第三章+基因表达与调控

基因表达调控基因表达调控是指细胞中基因的转录和翻译过程，以及基因产物的调控和调节。

调控基因表达可以影响细胞的生理状态和功能。

本文将介绍基因表达调控的机制和方法。

一、转录调控转录调控是指通过调节基因的转录过程来影响基因表达。

转录调控可以通过激活或抑制转录因子的结合来实现。

1. 转录激活转录激活是指转录因子与启动子结合，促进转录的过程。

转录因子可以通过结合DNA序列上的特定区域，招募RNA聚合酶，从而启动基因的转录。

例如，转录因子可以结合到启动子区域，招募辅助蛋白质，形成转录激活复合物，促进转录的进行。

2. 转录抑制转录抑制是指转录因子与启动子结合，阻碍转录的过程。

转录抑制可以通过阻止转录复合物的形成或招募转录抑制因子来实现。

例如，一些转录因子可以竞争性地结合到启动子区域，阻碍转录因子的结合，从而抑制转录。

二、转录后调控转录后调控是指在基因转录和翻译之后对基因产物进行调控和调节。

1. RNA剪接调控RNA剪接是指在转录后的RNA分子中去除内含子，将外显子连接起来的过程。

通过不同的剪接方式，可以合成出不同的mRNA亚型，从而影响基因表达。

剪接调控可以通过剪接因子的调节来实现。

例如，一些剪接因子的表达水平可以受到转录因子的调节，从而影响剪接的结果。

2. RNA修饰调控RNA修饰是指在转录后的RNA分子中添加各种化学修饰基团的过程。

RNA修饰可以通过调节修饰酶的活性来实现。

不同的RNA修饰形式可以影响RNA的稳定性、转运和翻译效率。

三、表观遗传调控表观遗传调控是指通过改变染色质结构和DNA甲基化状态来影响基因的表达。

表观遗传调控可以通过组蛋白修饰、DNA甲基化和非编码RNA等多种方式实现。

1. 组蛋白修饰调控组蛋白修饰是指在染色质上修饰组蛋白蛋白质的过程。

组蛋白修饰可以改变染色质的紧密程度，从而影响基因的可及性。

例如，乙酰化组蛋白可以解开染色质的紧密程度，促进基因的转录。

2. DNA甲基化调控DNA甲基化是指在DNA分子上添加甲基基团的过程。

第三章基因表达与基因表达的调控1.关于分解物阻遏的作用机制，说法正确的是A.葡萄糖缺乏时，cAMP浓度低B.葡萄糖缺乏时，CAP浓度低C.葡萄糖缺乏时，cAMP不能与CAP形成复合物D.葡萄糖缺乏时，cAMP-CAP复合物浓度高E.葡萄糖缺乏时，cAMP-CAP复合物失去DNA结合能力2. 关于加尾修饰，说法错误的是A.组蛋白的成熟mRNA无需加poly A尾B.加尾信号包括AAUAAA和富含GU的序列C.剪切过程需要多种蛋白质因子的辅助D.加尾不需模板E.多聚A形成的过程是缓慢、匀速的反应3. 关于操纵子的说法，正确的是A.几个串联的结构基因由一个启动子控制B.几个串联的结构基因分别由不同的启动子控制C.一个结构基因由不同的启动子控制D.转录生成单顺反子RNAE.以正性调控为主4. mRNA在蛋白质合成中的功能是A.运输遗传密码所对应的氨基酸B.与蛋白质结合，提供合成场所C.与帽子结合蛋白结合启动翻译D.由三联体密码指引氨基酸的排列顺序E.通过剪切因子切除poly A尾调控翻译效率5. 关于基因表达调控的说法错误的是A.转录起始是调控基因表达的关键B.环境因素影响管家基因的表达C.在发育分化和适应环境上有重要意义D.表现为基因表达的时间特异性和空间特异性E.真核生物的基因表达调控较原核生物复杂的多6. 翻译的实质是A.将4种脱氧核糖核苷酸的排列顺序转换为4种核糖核苷酸的排列顺序B.将4种核糖核苷酸的排列顺序转换为4种脱氧核糖核苷酸的排列顺序C.将4种脱氧核糖核苷酸的排列顺序转换为20种氨基酸的排列顺序D.将4种核糖核苷酸的排列顺序转换为20种氨基酸的排列顺序E.将蛋白质一级结构的信息转换为空间结构的信息7. 关于加帽修饰，说法正确的是A.snRNA不能被加帽B.由加帽酶催化5' 端加入7甲基鸟苷酸C.加帽酶可以与RNA聚合酶I、II、III相结合D.hnRNA转录终止后才开始加帽E.RNA聚合酶发生磷酸化后，使加帽酶与之脱离8. 特异转录因子不能够A.结合RNA聚合酶B.结合基础转录因子C.结合其他特异转录因子D.结合转录非核心元件9. 关于多顺反子mRNA，正确的说法是A.几个mRNA分子有不同的开放阅读框B.几个结构基因由不同的启动子调控转录C.一个mRNA分子有几个开放阅读框D.多个结构基因编码一类蛋白质E.一个结构基因编码多种蛋白质10. 下列哪项不参与调控真核细胞基因的特异性表达A.反应元件B.特异转录因子C.增强子D.基础转录因子E.沉默子11. E.coli的RNA聚合酶中，辨认转录起始点的组分是A.核心酶B.σC.αD.βE.β'12. 哪一项不属于基因表达的范畴A.mRNA模板指导的蛋白质合成B.DNA模板指导的hnRNA合成C.DNA模板指导的DNA合成D.DNA模板指导的rRNA合成E.DNA模板指导的snRNA合成13. 乳糖操纵子的调控方式是A.CAP的正调控B.阻遏蛋白的负调控C.正、负调控机制不可能同时发挥作用D.CAP拮抗阻遏蛋白的转录封闭作用E.阻遏作用解除时，仍需CAP加强转录活性14. 基因特异性表达的根本机制是A.顺式作用元件的种类不同B.RNA聚合酶活性的差异C.基础转录因子的质和量的差异D.特异转录因子的质和量的差异E.表达产物后加工过程的差异15. 下列哪种因素对原核生物的翻译没有影响A.microRNAB.稀有密码子所占的比例C.mRNA的稳定性D.反义RNAE.调节蛋白结合Mrna16. 乳糖操纵子中，能结合别位乳糖（诱导剂）的物质是A.AraCB.cAMPC.阻遏蛋白D.转录因子E.CAP17. 已知某基因转录产物的部分序列是5’-AUCCUGGAU-3’，那么该基因中反意义链的相应序列为B.5'-TAGGTCCTA -3'C.5'-TAGGACCTA-3'D.5'-UAGGACCUA-3'E.5'-ATCCUGGAT-3'18. 基因表达包括：①复制②转录③逆转录④翻译A.①＋②B.①＋③C.②＋④D.③＋④E.①＋②＋④19. 锌指结构可能存在于下列哪种物质中A.阻遏蛋白B.RNA聚合酶C.转录因子D.端粒酶E.核酶20. 某种情况下，基因的点突变可能不会影响它所编码的蛋白质的一级结构，遗传密码的哪种特点对此发挥了重要作用A.方向性B.连续性C.摆动性D.通用性E.简并性第四章重组DNA技术1. 聚合酶链反应可表示为（）A.PECB.PERC.PDRD.BCRE.PCR2. 在基因工程中通常所使用的质粒存在于（）A.细菌染色体B.酵母染色体C.细菌染色体外D.酵母染色体外E.以上都不是3. 基因工程的基本过程不包括A.载体和目的基因的分离B.限制性内切酶的切割C.DNA重组体的形成及转化D.蛋白质空间结构的测定E.重组体的筛选与鉴定4. 基因工程的操作步骤：①使目的基因与运载体结合②将目的基因导入受体细胞③检测目的基因的表达④提取目的基因。

基因的表达与调控基因的表达与调控是生物学中的重要课题，涉及到生物体内基因的转录、翻译以及后续的调节过程。

本文将从基因表达的机制、基因调控的方式以及基因表达与调控在生物体内的重要性等多个方面进行讨论。

一、基因表达的机制基因表达是指基因在特定环境下产生功能蛋白质的过程。

它包括两个主要步骤：转录和翻译。

转录是指在细胞核中，DNA模板上的一条链被转录成mRNA的过程。

翻译是指在细胞质中，mRNA被核糖体翻译成蛋白质的过程。

这两个过程共同决定了基因的表达水平和产生的蛋白质种类。

二、基因调控的方式基因调控是控制基因表达的过程，包括转录调控和转录后调控两个层次。

转录调控主要通过调节转录过程中参与其中的转录因子的活性、结合位点以及染色质结构等来实现。

而转录后调控则主要包括mRNA剪接的调控、mRNA稳定性的调控以及翻译的调控等。

这些调控方式的变化将直接影响到基因表达的水平和蛋白质产物的多样性。

三、基因表达与调控的重要性基因表达与调控在生物体内起着至关重要的作用。

首先，它决定了细胞的分化和特异性。

不同细胞具有不同的表达模式，通过基因表达与调控的变化，细胞可以实现特定功能，并形成复杂的组织和器官。

其次，基因表达与调控也参与了许多重要的生物学过程，如发育、免疫反应和细胞凋亡等。

调控失败会导致疾病的发生和进展。

再次，基因调控还受到环境因素的影响。

细胞和生物体对不同环境的适应性通过基因表达和调控来实现。

综上所述，基因的表达与调控是生物学中一个重要的研究方向。

通过研究基因表达与调控的机制，我们可以更深入地了解生物体的生命活动，并为疾病治疗和基因工程等领域的发展提供理论基础和实践指导。

未来的研究将进一步揭示基因表达与调控的机制，为生物学的发展做出更大的贡献。

基因表达和调控的机制和影响基因表达是指基因信息从DNA序列转化为蛋白质或RNA分子的过程。

这个过程涉及到许多复杂的分子机制和调控因素。

基因表达的调控对于生物体的正常发育和生理功能至关重要。

本文将详细介绍基因表达和调控的机制及其影响。

1. 基因表达的机制1.1 转录转录是指DNA模板上的信息被复制成RNA分子的过程。

在真核生物中，转录过程包括以下几个步骤：1）启动：RNA聚合酶II与启动子区域结合，形成转录起始复合物。

2）延伸：RNA聚合酶II沿着DNA模板移动，合成RNA链。

3）终止：RNA聚合酶II到达终止子区域，释放RNA链。

1.2 剪接剪接是指在RNA分子中去除内含子，保留外显子的过程。

剪接由剪接酶负责，通过特定的剪接位点识别和切割RNA分子，然后将外显子连接起来形成成熟的mRNA。

1.3 翻译翻译是指mRNA上的信息被翻译成蛋白质的过程。

在真核生物中，翻译过程包括以下几个步骤：1）核糖体与mRNA结合，识别起始密码子。

2）tRNA携带氨基酸，与mRNA上的密码子配对。

3）核糖体沿着mRNA移动，合成多肽链。

4）多肽链经过折叠和修饰，形成具有生物活性的蛋白质。

2. 基因表达的调控基因表达的调控主要发生在转录和剪接阶段。

调控因素包括转录因子、染色质重塑、非编码RNA等。

2.1 转录因子的调控转录因子是一类能够结合到DNA特定序列上，从而调控基因表达的蛋白质。

转录因子的调控作用包括：1）激活：某些转录因子可以增强基因的转录活性。

2）抑制：另一些转录因子可以抑制基因的转录活性。

3）协同作用：多种转录因子可以协同作用，共同调控基因表达。

2.2 染色质重塑染色质重塑是指染色质结构发生改变，从而影响基因表达的过程。

染色质重塑包括：1）核小体重塑：核小体的组装和解聚。

2）染色质纤维重塑：染色质纤维的紧密和松散。

3）染色质 looping：染色质片段之间的相互连接。

2.3 非编码RNA的调控非编码RNA是一类不编码蛋白质的RNA分子，包括miRNA、siRNA、lncRNA 等。

基因的表达与调控教案教学目标：1.让学生了解基因表达与调控的基本概念。

2.让学生理解基因表达调控的生物学意义及其在细胞和生物体发育中的重要性。

3.让学生掌握基因表达调控的环节及其在原核生物和真核生物中的差异。

4.培养学生的思维能力和自主学习能力。

教学内容：1.基因表达调控的概念及重要性。

2.基因表达调控的环节。

3.原核生物和真核生物基因表达调控的差异。

教学重点与难点：重点：基因表达调控的环节及其在原核生物和真核生物中的差异。

难点：基因表达调控的生物学意义及其在细胞和生物体发育中的重要性。

教学方法：1.讲授法：讲授基因表达与调控的基本概念、生物学意义等基础知识。

2.讨论法：组织学生进行小组讨论，探讨基因表达调控在细胞和生物体发育中的重要性及其在原核生物和真核生物中的差异。

3.案例分析法：通过典型案例分析，让学生深入理解基因表达调控的机制及其应用。

教具和多媒体资源：1.投影仪：展示基因表达调控的流程图、示意图等。

2.PowerPoint演示文稿：展示基因表达调控的相关知识点。

3.教学视频：播放基因表达调控的实验过程及相关视频资料。

教学过程：1.导入新课：通过问题导入，让学生思考基因表达调控的意义及其在细胞和生物体发育中的作用。

2.讲授新课：讲解基因表达调控的概念、生物学意义、环节等基础知识，并通过案例分析加深学生的理解。

3.巩固练习：提供一些练习题，让学生巩固所学知识，并组织学生进行小组讨论。

4.归纳小结：总结本节课的主要内容，并回顾基因表达调控在细胞和生物体发育中的重要性及其在原核生物和真核生物中的差异。

评价与反馈：1.设计评价策略：通过小组讨论、提问、测试等方式评价学生对基因表达与调控知识的掌握情况。

2.为学生提供反馈：根据评价结果，为学生提供反馈意见，帮助他们了解自己的学习状况，同时指出需要加强的地方。

1. 基因的结构与功能基因是一段DNA片段，它包含了编码蛋白质所需的信息。

基因由启动子、编码区、终止子和调控元件组成。

启动子区域决定了基因的转录起始点，编码区域包含了蛋白质的编码序列，终止子序列标志着转录终止的位置。

调控元件则决定了基因在不同细胞类型和环境条件下的表达水平。

基因具有遗传信息传递和调控生物体生理功能的重要作用。

2. 基因表达与调控基因的表达是指通过转录和翻译过程将基因信息转化为蛋白质的过程。

转录是将DNA模板上的信息转录成RNA分子的过程，翻译是将RNA分子翻译成氨基酸序列，从而合成蛋白质。

调控元件通过与转录因子结合，影响基因的转录水平。

在细胞内，还存在一系列调控因子和信号通路，参与基因表达的调控，从而使细胞在合适的时机表达所需的基因。

3. 基因工程技术基因工程是指通过人工方式对基因进行操作和改造的技术。

常见的基因工程技术包括基因克隆、基因转染和基因编辑等。

基因克隆是通过将目标基因插入到载体（如质粒）中，再转入宿主细胞进行繁殖和表达。

基因转染是将外源基因导入目标细胞，使其表达特定的蛋白质。

基因编辑则是通过CRISPR-Cas9等技术直接对基因进行精准编辑，实现基因序列的改变。

4. 基因工程应用基因工程技术在生物学研究、医学治疗和农业生产等领域得到广泛应用。

在生物学研究中，基因工程技术可以揭示基因的结构、功能和调控机制。

在医学治疗中，基因工程技术可以用于基因治疗、生物药物生产和疫苗研发等。

在农业生产中，基因工程技术可以改良作物，提高产量和抗病虫害能力。

5. 基因工程的伦理与安全问题基因工程技术的应用也带来了一系列伦理与安全问题。

包括基因编辑的道德和法律问题、基因改良产物的风险评估以及基因工程作物的环境影响等。

在基因工程研究和应用中，需要遵守伦理和法律的相关规定，确保安全性和可持续发展。

6. 总结基因工程袁婺洲第二版教学课件第三章介绍了基因的结构与功能、基因表达与调控、基因工程技术、基因工程应用和基因工程的伦理与安全问题等内容。

基因表达的调控基因表达的调控是生物体中基因活动的一个重要过程，通过调控基因的表达水平，维持细胞的功能和稳态。

基因表达调控涉及多个层次，包括转录水平、转译水平和后转录水平等。

下面将对这些层次的基因表达调控进行详细介绍。

一、转录水平调控转录水平调控指的是通过调节基因的转录过程来控制基因表达的水平。

主要的调控方式包括转录激活和转录抑制。

转录激活因子可以与DNA结合，促进转录因子的结合，从而增强转录过程，而转录抑制因子则能够与DNA或转录因子结合，阻碍转录的进行。

此外，染色质的结构也会对基因的转录起到重要的调控作用，如DNA甲基化、组蛋白修饰等都可以改变染色质的状态，进而影响基因的表达。

二、转译水平调控转译水平调控是指调控基因的转录产物（mRNA）的转译过程。

在细胞中，mRNA需要被翻译成蛋白质才能发挥作用。

转译的调控主要包括转录后修饰和mRNA降解两个方面。

在转录后修饰中，mRNA会经历剪接、剪接调控、RNA编辑等多个步骤，来改变它的结构和功能。

而mRNA降解则通过一系列核酸酶的作用，将mRNA降解成短的片段，从而控制基因的表达。

三、后转录水平调控后转录水平调控是指基因表达的调控发生在转录和转译之后的过程。

在这个阶段，蛋白质会经历一系列的修饰和定位过程，以实现其特定的功能。

这些修饰包括糖基化、磷酸化、乙酰化等，它们可以改变蛋白质的稳定性、定位和相互作用等性质。

此外，许多蛋白质需要通过蛋白酶的作用进行裂解，形成活性的多肽或蛋白质片段。

总结起来，基因表达的调控是一个复杂而精细的过程，涉及多个层次的调控机制。

通过转录水平的调控，可以控制基因的转录过程和染色质的结构状态；通过转译水平的调控，可以调节mRNA的转译和降解过程；而后转录水平的调控，则调节了蛋白质的修饰和定位等过程。

这些调控机制相互作用，共同维持了细胞内基因表达的平衡，保证了生物体的正常功能。

基因表达的调控不仅对细胞发育和生理功能具有重要的影响，还与疾病的发生和进展密切相关。

基因表达与调控基因是生物体内蛋白质合成的基本单位，而基因表达与调控则是指基因在不同细胞类型和生理状态下的活性水平调节。

通过基因表达与调控，细胞能够在不同环境中正确地产生所需的蛋白质，从而维持生命的正常功能。

本文将从基因表达、基因调控以及相关机制等方面进行论述。

一、基因表达基因表达是指基因通过转录和翻译过程转化为蛋白质的过程。

基因表达分为几个步骤，包括转录和翻译。

转录是指DNA分子通过酶的作用，在细胞核内转录成RNA分子的过程。

翻译是指RNA通过核糖体和tRNA的配合作用，在细胞质中合成蛋白质的过程。

基因表达的过程中，遵循了中心法则，即DNA→RNA→蛋白质。

二、基因调控基因调控是指通过调节基因的表达水平来控制细胞功能和生物体发育的过程。

基因调控的作用机制很多，包括转录水平的调控、RNA后转录调控以及转译后调控等。

转录调控是指通过控制转录过程中的启动子、转录因子和蛋白质复合体等因素的结合，来调节基因表达。

RNA后转录调控是指通过不同的RNA分子、非编码RNA以及miRNA 等调控因子，对RNA分子进行修饰和降解的过程。

转译后调控是指通过对已合成的蛋白质进行修饰、分解和定位等方式调节基因表达。

三、基因表达与调控的相关机制1. DNA甲基化DNA甲基化是指DNA分子中的一些Cytosine碱基通过甲基化酶的作用而被甲基基团修饰的过程。

DNA甲基化可以影响基因的表达，通常甲基化的基因会出现表达静默的现象，从而达到对基因的调控效果。

2. 转录因子转录因子是指能够与DNA特定区域结合，调控基因表达的蛋白质。

转录因子可以通过结合启动子区域，影响RNA聚合酶与DNA结合的能力，从而调控基因的转录过程。

转录因子的表达量和活性水平可以受到其他调控因素的影响，从而进一步调节基因的表达。

3. miRNAmiRNA（microRNA）是一种短链非编码RNA分子，具有调节基因表达的功能。

miRNA可以与靶基因的mRNA结合，通过抑制其翻译或降解来影响基因的表达水平。