）存在：主要存在于原核生物中。 （2）特性：特异性，一种限制酶只能 识别一种特定的核苷酸序列，并且能在 特定的切点上切割DNA分子。 （3）切割部位：磷酸二酯键 （4）作用：能够识别双链DNA分子的 某种特定核苷酸序列，并且使每一条链 中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸 二酯键断开。
（5）识别序列的特点： （6）切割后末端的种类：DNA 分子经限制酶切割产生的DNA 片段末端通常有两种形式——黏性末端和平末端。当限制酶在它识别序列的中轴线两侧将DNA 的两条链分别切开时，产生的是黏性末端，而当限制酶在它识别序列的中轴线处切开时，产生的则是平末端。
2．“分子缝合针”——DNA连接酶 （1）作用：将限制酶切割下来的DNA片段拼接成DNA分子。 （2）类型 相同点：都连接磷酸二酯键 3．“分子运输车”——载体 (1)载体具备的条件： ①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一个至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 (2)最常用的载体是质粒，它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 (3)其他载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒。 (4)载体的作用: ①作为运载工具，将目的基因送入受体细胞。 ②在受体细胞内对目的基因进行大量复制。 【解题技巧】 (1)限制酶是一类酶，而不是一种酶。 (2)限制酶的成分为蛋白质，其作用的发挥需要适宜的理化条件，高温、强酸或强碱均易使之变性失活。 (3)在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶，目的是产生相同的黏性末端。 (4)获取一个目的基因需限制酶剪切两次，共产生4个黏性末端或平末端。 (5)不同DNA分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同，同一个DNA分子用不同的限制酶切割，产生的黏性末端一般不相同。 (6)限制酶切割位点应位于标记基因之外，不能破坏标记基因，以便于进行检测。 (7)基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同。基因工程中的载体是DNA分子，能将目的
基因的表达单元测试 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 一、单选题 1．下列有关遗传信息的翻译的叙述，不正确的是 A. 翻译过程是在细胞质中进行的，其场所在核糖体 B. 翻译过程以mRNA为模板，以各种氨基酸为原料 C. 一种氨基酸可能有多个密码子，体现了遗传密码的简并性 D. 翻译过程需要tRNA的转运，一种tRNA可转运一种或几种氨基酸 【答案】D 【解析】试题分析：翻译过程是以mRNA为模板合成蛋白质的过程，场所是核糖体，故A正确；氨基酸为蛋白质的基本组成单位，故B正确；一种氨基酸对应一种或多种密码子，这属于密码子的简并性，故C正确；翻译过程的运输工具为tRNA，一种tRNA只能转运一种氨基酸，故D错误。 考点：本题考查基因控制蛋白质的合成的有关知识，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。 2．下图表示中心法则中部分遗传信息的流动方向示意图，有关说法正确的是 A. 图1过程①、③、⑤一般发生于烟草花叶病毒的体内 B. 图1过程①?⑤不可能同时发生于同一个细胞内 C. 图2过程需要DNA连接酶参与，复制起点A先于B复制 D. 图2、3过程均可能发生在真核细胞内，均具有双向复制的特点 【答案】D 【解析】试题分析：A．图1中①是逆转录、②⑤是转录、③是DNA复制、④是翻译。烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，但是其RNA不能逆转录，只能进行RNA自我复制和翻译，A错误；B．图1可表示逆转录病毒在宿主细胞内发生的过程，B错误；C．图2表示DNA的复制是多起点进行，即A和B是不同的起点，经过A和B处复制后，形成的两段DNA需要DNA连接酶连接。由图可知，B所复制的DNA长度比A的长，故B 先于A复制，C错误；D．图2是线状DNA的复制，图3是环状DNA的复制，图2和图3过程可能发生在真核细胞中，如酵母菌。由图中箭头可知，图2和图3均具有双向复制的特点，D正确。 考点：本题考查中心法则和DNA复制的相关知识，意在考查考生分析图片信息解决问题的能力。 3．下列关于tRNA的叙述，正确的是（） A．在转录和翻译过程中发挥作用 B．能识别mRNA上的密码子 C．每种tRNA能识别并转运多种氨基酸
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/9110967138.html, 农杆菌介导的基因瞬时表达技术及其应用 作者：宋建刘仲齐 来源：《天津农业科学》2008年第01期 摘要：主要介绍了农杆菌介导的基因瞬时表达方法的原理、技术、影响因素及其在外源基因表达分析、启动子分析、基因沉默及防卫反应等方面的应用。 关键词：农杆菌；植物；基因瞬时表达 中图分类号：Q789文献标识码：A文章编号：1006—6500(2008)01—0020—03 把外源基因导入受体植物内，是研究基因功能和获得遗传修饰有机体的主要手段。农杆菌介导法是目前最常用的遗传转化方法，当农杆菌感染植物受伤组织后，质粒上的目标基因可以进入植物细胞内并整合到植物染色体中，这种转化细胞经过诱导分化，再生成为转基因植株。通常大多数植物的遗传转化和再生效率低下，费时且费用昂贵。即使对于转化程序大大简化的植物，例如拟南芥，仍然需要花费数月的时间来产生适合分析的转基因植株。农杆菌介导的瞬时表达提供了一种快速分析基因型功能的方法，该方法是Rossi等在1993年创建的。他们将带有重组质粒的农杆菌，经诱导后通过抽真空渗透入植物叶片进而渗透入植物细胞，通过目的基因瞬时表达来检测植物中农杆菌介导的T-DNA转移的效率。随后人们又采用针管注射活体植株叶片，来进行农杆菌介导的基因瞬时表达检测。近几年该项技术不断完善、发展，已被广泛用于外源基因表达分析、无毒基因与抗性基因的相互作用、基因沉默、启动子分析等许多植物分子生物学领域。 1主要原理 农杆菌介导的瞬时表达是将目的基因插入共整合载体或双元载体，转化根癌农杆菌，后者经酚类化合物诱导处理后，通过真空渗透或针管注射入植物叶片组织中，农杆菌在叶片内与植物细胞紧密接触。诱导处理在转录水平激活Vir区基因，真空渗透或注射使得农杆菌与植株叶片细胞接触，从而实现了T-DNA转移进入植物细胞核。大部分T-DNA并未整合入植物基因组而是暂时存在于核内并在植物细胞转录、翻译成分的协助下瞬时表达T-DNA基因，通常在数小时后即可检测到外源基因的表达，并在1～2d内达到最高值。而少量整合进植物染色体的 T-DNA在瞬时表达中不起作用或极为微弱。
、名词解释： 1.基因：基因是位于染色体上的遗传基本单位，是负载特定遗传信息的DNA片段，编码具 有生物功能的产物包括RNA和多肽链。 2.基因表达：即基因负载遗传信息转变生成具有生物学功能产物的过程，包括基因的激活、转录、翻译以及相关的加工修饰等多个步骤或过程。 3.管家基因：在一个生物个体的几乎所有组织细胞中和所有时间段都持续表达的基因，其 表达水平变化很小且较少受环境变化的影响。如GAPD、B -肌动蛋白基因。 4.启动子：是指位于基因转录起始位点上游、能够与RNA聚合酶和其他转录因子结合并进 而调节其下游目的基因转录起始和转录效率的一段DNA片段。 5.操纵子：是原核生物基因表达的协调控制单位，包括有结构基因、启动序列、操纵序列等。如：乳糖操纵子、色氨酸操纵子等。 6.反式作用因子：指由其他基因表达产生的、能与顺式作用元件直接或间接作用而参与调节靶基因转录的蛋白因子（转录因子）。 7?顺式作用元件：即位于基因附近或内部的能够调节基因自身表达的特定DNA序列。是转 录因子的结合位点，通过与转录因子的结合而实现对真核基因转录的精确调控。 8. Ct值：即循环阈值（cycle threshold , Ct）,是指在PCR扩增过程中，扩增产物的荧光信号达到设定的荧光阈值所经历的循环数。（它与PCF T增的起始模板量存在线性对数关系，由此可以对扩增样品中的目的基因的模板量进行准确的绝对和（或）相对定量。） 9.核酸分子杂交：是指核酸分子在变性后再复性的过程中，来源不同但互不配对的核酸单链(包括DNA和DNA DNA和RNA RNA和RNA相互结合形成杂合双链的特性或现象，依据此特性建立的一种对目的
2019届人教版基因的表达单元测试 一、选择题 1．下列有关DNA和RNA的叙述，正确的是( ) A．生物的遗传信息只存在于DNA分子中 B．真核生物的遗传物质是DNA，而原核生物的遗传物质是DNA或RNA C．原核生物的DNA上不存在密码子，密码子只存在于mRNA上 D．在进行正常生命活动的真核生物细胞内，既能以DNA为模板转录形成RNA，也能以RNA为模板逆转录形成DNA 解析：选C 生物的遗传信息也可以存在于RNA分子中；真核生物和原核生物的遗传物质都是DNA；正常情况下真核生物细胞内的RNA不能发生逆转录。 2．下列关于RNA功能的叙述，错误的是( ) A．可以在细胞内运输物质 B．能在某些细胞内催化化学反应 C．能在细胞内传递遗传信息 D．可以是某些原核生物的遗传物质 解析：选D RNA的种类有三种，mRNA、tRNA、rRNA。mRNA在细胞核与细胞质之间传递遗传信息，tRNA将氨基酸运输到核糖体上，有利于蛋白质的合成，rRNA是组成核糖体的成分之一；少数酶的本质为RNA，具有催化功能；原核生物与真核生物的遗传物质均是DNA。 3．(2018·西安模拟)基因沉默是指生物体中特定基因由于种种原因不表达。某研究小组发现染色体上抑癌基因邻近的基因能指导合成反义RNA，反义RNA可以与抑癌基因转录形成的mRNA形成杂交分子，从而阻断抑癌基因的表达，使细胞易于癌变，据图分析，下列叙述正确的是( ) A．邻近基因指导合成的反义RNA是通过逆转录过程完成的 B．与完成过程Ⅱ直接有关的RNA有两种，即mRNA、rRNA
C．与邻近基因和抑癌基因相比，组成图中杂交分子的碱基有A、G、C、T、U五种 D．细胞中若出现了杂交分子，则抑癌基因沉默，此时过程Ⅱ被抑制 解析：选D 分析题图，由邻近基因指导合成反义RNA的过程是转录过程；图中过程Ⅱ为翻译过程，有关的RNA有mRNA(模板)、rRNA(核糖体的组成成分)、tRNA(搬运氨基酸的工具)，共三种；从图中可以看出反义RNA可以与mRNA杂交形成杂交分子，故碱基有A、G、C、U四种；细胞中若出现了杂交分子，mRNA不能翻译，即抑癌基因不能表达，过程Ⅱ被抑制。 4．(2018·北京东城区调研)如图为原核生物某基因控制蛋白质合成的示意图，下列叙述正确的是( ) A．①过程DNA分子的两条链可分别作模板以提高合成蛋白质的效率 B．①过程需要RNA聚合酶参与，此酶能识别RNA中特定的碱基序列 C．①②过程都发生碱基互补配对，配对方式均为A和U、G和C D．不同密码子编码同种氨基酸可减少由于基因中碱基的改变而造成的影响解析：选D ①过程为转录，转录以DNA分子的一条链的部分片段(基因的模板链)为模板转录合成mRNA；转录过程需要RNA聚合酶的参与，RNA聚合酶能识别DNA分子中特定的碱基序列(启动子)，并与之结合驱动转录过程；①过程碱基互补配对方式为A－U、T－A、G－C、C－G，②为翻译过程，碱基互补配对方式为A－U、U－A、G－C、C－G；不同种密码子编码同种氨基酸，增加了遗传密码的容错性，可减少因基因中碱基的改变而造成的影响。 5．(2018·洛阳一模)假设一段mRNA上有60个碱基，其中A有15个，G有25个，那么转录该mRNA的DNA分子区段中，“C＋T”的个数以及该mRNA翻译成的蛋白质所含氨基酸的个数分别是(不考虑终止密码子)( ) A．60、20 B．80、40 C．40、20 D．40、30 解析：选A 该mRNA上有60个碱基，则转录该mRNA的DNA分子区段中有120个碱基。根据碱基互补配对原则，在双链DNA中，A＝T、C＝G，所以C＋T
基因工程细胞工程知识点汇总 一、基因工程 （一）基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA 分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coliDNA连接酶来源于T4噬菌体，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。 3.“分子运输车”——载体 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 （2）最常用的载体是 质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 （3）其它载体： 噬菌体的衍生物、动植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。 2.原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。 技术扩增目的基因
基因的表达单元练习题 It was last revised on January 2, 2021
第四章基因的表达单元练习题 学校：班级：姓名：总分： 习题巩固： 1在下列的转录简式中有核苷酸（） DNA: --A--T--G--C--， RNA：—U--A--C--G-- A．4种 B．5种 C．6种 D．8种 2．DNA转录形成的mRNA从细胞核中出来进入细胞质中，穿过( )磷脂双分子层。A．6层 B．0层 C．2层 D． 4层 3．已知一段mRNA含有30个碱基，其中A和G有12个，转录该段mRNA的DNA 分子中应有C和T的个数是（） A．12 B．24 C．18 D．30 4．DNA解旋发生在（） A．复制与转录中 B．转录中 C．翻译中 D．复制中 5．转移RNA的功能是（） A．决定mRNA的排列顺序 B．完全取代DNA C．合成特定的氨基酸 D．运输氨基酸，识别mRNA上的遗传密码 6．有一核酸分子，其碱基比是A＋G/T＋C=1．5，试推断该核酸是（） A．信使RNA B．转运RNA C．单链DNA D．双链DNA 7．信使RNA中核苷酸的顺序是由下列哪项决定的（） A．转运RNA中的核苷酸的排列序列 B．蛋白质分子中的氨基酸的排列序列 C．核糖体RNA中核苷酸的排列序列 D．DNA分子中的脱氧核苷酸的排列序列
8． mRNA的核苷酸序列与（） A．DNA分子的两条链的核苷酸序列互补 B．DNA分子的一条链的核苷酸序列互补C．某一tRNA分子的核苷酸序列互补 D．所有的tRNA分子的核苷酸序列互补9．（多选题）下列关于转录的叙述不正确的是（） A．在细胞核中发生 B．以脱氧核糖核苷酸为原料 C．DNA的两条链都可做模版 D．边解旋边转录 10．如果DNA分子一条链的碱基排列顺序是……ACGGATCTT-…，那么，与它互补的另一条DNA链的碱基排列顺序是；如果以已知的DNA链为模板，转录出的信使RNA碱基顺序应该是。 11. 已知多数生物的DNA是双链的，但也有个别生物的DNA是单链的，有人从三种生物中提取出核酸，经分析，他们的碱基比率如下： 生物 A G U T C 甲25 24 —23 19 乙23 24 27 —25 丙31 19 —31 19 （1）这表明：的核酸是RNA。的核酸是双链DNA。（2）从碱基比例看，双链DNA的特点是。 12．下图为某真核生物细胞内DNA转录示意图，请据图回答： (1)在图中方框内用“→”或“→”标出转录的方向 (2)b与c在结构组成上相同的化学基团 为。 (3)在马蛔虫体细胞中，上述过程发生在中，若在人的胃黏膜上皮细胞中，还可出现中。 习题巩固： 1、组成mRNA分子的4种核苷酸能组成多少种密码子（） A．20 B．59 C．61 D．64 2、某DNA分子片段中碱基为2400对，则由此片段所控制合成的多肽链中，最多有氨基酸多少种（） A．800 B．400 C．200 D．20