第一篇：基因表達(dá)專題

30.（20分）煙草是種植廣泛的經(jīng)濟(jì)作物，由于相關(guān)病毒的侵染會(huì)導(dǎo)致大量減產(chǎn)。煙草花葉病毒（TMV）和車前草病毒（HRV）主要由蛋白質(zhì)外殼和RNA組成，這兩種病毒感染煙草時(shí)都能引起花葉病，但在煙葉上出現(xiàn)的病斑不同。請分析并回答：

（1）為確定煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是首先將病毒的蛋白質(zhì)外殼與RNA分離，然后，如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果是，則可以推測煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。

（2）科學(xué)家還進(jìn)行了著名的植物病毒重建實(shí)驗(yàn)，再次證明煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。實(shí)驗(yàn)過程如圖—20所示。

用雜合病毒去感染煙草，甲、乙煙葉上出現(xiàn)的分別為的病斑和的病斑，從感染后的兩組煙草細(xì)胞中均分離提純得到了完整的病毒。請畫出分離得到的病毒的模式圖。

（3）研究人員利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育出了抗TMV的煙草，主要流程如圖—21所示。

圖中過程①表示，經(jīng)過程②獲得的目的基因兩側(cè)除應(yīng)含有相關(guān)的酶切位點(diǎn)外，目的基因的兩端還必須有。由圖分析，構(gòu)建的重組質(zhì)粒上含有的標(biāo)記基因是基因。過程⑤采用的是技術(shù)，培養(yǎng)基中除含有卡那霉素及植物必需的各種營養(yǎng)成分外，還必須添加，以保證受體細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)再生成植株。過程⑥可采取的方法，檢測植株是否合成了相關(guān)蛋白。在個(gè)體水平的鑒定過程中，可通過的方法來確定植株是否具有抗性。

29．（14分）

禽流感是由禽流感病毒(一種非逆轉(zhuǎn)錄RNA病毒)引起的急性傳染病，能感染人類。研

究者針對禽流感病毒進(jìn)行了相關(guān)研究。請回答下列問題：

（1）禽流感病毒遺傳物質(zhì)的基本組成單位有種。對禽流感病毒的基因測

序時(shí)，主要工作目標(biāo)是測定禽流感病毒

（2）病毒除感染家禽外，還能感染其他哺乳動(dòng)物，說明不同種類的被感染細(xì)胞表面具

有相似的細(xì)胞中，通過RNA復(fù)制與過程合成病毒蛋白，從而產(chǎn)生子代病毒，機(jī)體被感染細(xì)胞的清除可通過

（3）某男子感染了禽流感病毒并已產(chǎn)生相應(yīng)抗體，無明顯病癥，但這并不能保證他短

期內(nèi)再次感染時(shí)不會(huì)成為禽流感患者，理由是

29.(18分)下圖表示某植物在紅光照射下，葉肉細(xì)胞中發(fā)生的一系列生化反應(yīng)（圖中的SSU、LSU和LHCP表示三種不同的蛋白質(zhì)）。

請分析回答：

（1）完成圖中的過程①時(shí)，需遵循的堿基互補(bǔ)配對原則是，此過程既需要

作為原料，還需要與基因啟動(dòng)部位結(jié)合的酶進(jìn)行催化。由圖分析，過程②發(fā)生在位于的核糖體上。

（2）若圖中的LHCP中有一段氨基酸序列為“---絲氨酸---谷氨酸---”，攜帶絲氨酸和谷

氨酸的tRNA上的反密碼子分別為AGA、CUU，則基因b中供轉(zhuǎn)錄用的模板鏈堿基序列

為。從圖中分析，LHCP合成后轉(zhuǎn)移至上發(fā)揮作用，影響與之相關(guān)的光合作用

過程的主要環(huán)境因素是(至少答兩點(diǎn))。

（3）圖中的SSU和LSU組裝成Rubisco酶，說明Rubisco酶的合成受控制。從其分布

位置推斷，RuBisCo酶與光合作用的階段有關(guān)。

31.（18分）凋亡抑制蛋白與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有關(guān)，科學(xué)家利用先天無胸腺的裸鼠，探

究凋亡抑制蛋白基因的反義脫氧核苷酸鏈對腸癌腫瘤的抑制作用。請分析回答下列問題：

（1）人工合成部分序列為5’GGCAAC????ACCCAT3’反義脫氧核苷酸鏈，能夠與凋亡

抑制蛋白基因的__________配對結(jié)合，使其分子構(gòu)象發(fā)生改變，不能與____________結(jié)

合，抑制翻譯。請寫出凋亡抑制蛋白基因的部分序列：____________。另外，人工合成的序列不應(yīng)與人類其他基因的堿基序列相同，以避免該序列

（2）將腸癌細(xì)胞置于含5%__________的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，對培養(yǎng)細(xì)胞用0.4%臺(tái)盼藍(lán)染

料染色，拒染率＞95%，說明絕大部分培養(yǎng)細(xì)胞為活細(xì)胞，其細(xì)胞膜具有___________性。

將拒染的細(xì)胞制成單細(xì)胞懸液，每只實(shí)驗(yàn)裸鼠接種等量的單細(xì)胞懸液于背部皮下，2周左

右成瘤，成瘤率為100%。成瘤率為100%的原因是裸鼠

________________________________。

（3）將若干只生長狀況相同的裸鼠等分為兩組，對皮下瘤體分別注射適量含

_________________的生理鹽水和等量的生理鹽水，檢測_______________，計(jì)算抑制率，抑制率=（1?治療組瘤重量/對照組瘤重量）×100%。若抑制率_______________，則說明反

義脫氧核苷酸鏈能夠明顯抑制裸鼠腸癌移植瘤的生長。

29．（16分）2013年初，我國部分地區(qū)陷入嚴(yán)重的霧霾和污染天氣中，北京的空氣污染

指數(shù)PM2.5曾接近1000。據(jù)統(tǒng)計(jì)，北京近十年來肺癌患者增加了60%，引起肺癌的因素

有多種，如大氣污染、吸煙、免疫力降低等。

分析以下材料，回答相關(guān)問題：

材料I：某學(xué)生研究小組用生理鹽水制備香煙浸出液，進(jìn)行“香煙生理鹽水浸出液對

大鼠體重影響” 的研究。

（1）將生理狀態(tài)相似的大鼠隨機(jī)分為三組，每天同一時(shí)間分別對小劑量組和中劑量組

按每百克體重0.5ml、1.0ml灌胃香煙生理鹽水浸出液，同時(shí)對照組按每百克體重1.0ml灌

胃___________________。結(jié)果如下圖所示。

由圖可以得出的結(jié)論是_______________。

（2）若進(jìn)一步研究香煙生理鹽水浸出液對大鼠身體健康的影響，還需對肝臟病理、肺

部纖維增生程度進(jìn)行檢查，并通過顯微鏡觀察______________來初步判斷是否發(fā)生癌變

等。若肺部細(xì)胞已發(fā)生癌變，其根本原因是_______。

材料II：研究人員利用基因工程技術(shù)對肺癌的治療進(jìn)行了大量研究，肺部細(xì)胞中的let-7

基因表達(dá)減弱，癌基因RAS表達(dá)增強(qiáng)，會(huì)引發(fā)肺癌。研究人員利用基因工程技術(shù)將let-7基

因?qū)敕伟┘?xì)胞實(shí)現(xiàn)表達(dá)，發(fā)現(xiàn)肺癌細(xì)胞的增殖受到抑制。該基因工程技術(shù)基本流程如圖

所示，據(jù)圖回答。

（3）形成重組載體時(shí)，需用酶切

割。

（4）進(jìn)行過程②時(shí)，需用酶處理貼附在培養(yǎng)皿壁上的細(xì)胞，以利于傳代培

養(yǎng)。

（5）研究發(fā)現(xiàn)，let-7基因能影響RAS基因的表達(dá)，其影響機(jī)理如圖乙所示。從分子

水平的角度分析，其作用機(jī)理是let-7基因通過轉(zhuǎn)錄形成miRNA，從而抑制肺癌細(xì)胞的增殖。

31．（18分）為探究存在于腫瘤細(xì)胞中的逆轉(zhuǎn)錄病毒是否能通破壞壞哺乳動(dòng)物的免疫監(jiān)測

功能，科學(xué)家利用RNA干擾技術(shù)抑制小鼠黑色素瘤細(xì)胞（ERV）中的逆轉(zhuǎn)錄病毒關(guān)鍵基因的表達(dá)，進(jìn)行了如圖15所示的實(shí)驗(yàn)，據(jù)此回答有關(guān)問題：

（1）圖15-甲所示，酶能與表達(dá)載體上的啟動(dòng)子結(jié)合，該酶來

自。以RNA干擾序列為模板經(jīng)過程生成的干擾RNA，通過原則與ERV中逆轉(zhuǎn)錄病毒關(guān)鍵基因的mRNA結(jié)合，導(dǎo)致該基因無法表達(dá)。

（2）被導(dǎo)入表達(dá)載體的ERV稱為ERV。將等量的ERV和ERV分別注射到多只免疫缺陷小

鼠體內(nèi)，結(jié)果如圖15-乙所示。從圖乙可知，兩種腫瘤細(xì)胞在免疫缺陷小鼠體內(nèi)的增長速

率。說明抑制逆轉(zhuǎn)錄病毒基因的表達(dá)對ERV的成瘤能力。

（3）將等量的ERV和ERV分別注射到多只正常小鼠體內(nèi)，一定時(shí)間后，計(jì)算小鼠的，結(jié)果如圖15-丙所示。實(shí)驗(yàn)組注射、小鼠存活率高，證明

了。

31．（16分）下圖1表示某細(xì)菌的抗除草劑基因的部分片段，其中a、b、c分別表示該基

因片段中特定的堿基對。圖2表示該細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)DNA自我復(fù)制及控制多肽合成的過

程。請分析回答：

① ②

KDKDKDAUGGCUUCUUUCCUACCG 甲硫氨酸—丙氨酸—絲氨酸—苯丙氨酸—亮氨酸—脯氨酸UCC CUU 氨基酸的 UUC CCG GCU ACU 部分密碼子 UCU UUA CCC GCACUA CCU

圖1 圖

2（1）圖2所示遺傳信息的傳遞方向是。在真核細(xì)胞內(nèi)，核基因控制的該過程發(fā)

生在同一場所的是（選填序號(hào)）。過程①的產(chǎn)物分子中只有一條單鏈?zhǔn)切?/p>

合成的，因此這種合成方式被稱為。過程②需要_________催化。完成③

時(shí)，一般在一條mRNA上會(huì)結(jié)合多個(gè)核糖體，其意義是。

（2）基因突變是由于，導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)的改變。若圖1中基因位點(diǎn)a的堿基對變

為的堿基對變?yōu)?，位點(diǎn)的突變A C T

對生物性狀表現(xiàn)無影響，其原因是。

（3）若將此抗除草劑基因轉(zhuǎn)入大豆根細(xì)胞中，欲檢測轉(zhuǎn)基因是否成功，應(yīng)將轉(zhuǎn)入目的基因的細(xì)胞培養(yǎng)在含的全營養(yǎng)固體培養(yǎng)基中。抗除草劑基因能在大

豆細(xì)胞中表達(dá)說明。

30．（18分）優(yōu)質(zhì)彩棉是通過多次雜交獲得的品種，其自交后代常出現(xiàn)色彩、纖維長短等

性狀遺傳不穩(wěn)定的問題。請分析回答：

（1）欲解決彩棉性狀遺傳不穩(wěn)定的問題，理論上可直接培養(yǎng)，通過式，快速獲得純合子。但此技術(shù)在彩棉育種中尚未成功。（2）為獲得能穩(wěn)定遺傳的優(yōu)質(zhì)彩棉品種，研究人員以白色棉品種57-4做母本，棕色

彩棉做父本雜交，受粉后存在著精子與卵細(xì)胞不融合但母本仍可產(chǎn)生種子的現(xiàn)象。這樣的種子萌發(fā)后，會(huì)出現(xiàn)少量的父本單倍體植株、母本單倍體植株及由父本和母本單倍體細(xì)胞組成的嵌合體植株。

①欲獲得純合子彩棉，應(yīng)選擇____植株，用秋水仙素處理植株的____，使其體細(xì)胞染色體數(shù)目加倍。②下圖是研究人員在誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍時(shí)的實(shí)驗(yàn)處理和結(jié)果，本實(shí)驗(yàn)的目的是探究

____，實(shí)驗(yàn)效果最好的實(shí)驗(yàn)處理是____。

③欲鑒定枝條中染色體數(shù)目是否加倍，可以通過直接測量比較作出判斷。欲檢測染色體數(shù)目已加倍的植株是否為純合體，在實(shí)踐中應(yīng)采用____的方法，依據(jù)后代是否出現(xiàn)____作出判斷。

30.（18分）

普通甘藍(lán)為二倍體（2n=18），通過育種得到四倍體。

（1）一般得到四倍體植株是利用試劑處理二倍體植株進(jìn)行分裂的部位，上述育種方法是。

（2）二倍體甘藍(lán)正常減數(shù)分裂后產(chǎn)生的細(xì)胞，其染色體彼此為

（3）若減數(shù)第一次分裂前期同源染色體均聯(lián)會(huì)，后期同源染色體分離，使得染色體平均分配到子細(xì)胞中，則四倍體甘藍(lán)減數(shù)分裂后的細(xì)胞中染色體數(shù)為條。

（4）實(shí)際觀察四倍體甘藍(lán)的器官，減數(shù)第一次分裂時(shí)，前期多數(shù)為4或2條同源染色體聯(lián)會(huì)，3條染色體聯(lián)會(huì)或1條染色體單獨(dú)存在的情況占少數(shù)；而中期則出現(xiàn)較多獨(dú)立的1條染色體，且染色體總數(shù)不變，表明聯(lián)會(huì)的染色體會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)象。

（5）上述情況表明：四倍體甘藍(lán)減數(shù)分裂過程出現(xiàn)異常，導(dǎo)致減數(shù)分裂后形成的細(xì)胞中的染色體數(shù)有17、19、21條等，說明細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)了加或減少的現(xiàn)象，使其育性/減弱/增強(qiáng)）。

第二篇：基因表達(dá)調(diào)控習(xí)題

第11單元 基因表達(dá)的調(diào)控和基因工程

（一）名詞解釋

1．操縱子； 2．啟動(dòng)子； 3．增強(qiáng)子； 4．衰減子； 5．反式作用因子； 6．降解物基因活化蛋白；7．克隆技術(shù)； 8．限制性核酸內(nèi)切酶； 9．基因組DNA文庫； 10． cDNA文庫。

（二）填充題

1．正調(diào)控和負(fù)調(diào)控是基因表達(dá)的兩種最基本的調(diào)節(jié)形式，其中原核細(xì)胞常用

模式，而真核細(xì)胞常用

模式。

2．在原核細(xì)胞中，由同一調(diào)控區(qū)控制的一群功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因組成一個(gè)基因表達(dá)調(diào)控單位，稱為，其調(diào)控區(qū)包括

基因和

基因。

3．有些基因的表達(dá)較少受環(huán)境的影響，在一個(gè)生物體的幾乎所有細(xì)胞中持續(xù)表達(dá)，因此被稱為

；另有一些基因表達(dá)極易受環(huán)境的影響，在特定環(huán)境信號(hào)刺激下，相應(yīng)的基因被激活，基因表達(dá)產(chǎn)物增加，這種基因是可的基因，相反，如果基因?qū)Νh(huán)境信號(hào)應(yīng)答時(shí)被抑制，這種基因是可的基因。

4．在基因重組技術(shù)中，切割DNA用，連接DNA用。

5．除噬菌體外，和

也是分子克隆的常用載體。

6．用動(dòng)物病毒DNA改造的基因載體有

和

。用于植物基因工程的常用載體是。

7．將重組質(zhì)粒導(dǎo)入細(xì)菌稱，將噬菌體DNA轉(zhuǎn)入細(xì)菌稱。

8．Southern印跡法、Northern印跡法和Western印跡法是分別用于研究、和

轉(zhuǎn)移和鑒定的幾種常規(guī)技術(shù)。

（三）選擇題（在備選答案中選出1個(gè)或多個(gè)正確答案）

1．一個(gè)操縱子通常含有

A．一個(gè)啟動(dòng)序列和一個(gè)編碼基因

B．一個(gè)啟動(dòng)序列和數(shù)個(gè)編碼基因

C．?dāng)?shù)個(gè)啟動(dòng)序列和一個(gè)編碼基因

D．?dāng)?shù)個(gè)啟動(dòng)序列和數(shù)個(gè)編碼基因

E兩個(gè)啟動(dòng)序列和數(shù)個(gè)編碼基因

2．有關(guān)操縱子學(xué)說的論述，正確的是

A．操縱子調(diào)控系統(tǒng)是真核生物基因調(diào)控的主要方式

B．操縱子調(diào)控系統(tǒng)是原核生物基因調(diào)控的主要方式

C．操縱子調(diào)控系統(tǒng)由調(diào)節(jié)基因、操縱基因、啟動(dòng)子和結(jié)構(gòu)基因組成 D．誘導(dǎo)物與阻遏蛋白結(jié)合啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄

E．誘導(dǎo)物與啟動(dòng)子結(jié)合而啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄

3．轉(zhuǎn)錄因子是

A．調(diào)節(jié)DNA結(jié)合活性的小分子代謝效應(yīng)物

B．調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄延伸速度的蛋白質(zhì)

C．調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄起始速度的蛋白質(zhì)

D．調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物分解速度的蛋白質(zhì)

E．促進(jìn)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物加工的蛋白質(zhì)

4．阻遏蛋白（阻抑蛋白）識(shí)別操縱子中的

A．啟動(dòng)基因

B．結(jié)構(gòu)基因

C．操縱基因

D．內(nèi)含子

E．調(diào)節(jié)基因

5．在下列哪種情況下，乳糖操縱子的轉(zhuǎn)錄活性最高

A．高乳糖，低葡萄糖

B．高乳糖，高葡萄糖

C．低乳糖，低葡萄糖

D．低乳糖，高葡萄糖

E．不一定

6．順式作用元件是指

A．基因的5ˊ側(cè)翼序列

B．基因的3ˊ側(cè)翼序列

C．基因的5ˊ和3ˊ側(cè)翼序列

D．基因的5ˊ和3ˊ側(cè)翼序列以外的序列

E．具有轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)功能的特異DNA序列

7．反式作用因子是指

A．具有激活功能的調(diào)節(jié)蛋白

B．具有抑制功能的調(diào)節(jié)蛋白

C．對自身基因具有激活功能的調(diào)節(jié)蛋白

D．對另一基因具有激活功能的調(diào)節(jié)蛋白

E．對另一基因有調(diào)節(jié)功能的蛋白質(zhì)因子

8．下列關(guān)于限制性內(nèi)切酶的敘述哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的

A．它能識(shí)別DNA特定的堿基順序，并在特定的位點(diǎn)切斷DNA

B．切割點(diǎn)附近的堿基順序一般呈回文結(jié)構(gòu)

C．它能專一性降解經(jīng)甲基化修飾的DNA

D．是重組DNA的重要工具酶

E．主要從細(xì)菌中獲得

9．基因工程中，不常用到的酶是

A．限制性核酸內(nèi)切酶

B．DNA聚合酶

C．DNA解鏈酶

D．DNA連接酶

E．反轉(zhuǎn)錄酶

10下列哪項(xiàng)不能作為表達(dá)載體導(dǎo)入真核細(xì)胞的方法?

A．磷酸鈣轉(zhuǎn)染

B．電穿孔

C．脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染

D．氯化鈣轉(zhuǎn)染

E．顯微注射

11．重組體的篩選方法有

A．抗藥標(biāo)志篩選

B．標(biāo)記補(bǔ)救

C．分子雜交

D．免疫化學(xué)

E．酶聯(lián)免疫檢測

12．cDNA是指

A．在體內(nèi)合成的與病毒DNA或RNA互補(bǔ)的DNA

B．在體外經(jīng)反轉(zhuǎn)錄合成的與DNA互補(bǔ)的DNA

C．在體外經(jīng)轉(zhuǎn)錄合成的與DNA互補(bǔ)的RNA

D．在體外經(jīng)反轉(zhuǎn)錄合成的與RNA互補(bǔ)的DNA

E．在體內(nèi)經(jīng)轉(zhuǎn)錄合成的與DNA互補(bǔ)的RNA

13．建cDNA文庫時(shí)，首先需分離細(xì)胞的

A．染色體DNA

B．線粒體DNA

C．總mRNA

D．tRNA

E．rRNA

（四）判斷題

1．高等真核生物的大部分DNA是不為蛋白質(zhì)編碼的。

2．大多數(shù)管家基因編碼低豐度的mRNA．

3．乳糖可以誘導(dǎo)乳糖操縱子的表達(dá)，所以乳糖對乳糖操縱子的調(diào)控屬于正調(diào)控系統(tǒng)。

4．某些蛋白質(zhì)既可以作為阻遏蛋白又可以作為激活蛋白參與基因表達(dá)的調(diào)控。

5．準(zhǔn)備用原核生物表達(dá)真核基因時(shí)，最好通過cDNA獲取目的基因。

6．用原核生物表達(dá)真核生物的糖蛋白，其表達(dá)產(chǎn)物不會(huì)有正常的生物學(xué)功能。

7．Ti質(zhì)?？梢噪S土壤農(nóng)桿菌進(jìn)入植物細(xì)胞。

8．用λ噬菌體作克隆載體時(shí)，外源DNA片斷越小，克隆的成功率越高。

9．基因克隆選擇的宿主細(xì)胞必須無限制性核酸內(nèi)切酶。

10．采用藍(lán)白斑選擇法時(shí)，藍(lán)色菌落或噬菌斑是含有重組載體的克隆。

（五）分析與計(jì)算題

1．簡述操縱子的基本結(jié)構(gòu)。

2．舉例說明基因表達(dá)的誘導(dǎo)與阻遏，正調(diào)控與負(fù)調(diào)控。

3．概述原核生物基因表達(dá)調(diào)控的特點(diǎn)。

4．概述真核生物基因組的特點(diǎn)。

5．概述真核生物基因表達(dá)調(diào)控的特點(diǎn)。

6．簡答真核生物基因表達(dá)的調(diào)控方式。

7．常用的限制性核酸內(nèi)切酶有哪些特點(diǎn)?

8．在基因克隆中，目的基因有哪些主要來源?

9．什么是cDNA文庫?cDNA文庫與基因組文庫有何差別?

10．用于DNA重組的載體應(yīng)具備什么條件?常用的載體有哪一些?各有何特點(diǎn)?

11．簡述連接目的基因與載體的主要方法?

12．概述篩選和鑒定DNA重組體的常用方法。

參考答案

（一）名詞解釋

1．原核生物的幾個(gè)功能相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因往往排列在一起，轉(zhuǎn)錄生成一個(gè)mRNA，然后分別翻譯成幾種不同的蛋白質(zhì)。這些蛋白可能是催化某一代謝過程的酶，或共同完成某種功能。這些結(jié)構(gòu)基因與其上游的啟動(dòng)子，操縱基因共同構(gòu)成轉(zhuǎn)錄單位，稱操縱子。

順式調(diào)控元件：指可影響自身基因表達(dá)活性的真核DNA序列。根據(jù)順式作用元件在基因中的位置、轉(zhuǎn)錄激活作用的性質(zhì)及發(fā)揮作用的方式，分為啟動(dòng)子、增強(qiáng)子及沉默子等。

2．是RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)周圍的一組轉(zhuǎn)錄控制組件，包括至少一個(gè)轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)。在真核基因中增強(qiáng)子和啟動(dòng)子常交錯(cuò)覆蓋或連續(xù)。有時(shí)，將結(jié)構(gòu)密切聯(lián)系而無法區(qū)分的啟動(dòng)子、增強(qiáng)子樣結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱啟動(dòng)子。

3．是一種能夠提高轉(zhuǎn)錄效率的順式調(diào)控元件，最早是在SV40病毒中發(fā)現(xiàn)的長約200bp的一段DNA，可使旁側(cè)的基因轉(zhuǎn)錄提高100倍，其后在多種真核生物，甚至在原核生物中都發(fā)現(xiàn)了增強(qiáng)子。增強(qiáng)子通常占100～200bp長度，也和啟動(dòng)子一樣由若干組件構(gòu)成，基本核心組件常為8～12bp，可以單拷貝或多拷貝串連形式存在。

4．在原核生物的Trp操縱子結(jié)構(gòu)中，第一個(gè)結(jié)構(gòu)基因與啟動(dòng)子P之間有一個(gè)區(qū)域含Trp密碼子，稱衰減子。當(dāng)環(huán)境中Trp濃度很高時(shí)，它可通過編碼并翻譯，使正在轉(zhuǎn)錄的mRNA形成終止信號(hào)，從而終止Trp操縱子的表達(dá)。這種轉(zhuǎn)錄衰減實(shí)質(zhì)上是轉(zhuǎn)錄與一個(gè)前導(dǎo)肽翻譯過程的偶聯(lián)，它是原核生物特有的一種基因調(diào)控機(jī)制。

5．大多數(shù)真核轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子由某一基因表達(dá)后，通過與特異的順式作用元件相互作用（DNA－蛋白質(zhì)相互作用），或通過與基它調(diào)節(jié)因子的相互作用（蛋白質(zhì)－蛋白質(zhì)相互作用），反式激活另一基因的轉(zhuǎn)錄，故稱反式作用蛋白或反式作用因子。

6．也就是cAMP受體蛋白（cAMP receptor protein，CRP），它與cAMP的復(fù)合物可以促進(jìn)某些原核操縱子（如乳糖操縱子）的轉(zhuǎn)錄。

7． “克隆”作為名詞指相同的分子或細(xì)胞構(gòu)成的群體，或一個(gè)共同的祖先通過無性繁殖所得到的群體，作為動(dòng)詞指獲取“克隆”的過程。克隆技術(shù)特指獲取“克隆”的過程，包括分子克隆，細(xì)胞克隆等技術(shù)。

8．就是識(shí)別DNA的特異序列，并在識(shí)別位點(diǎn)或其周圍切割雙鏈DNA的一類核酸內(nèi)切酶。限制性核酸內(nèi)切酶存在于細(xì)菌體內(nèi)，與相伴存在的甲基化酶共同構(gòu)成細(xì)菌的限制、修飾體系，限制外源DNA，保護(hù)自身DNA，對保持細(xì)菌遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定具有重要意義。限制性核酸內(nèi)切酶分為三類，其中的Ⅱ類酶能特異性在一定的核苷酸序列處切割雙鏈DNA，因而在基因工程中得到廣泛的應(yīng)用。

9．利用限制性核酸內(nèi)切酶將染色體DNA切割成一定大小的片段，將這些片段分子與適當(dāng)?shù)目寺≥d體拼接成重組DNA分子，繼而轉(zhuǎn)入受體菌，使每個(gè)細(xì)菌內(nèi)都攜帶一種重組DNA分子。不同細(xì)菌中的重組DNA分子可能包含不同的染色體DNA片段，這樣，只要得到的轉(zhuǎn)化細(xì)菌所攜帶的重組DNA分子種類足夠多，則全部轉(zhuǎn)化細(xì)菌所攜帶的各種染色體片段就代表了染色體的整個(gè)基因組。存在于轉(zhuǎn)化細(xì)菌內(nèi)，由克隆載體所攜帶的所有基因組DNA片段的集合稱基因組DNA文庫?；蚪MDNA文庫涵蓋了基因組的全部基因信息。

10．以mRNA為模板，經(jīng)反轉(zhuǎn)錄酶催化，在體外反轉(zhuǎn)錄成cDNA，與適當(dāng)?shù)妮d體（常用噬菌體或質(zhì)粒載體）連接后轉(zhuǎn)化受體菌，則每個(gè)細(xì)菌含有一段cDNA，并能繁殖擴(kuò)增，這樣包含著細(xì)胞全部mRNA信息的cDNA克隆集合稱為該組織細(xì)胞的cDNA文庫。基因組含有的基因在特定的組織細(xì)胞中只有一部分表達(dá)，而且處在不同環(huán)境條件、不同分化時(shí)期的細(xì)胞其基因表達(dá)的種類和強(qiáng)度也不盡相同，所以cDNA文庫具有組織細(xì)胞特異性。cDNA文庫顯然比基因組DNA文庫小得多，能夠比較容易從中篩選克隆得到細(xì)胞特異表達(dá)的基因。另外，對真核細(xì)胞來說，從基因組DNA文庫獲得的基因與從cDNA文庫獲得的不同，基因組DNA文庫所含的是帶有內(nèi)含子和外顯子的基因組基因，而從cDNA文庫中獲得的是已經(jīng)過剪接，去除了內(nèi)含子的cDNA。一般來說，從cDNA文庫獲得的基因，因不含內(nèi)含子而片段較小，更適合于用作基因工程的目的基因。由于原核生物不存在將hnRNA加工成mRNA的酶系統(tǒng)，若用原核生物表達(dá)真核基因，則目的基因一定要通過cDNA獲取。

（二）填充題

1．負(fù)調(diào)控，正調(diào)控；

2．啟動(dòng)子，啟動(dòng)，操縱； 3．管家基因，誘導(dǎo)，阻遏； 4．限制性核酸內(nèi)切，DNA連接； 5．質(zhì)粒，病毒； 6．腺病毒載體，反轉(zhuǎn)錄病載體，Ti質(zhì)粒。7．轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)導(dǎo)； 8．DNA，RNA，蛋白質(zhì)；

（三）選擇題（在備選答案中選出1個(gè)或多個(gè)正確答案）

1．（B）操縱子均含有數(shù)個(gè)編碼基因，但啟動(dòng)序列只有1個(gè)。

2．（B，C，D）操縱子調(diào)控系統(tǒng)由調(diào)節(jié)基因，操縱基因，啟動(dòng)子和多個(gè)結(jié)構(gòu)基因組成，是原核生物基因表達(dá)調(diào)控的主要方式，誘導(dǎo)物與組遏蛋白結(jié)合啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。誘導(dǎo)物不能直接與啟動(dòng)子結(jié)合。真核生物不存在操縱子調(diào)控系統(tǒng)。

3．（C）轉(zhuǎn)錄因子是調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄起始的蛋白質(zhì)，對轉(zhuǎn)錄延伸的速度，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物分解的速度和轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工均無影響。

4．（C）操縱基因位于啟動(dòng)基因與結(jié)構(gòu)基因之間，阻遏蛋白與操縱基因結(jié)合后，與啟動(dòng)基因結(jié)合的RNA聚合酶不能轉(zhuǎn)錄結(jié)構(gòu)基因。

5．（A）參與乳糖代謝的三種酶的表達(dá)同時(shí)受控于正負(fù)調(diào)控兩種機(jī)制，只有在正調(diào)控發(fā)揮作用，負(fù)調(diào)控不起作用的時(shí)候，這三種酶才能有效的表達(dá)。當(dāng)培養(yǎng)基中加入乳糖的時(shí)候，參與負(fù)調(diào)控的阻遏蛋白將失去活性，但如果培養(yǎng)基中含有葡萄糖，則細(xì)菌優(yōu)先利用葡萄糖，這時(shí)參與乳糖代謝的酶仍然不能有效的表達(dá)，這是因?yàn)槠咸烟墙档土思?xì)胞內(nèi)的cAMP水平，而cAMP濃度的降低，導(dǎo)致降解物激活蛋白喪失活性，正調(diào)控的機(jī)制失去作用，這時(shí)三種酶不可能正常的表達(dá)。

6．（E）順式作用元件是對某基因自身有調(diào)節(jié)功能的DNA序列，其中的啟動(dòng)子多在基因的5ˊ側(cè)翼，但增強(qiáng)子既可以在5ˊ側(cè)翼，又可以在3ˊ側(cè)翼，一般距基因較遠(yuǎn)。有些順式作用元件甚至可以在基因內(nèi)部。

7．（E）反式作用因子是指對另一基因的表達(dá)有激活或抑制作用的蛋白質(zhì)因子。

8．（C）限制性核酸內(nèi)切酶主要存在于細(xì)菌，它可以水解外源DNA，而自身DNA因在特定位點(diǎn)被甲基化而可以免遭水解。限制性核酸內(nèi)切酶由于可識(shí)別特定的堿基序列并在特定的位點(diǎn)切割雙鏈DNA，因而在基因工程中得到廣泛的使用。

9．（C）DNA聚合酶可用來獲取目的基因，測序和PCR等項(xiàng)工作，限制性核酸內(nèi)切酶用于DNA酶切片段長度的多態(tài)性分析，載體和目的基因的特異性切割等工作，DNA連接酶可用于基因重組的連接反應(yīng)。DNA解鏈酶在基因工程中幾乎用不到。

10．（D）CaCl2處理受體細(xì)胞是提高細(xì)菌轉(zhuǎn)化率的常用方法，不適用于真核生物，題中列出的其余4種方法均可用于將表達(dá)載體導(dǎo)入真核細(xì)胞。

11．（A，B，C，D，E）題中列出的5種方法均可用于重組體的篩選。

12．（D）cDNA指在體外經(jīng)反轉(zhuǎn)錄合成的與RNA互補(bǔ)的DNA。

13．（C）cDNA文庫應(yīng)包含某一細(xì)胞在某一狀態(tài)下所表達(dá)的基因，因此，構(gòu)建cDNA文庫首先要分離細(xì)胞的總mRNA。

（四）判斷題

1．對。高等真核生物的DNA中含有不少高度重復(fù)序列的非編碼序列，基因內(nèi)部又有內(nèi)含子，不少基因內(nèi)含子的總長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外顯子。因此，真核生物的編碼區(qū)只占DNA總長度的一小部分，一般認(rèn)為，編碼區(qū)不超過總長度的5%。

2．對。管家基因是持續(xù)表達(dá)的，mRNA豐度不高，但壽命較長，翻譯效率較高。

3．錯(cuò)。乳糖被轉(zhuǎn)化為別乳糖后，與乳糖操縱子調(diào)節(jié)基因產(chǎn)生的阻遏蛋白結(jié)合，使阻遏蛋白失去活性。由于這一調(diào)控方式起作用的是阻遏蛋白，故屬于負(fù)調(diào)控。

4．對。某些蛋白質(zhì)能夠與DNA分子的不同區(qū)域結(jié)合，分別發(fā)揮激活蛋白或阻遏蛋白的作用。

5．對。真核生物的基因多數(shù)含有內(nèi)含子，原核生物缺乏從轉(zhuǎn)錄初級(jí)產(chǎn)物切除內(nèi)含子的加工系統(tǒng)，另外，如果將基因組DNA作為目的基因，基因片段因含有內(nèi)含子而過大，也會(huì)降低基因轉(zhuǎn)移的成功率。cDNA是以成熟mRNA為模板經(jīng)過反轉(zhuǎn)錄制成的，不含內(nèi)含子，適合于作為目的基因用于基因的克隆或表達(dá)。

6．對。原核生物缺乏真核生物的翻譯后加工系統(tǒng)。不能對蛋白質(zhì)進(jìn)行糖基化。因此，表達(dá)糖蛋白要用真核表達(dá)系統(tǒng)。

7．錯(cuò)。土壤農(nóng)桿菌可以促進(jìn)Ti質(zhì)粒進(jìn)入植物細(xì)胞，但農(nóng)桿菌本身并不進(jìn)入植物細(xì)胞。

8．錯(cuò)。λ噬菌體的外殼蛋白只能包裝長度為 噬菌體DNA78%～105%的DNA，若外源DNA片段太小，重組體DNA的長度小于 噬菌體DNA的78%，就不能在體外包裝成噬菌體，因而，克隆很難成功。

9．對。如果宿主細(xì)胞有限制性核酸內(nèi)切酶，將會(huì)水解進(jìn)入宿主細(xì)胞的重組體DNA，導(dǎo)致克隆失敗。

10．錯(cuò)。采用藍(lán)的斑選擇法時(shí)，克隆位點(diǎn)被選在表達(dá) －肽的基因內(nèi)，含有空載體的受體菌可以在IPTG（異丙基硫代－ －D－半乳糖苷）的誘導(dǎo)下，表達(dá) －肽，通過與受體菌的 －互補(bǔ)，能夠水解X－gal（5－溴－4氯－3－吲哚 － －D－半乳糖苷）生成藍(lán)色的水解產(chǎn)物，因而菌落或噬菌斑為藍(lán)色。含有重組DNA的受體菌，由于外源基因插入表達(dá) －肽的基因內(nèi)，不能表達(dá) －肽，因而，菌落或噬菌斑為白色。

（五）分析與計(jì)算題

1．操縱子的調(diào)控區(qū)有一個(gè)操縱序列，一個(gè)啟動(dòng)序列及一個(gè)CAP位點(diǎn)，調(diào)控區(qū)下游有幾個(gè)結(jié)構(gòu)基因，還有一個(gè)調(diào)節(jié)基因編碼阻遏蛋白，阻遏蛋白與操縱序列結(jié)合，使操縱子受阻遏而處于關(guān)閉狀態(tài)。若cAMP 與CAP結(jié)合，形成的復(fù)合物與CAP位點(diǎn)結(jié)合，可增大操縱子的轉(zhuǎn)錄活性。阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)和CAP的正性調(diào)節(jié)共同調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)，操縱子機(jī)制在原核基因表達(dá)調(diào)控中具有較善遍的意義，因其多是幾個(gè)功能相關(guān)基因串聯(lián)于同一操縱子上，故在同一啟動(dòng)序列控制下，可轉(zhuǎn)錄出能為多種蛋白質(zhì)編碼的mRNA，即多順反子mRNA。

2．在特定的環(huán)境信號(hào)刺激下，相應(yīng)的基因被激活，基因表達(dá)產(chǎn)物增加，則這種基因是可誘導(dǎo)的?？烧T導(dǎo)基因在特定的環(huán)境中表達(dá)增強(qiáng)的過程稱為誘導(dǎo)。例如有DNA損傷時(shí)，修復(fù)酶基因就會(huì)在細(xì)菌內(nèi)被誘導(dǎo)激活，使修復(fù)酶的活性增加。相反，如果基因?qū)Νh(huán)境信號(hào)應(yīng)答時(shí)被抑制則這種基因是可阻遏的，可阻遏基因表達(dá)產(chǎn)物水平降低的過程稱為阻遏，例如，當(dāng)培養(yǎng)液中色氨酸供應(yīng)充分時(shí)，在細(xì)菌內(nèi)編碼色氨酸合成相關(guān)酶的基因表達(dá)會(huì)被抑制。如果某種基因在沒有調(diào)節(jié)蛋白存在時(shí)是表達(dá)的，加入某種調(diào)節(jié)蛋白后基因表達(dá)活性便被關(guān)閉，這樣的控制為負(fù)調(diào)控。例如，乳糖操縱子。相反，若某種基因在沒有調(diào)節(jié)蛋白存在時(shí)是關(guān)閉的，加入某種調(diào)節(jié)蛋白后基因活性就被開啟，這種控制稱為正調(diào)控。例如代謝物阻遏。

3．原核基因表達(dá)調(diào)控與真核存在很多共同之處，但因原核生物沒有細(xì)胞核和亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，其基因組結(jié)構(gòu)要比真核生物簡單，基因表達(dá)的調(diào)控因此而比較簡單。雖然原核基因的表達(dá)也受轉(zhuǎn)錄起始、轉(zhuǎn)錄終止、翻譯調(diào)控及RNA、蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性等多級(jí)調(diào)控，但其表達(dá)開、關(guān)的關(guān)鍵機(jī)制主要發(fā)生在轉(zhuǎn)錄起始。其特點(diǎn)包括以下3方面：（1）σ因子決定RNA聚合酶的識(shí)別特異性：原核生物只有一種RNA聚合酶，核心酶催化轉(zhuǎn)錄的延長，亞基識(shí)別特異啟動(dòng)序列，即不同的 因子協(xié)助啟動(dòng)不同基因的轉(zhuǎn)錄。（2）操縱子模型的普遍性：除個(gè)別基因外，原核生物絕大數(shù)基因按功能相關(guān)性成簇地連續(xù)排列在染色體上，共同組成一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位即操縱子，如乳糖操縱子等。一個(gè)操縱子含一個(gè)啟動(dòng)序列及數(shù)個(gè)編碼基因。在同一個(gè)啟動(dòng)序列控制下，轉(zhuǎn)錄出多順反子mRNA。（3）阻遏蛋白與阻遏機(jī)制的普遍性：在很多原核操縱子系統(tǒng)，特異的阻遏蛋白是控制啟動(dòng)序列活性的重要因素。當(dāng)阻遏蛋白與操縱基因結(jié)合或解離時(shí)，結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄被阻遏或去阻遏。

4（1）基因組結(jié)構(gòu)龐大：哺乳動(dòng)物基因組DNA由約 bp的核苷酸組成。大約有3萬個(gè)左右的基因，90%以上的DNA不為蛋白質(zhì)編碼。真核細(xì)胞DNA與組蛋白結(jié)合形成復(fù)雜的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)，基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制更加復(fù)雜。（2）單順反子：真核基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順反子，即一個(gè)編碼基因轉(zhuǎn)錄生成一個(gè)mRNA分子，經(jīng)翻譯生成一條多肽鏈。許多蛋白質(zhì)由幾條不同的多肽鏈組成，因此存在多個(gè)基因的協(xié)調(diào)表達(dá)。（3）重復(fù)序列：重復(fù)序列在真核DNA中普遍存在，重復(fù)序列長短不一，短的在10個(gè)核苷酸以下，長的達(dá)數(shù)百，乃至上千個(gè)核苷酸。據(jù)重復(fù)頻率不同分為高度重復(fù)序列、中度重復(fù)序列及單拷貝序列。（4）基因的不連續(xù)性：結(jié)構(gòu)基因的兩側(cè)有不被轉(zhuǎn)錄的非編碼序列，往往是基因表達(dá)的調(diào)控區(qū)。在編碼基因內(nèi)部有一些不為蛋白質(zhì)編碼的間隔序列，稱內(nèi)含子，而編碼序列稱外顯子，因此真核基因是不連續(xù)的。

5．同原核生物一樣，真核基因表達(dá)調(diào)控的最基本環(huán)節(jié)也是轉(zhuǎn)錄起始，而且某些機(jī)制是相同的，但也存在明顯差別：（1）RNA聚合酶：真核有3種RNA聚合酶，分別負(fù)責(zé)3種RNA轉(zhuǎn)錄。（2）活性染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變化：當(dāng)基因被激活時(shí)，可觀察到染色體相應(yīng)區(qū)域發(fā)生結(jié)構(gòu)和性質(zhì)變化。包括對核酸酶敏感，DNA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化，DNA堿基修飾變化和組蛋白變化。（3）正調(diào)節(jié)占主導(dǎo)地位：真核RNA聚合酶對啟動(dòng)子的親和力極小或根本沒有實(shí)質(zhì)性的親和力，二者的結(jié)合必須依賴一種或多種激活蛋白。盡管發(fā)現(xiàn)少量基因存在負(fù)性順式作用元件，但普遍存在的是正性調(diào)節(jié)機(jī)制。（4）轉(zhuǎn)錄與翻譯分隔進(jìn)行：真核細(xì)胞有胞核及胞質(zhì)等區(qū)間分布，轉(zhuǎn)錄與翻譯在不同亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)中進(jìn)行。（5）轉(zhuǎn)錄后加工：真核基因的內(nèi)含子和外顯子均被轉(zhuǎn)錄，內(nèi)含子在轉(zhuǎn)錄后要被剪接去除，使外顯子連接在一起，形成成熟的mRNA。不同剪接方式可形成不同的mRNA，翻譯出不同的多肽鏈。因此，轉(zhuǎn)錄后加工是真核基因表達(dá)調(diào)控的另一重要環(huán)節(jié)。

6．（1）DNA水平的調(diào)控：a．基因丟失，即DNA片段或部分染色體的丟失，如蛔蟲胚胎發(fā)育過程有27%的DNA丟失。b．基因擴(kuò)增，即特定基因在特定階段的選擇性擴(kuò)增，如非洲爪蟾卵母細(xì)胞中的rDNA是體細(xì)胞的4000倍。c．DNA序列的重排，如哺乳動(dòng)物免疫球蛋白各編碼區(qū)的連接。d．染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化，通過異染色質(zhì)關(guān)閉某些基因的表達(dá)。e．DNA的修飾，如DNA的甲基化關(guān)閉某些基因的活性。（2）轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控。a．染色質(zhì)的活化，如核小體結(jié)構(gòu)的解開、非組蛋白的作用等。b．轉(zhuǎn)錄因子的作用，轉(zhuǎn)錄因子與RNA聚合酶及特定的DNA序列（啟動(dòng)子、增強(qiáng)子）相互作用實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)錄的調(diào)控。（3）轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)控。a．mRNA前體的加工，如5′端加帽、3′端加尾、拼接、修飾、編輯等。B．mRNA的選擇性拼接，如抗體基因的選擇性拼接。（4）翻譯水平的調(diào)控。a．控制mRNA的穩(wěn)定性，如5′端的帽子結(jié)構(gòu)、3′端polyA尾巴和mRNA與蛋白質(zhì)的結(jié)合有利于mRNA的穩(wěn)定。b．反義RNA的作用，反義RNA可以選擇性抑制某些基因的表達(dá)。c．選擇性翻譯，如血紅素缺乏時(shí)，通過級(jí)聯(lián)反應(yīng)使eIF2磷酸化。d．抑制翻譯的起始。（5）翻譯后水平的調(diào)控。a．多肽鏈的加工和折疊，如糖基化、乙?；⒘姿峄?、二硫鍵形成、蛋白質(zhì)的降解。b．氨基酸的重排，如合成伴刀豆蛋白A時(shí)，氨基酸序列大幅度地被剪接重排。c．通過肽鏈的斷裂等的加工方式產(chǎn)生不同的活性多肽。

7．Ⅱ型限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶）是基因工程中常用的重要工具酶，是一類能識(shí)別雙鏈DNA分子中特異核苷酸序列的核酸內(nèi)切酶，常用的限制酶主要有以下特點(diǎn)：（1）均來自于微生物，并以其來源的微生物學(xué)名進(jìn)行命名；（2）相對分子質(zhì)量小，僅需Mg2＋作為輔助因子，無需ATP；（3）識(shí)別特異性DNA雙鏈順序，在序列內(nèi)特異切割產(chǎn)生特異性DNA片段；（4）識(shí)別序列長度為連續(xù)的4/6/8bp；（5）識(shí)別序列呈二重旋轉(zhuǎn)對稱，稱回文結(jié)構(gòu)，富含GC；（6）有3種切口：5′端突出的黏性末端（如HindⅢ），3′端突出的黏性末端（如Pst Ⅰ）和平末端（如H加工）。

8．（1）從染色體DNA中直接分離：主要針對原核生物。（2）化學(xué)合成法：由已知多肽的氨基酸序列，推得編碼這些氨基酸的核苷酸序列，利用DNA合成儀人工合成其基因。（3）從基因組DNA文庫中篩選分離組織/細(xì)胞染色體DNA：利用限制性核酸內(nèi)切酶將染色體DNA切割成片段，與適當(dāng)?shù)目寺≥d體連接后轉(zhuǎn)入受體菌擴(kuò)增，即獲得基因組DNA文庫，用核酸探針將所需目的基因從基因文庫中“釣”取出來。（4）從文庫中篩選cDNA：提取mRNA，利用反轉(zhuǎn)錄酶合成與其互補(bǔ)的DNA（cDNA）分子，再復(fù)制成雙鏈cDNA片段，與適當(dāng)載體連接后轉(zhuǎn)入受體菌，即獲得cDNA文庫，然后采用適當(dāng)方法從cDNA文庫中篩選出目的cDNA。（5）用PCR從基因組DNA或cDNA中擴(kuò)增目的基因。

9．同mRNA互補(bǔ)的DNA稱為cDNA。cDNA文庫是以某一細(xì)胞的總mRNA為模板，在無細(xì)胞系統(tǒng)中，在反轉(zhuǎn)錄酶的作用下，首先合成互補(bǔ)DNA的第一鏈，破壞RNA模板后，再以第一鏈為模板合成第二鏈，得到雙鏈cDNA。選用適合的載體，與合成的cDNA重組，導(dǎo)入寄主細(xì)胞，經(jīng)篩選得到的cDNA克隆群稱為cDNA文庫。由于cDNA技術(shù)合成的是不含內(nèi)含子的功能基因，因此是克隆真核生物基因的一種通用方法。由于細(xì)胞內(nèi)的基因在表達(dá)的時(shí)間上并非是統(tǒng)一的，具有發(fā)育的階段性和時(shí)間性，有些則需要特殊的環(huán)境條件。所以，cDNA文庫不可能構(gòu)建得十分完全，也就是說任何一個(gè)cDNA文庫都不可能包含某一生物的全部編碼基因。cDNA文庫與基因組文庫的主要差別是：（1）基因組文庫克隆的是任何基因，包括未知功能的DNA序列，cDNA文庫克隆的是具有蛋白質(zhì)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)基因，包括調(diào)節(jié)基因。（2）基因組文庫克隆的是全部遺傳信息，不受時(shí)空影響，cDNA文庫克隆的是被轉(zhuǎn)錄DNA序列（因它受發(fā)育和調(diào)控因子的影響）。（3）基因組文庫中的編碼基因是含有內(nèi)含子和外顯子，而cDNA克隆的基因不含內(nèi)含子。

10．DNA重組載體應(yīng)具備的條件：（1）能自主復(fù)制；（2）具有一種或多種限制性內(nèi)切酶的單一切割位點(diǎn)，并在位點(diǎn)中插入外源基因后，不影響其復(fù)制功能；（3）具有1～2個(gè)篩選標(biāo)記；（4）克隆載體必須是安全的，不應(yīng)含有對受體細(xì)胞有害的基因，并且不會(huì)任意轉(zhuǎn)入其他生物細(xì)胞；（5）易于操作，轉(zhuǎn)化效率高。常用的基因載體有以下幾種：（1）質(zhì)粒：是細(xì)菌染色體以外的小型環(huán)狀雙鏈DNA分子，本身有復(fù)制功能，且?guī)в心承┻x擇信息，但可插入的目的基因片段較小。（2）噬菌體DNA：是一種病毒DNA，能插入比較大的外源DNA片段，在DNA分子上有多種限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)，便于多種外源DNA酶切片段的克隆。（4）柯斯質(zhì)粒載體和酵母人工染色體：前者結(jié)合了質(zhì)粒和 噬菌體載體的優(yōu)點(diǎn)，也是一種環(huán)形雙鏈DNA分子，具有質(zhì)粒的性質(zhì)，可以轉(zhuǎn)化大腸桿菌，并自行復(fù)制和增殖，但它不會(huì)產(chǎn)生子代噬菌體，構(gòu)建成的此種載體較小，因此能插入比較大的外源DNA片段，所以被廣泛地用于構(gòu)建基因組文庫。后者既含有大腸桿菌來源的質(zhì)粒復(fù)制起始位點(diǎn)，又含有酵母菌染色體DNA著絲點(diǎn)，端粒和復(fù)制起始位點(diǎn)的序列，以及合適的選擇標(biāo)記基因，可在轉(zhuǎn)化的酵母菌細(xì)胞內(nèi)，按染色體DNA復(fù)制的形式復(fù)制重組DNA，容納外源DNA片段的能力比前3種載體大得多。

11．（1）黏性末端連接：用同一限制酶切割載體及目的基因后，產(chǎn)生完全相同的黏性末端，可以用DNA連接酶直接進(jìn)行共價(jià)連接?；騼煞N不同的限制性核酸內(nèi)切酶切割產(chǎn)生的配伍末端（相同類型的黏性末端）之間也可以進(jìn)行黏性末端連接。（2）平端連接：某些限制酶切割DNA后產(chǎn)生平頭末端，由于平頭末端5′端帶有磷酸，3′帶有游離羥基，可在DNA連接酶作用下直接連接，并且不管末端序列如何均可連接，但連接效率要比黏性末端之間的連接低。（3）同聚物加尾連接：利用同聚物序列，如多聚A與多聚T之間的退火作用完成連接。如果載體和目的基因上找不到共同的酶切點(diǎn)時(shí)，可經(jīng)不同的限制酶切割后，用單鏈核酸酶將其各自的黏性末端切平，在末端核苷酸轉(zhuǎn)移酶作用下，在DNA片段末端加上同聚物序列，制造出黏性末端，而后連接。（4）人工接頭連接：將磷酸化接頭連到平末端，使產(chǎn)生新的限有制性酶切核酸酶位點(diǎn)，再用限制酶切割，產(chǎn)生黏性末端后連接。

12．在轉(zhuǎn)基因操作以后，載體只能進(jìn)入部分宿主細(xì)胞，即使含有載體的細(xì)胞，也并非都含有目的基因，有些宿主細(xì)胞可能含有自身連接成環(huán)的載體分子或非目的基因與載體形成的重組體。因此，須在不同層次不同水平上進(jìn)行篩選和鑒定，以確定哪一菌落所含的重組DNA分子確實(shí)帶有目的基因，這一過程為篩選。根據(jù)載體體系、宿主細(xì)胞特性及外源基因在受體細(xì)胞表達(dá)情況的不同，可采用：（1）直接選擇法：針對載體攜帶某種或某些標(biāo)志基因和目的基因，直接測定該基因或基因表型的方法。a．抗藥標(biāo)志的篩選：載體具有某種抗生素的抗性基因，在轉(zhuǎn)化后只有含載體的細(xì)菌才能在含該抗生素的培養(yǎng)平板上生長并形成單菌落，而未轉(zhuǎn)化細(xì)胞則不能生長，這樣即可將轉(zhuǎn)化菌與非轉(zhuǎn)化菌區(qū)別開來。b．插入失活法：將目的基因插入載體某一耐藥基因內(nèi)使該基因失活，可區(qū)分單純載體或重組載體（含目的基因）的轉(zhuǎn)化菌落。如pBR322含ampr、Tetr雙抗藥基因，若將目的基因插入載體的Tetr基因中，則含目的基因的轉(zhuǎn)化細(xì)胞只能在含Amp的培養(yǎng)液中生長，而不能在含Tet的培養(yǎng)液中生長。c．標(biāo)志補(bǔ)救：若克隆的基因能在宿主菌表達(dá)，且表達(dá)產(chǎn)物與宿主菌的營養(yǎng)缺陷互補(bǔ)，那么就可以利用營養(yǎng)突變菌株進(jìn)行篩選，這稱為標(biāo)志補(bǔ)救。如重組體為亮氨酸自養(yǎng)型（Leu＋），將重組子導(dǎo)入亮氨酸異養(yǎng)型（Leu－）的宿主細(xì)胞后，在不含Leu的培養(yǎng)液中可生長，而不含重組體的細(xì)胞則不能生長。－互補(bǔ)法篩選（見43題）也是一種標(biāo)志補(bǔ)救選擇方法。d．酶切圖譜篩選：分別挑取獨(dú)立的菌落，培養(yǎng)后快速提取重組體DNA，用重組時(shí)所采用的限制酶切割后，進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳，可以從DNA片段的大小和有無判斷所選的菌落是否為陽性克隆。e．核酸雜交篩選：將轉(zhuǎn)化子DNA或克隆的DNA分子片段轉(zhuǎn)移至合適的膜上，利用標(biāo)記探針進(jìn)行雜交，直接選擇并鑒定目的基因。f．原位雜交篩選：是將待選菌在平板上培養(yǎng)成菌落，按相應(yīng)位置（原位）轉(zhuǎn)移至合適的膜上，經(jīng)變性使膜上的DNA成單鏈，再與標(biāo)記的探針（與目的基因互補(bǔ)）雜交，找出平板上的菌落位置，即為重組的陽性菌落。（2）免疫學(xué)方法篩選：利用特異抗體與目的基因表達(dá)產(chǎn)物的特異相互作用進(jìn)行篩選。這種方法不直接鑒定基因，屬非直接篩選法。分為免疫化學(xué)方法及酶聯(lián)免疫檢測分析等?；镜墓ぷ髟硎菍傊囵B(yǎng)板上的轉(zhuǎn)化子菌落經(jīng)氯仿蒸汽裂解、釋放抗原，再將固定有抗血清的膜覆蓋在裂解菌落上，在膜上得到抗原抗體復(fù)合物，最后用合適的方法檢出陽性反應(yīng)菌落。

第三篇：基因的表達(dá).教案

一、第四章 基因的表達(dá)

第一節(jié) 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成（一）教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)方面了解什么叫基因的表達(dá)； 大概了解基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成所要經(jīng)歷的兩大過程；

詳細(xì)學(xué)習(xí)RNA；

詳細(xì)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)錄。

能力方面運(yùn)用類比的方法，比較RNA和DNA之間的異同點(diǎn)； 學(xué)習(xí)觀察轉(zhuǎn)錄的模擬圖，并結(jié)合自己的空間想象力，理解并能熟練描述轉(zhuǎn)錄的 整個(gè)過程。

情感方面 通過學(xué)習(xí)基因的表達(dá)，了解恢復(fù)已經(jīng)滅絕的生物，或者拯救瀕危生物的途徑之一

是利用它們的DNA的原因，增強(qiáng)學(xué)生對其他生物的保護(hù)意識(shí)。

二、教學(xué)重點(diǎn)，難點(diǎn)，以及解決方法

1教學(xué)重點(diǎn)

（1）RNA的結(jié)構(gòu)，種類，以及它與DNA的區(qū)別

解決方法：學(xué)生首先帶著教師提出的問題閱讀教材，尋找答案；然后完成教師 設(shè)計(jì)的表格加強(qiáng)了解。

（2）轉(zhuǎn)錄的概念，所需條件和整個(gè)過程

解決方法：學(xué)生亦是首先帶著教師提出的問題研讀教材的文字和圖形，然后討論完成教師所設(shè)計(jì)的問題，最后，觀察轉(zhuǎn)錄模擬圖，自己表述整個(gè)過程。

教學(xué)難點(diǎn)

（1）

DNA和RNA的異同

解決方法：教師設(shè)計(jì)表格，學(xué)生討論后自己完成。（3）轉(zhuǎn)錄過程中的堿基互補(bǔ)配對原則

解決方法：學(xué)生閱讀教材，完成教師設(shè)計(jì)的填空題；教師多舉例子，學(xué)生回答熟悉。

三、課時(shí)安排：2課時(shí)（此為第一課時(shí)）

四、學(xué)生活動(dòng)：指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，找出知識(shí)點(diǎn)，小組討論，回答相關(guān)問題。

五、教學(xué)過程 導(dǎo)課:展示教材內(nèi)容，明確本章和本節(jié)課所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，由教材的“問題探討”引

出本節(jié)課； 基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的兩的過程—轉(zhuǎn)錄和翻譯； 由基因和蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)存在的空間差異矛盾，引出“幫手”—RNA的學(xué)習(xí)。

（1）RNA的中文名稱；

（2）RNA的基本單位；

（3）RNA和DNA的比較（填表格）

（4）RNA的種類 4 轉(zhuǎn)錄

（1）轉(zhuǎn)錄的概念；

（2）轉(zhuǎn)錄所需的原料，模板，能量，酶；

（3）轉(zhuǎn)錄的過程（完成填空）5 完成P64“思考與討論” 6 課堂回顧

六、作業(yè)布置（略）

七、板書設(shè)計(jì)（略）

生物組

張亞

第四篇：基因的表達(dá)教學(xué)設(shè)計(jì)方案

基因的表達(dá)教學(xué)設(shè)計(jì)方案

【教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)及解決辦法】

1．教學(xué)重點(diǎn)：染色體、DNA和基因三者之間的關(guān)系和基因的本質(zhì)。2．教學(xué)難點(diǎn)：基因控制蛋白質(zhì)合成的過程和原理。3．教學(xué)疑點(diǎn)：

（1）蛋白質(zhì)和性狀的關(guān)系。

（2）DNA的兩條鏈都能轉(zhuǎn)錄嗎？ 4．解決辦法：

（1）強(qiáng)調(diào)是重要的基本概念，引起學(xué)生重視。

（2）加強(qiáng)三者之間關(guān)系的舉例與解析。

（3）配合圖示（課本第12頁圖6－7）說明染色體和基因間的關(guān)系。

（4）重視學(xué)生閱讀、理解和記憶。

（5）對遺傳效應(yīng)的內(nèi)容要舉例解釋清楚。

（1）運(yùn)用蛋白質(zhì)合成示意圖形象說明轉(zhuǎn)錄、翻譯的場所、模板、原料、工具等；

（2）對RNA和DNA的組成進(jìn)行比較，RNA的種類及每種RNA的功能要舉例講清楚；

（3）注意t RNA的反密碼子和所攜帶的氨基酸的密碼子不要混淆；

（4）對3種堿基互補(bǔ)配對原則“要挑出來講明用途”；

（5）用電報(bào)的信息轉(zhuǎn)換類比說明轉(zhuǎn)錄、翻譯的概念。

（1）蛋白質(zhì)與性狀——舉例說明不同的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)就是不同的性狀?；蚩刂频鞍踪|(zhì)的合成，就是控制性狀。

（2）DNA的兩條鏈都能轉(zhuǎn)錄嗎？——不能。對還有疑問的學(xué)生用DNA結(jié)構(gòu)掛圖或書中的插圖講解說明兩條鏈方向不同。（注：轉(zhuǎn)錄的只是其中一條鏈即35－55鏈，這在DNA的立體結(jié)構(gòu)中已埋下伏筆）?！菊n時(shí)安排】 2課時(shí)?！窘虒W(xué)過程】

第一課時(shí)

引言：DNA分子是怎樣控制遺傳性狀的呢？現(xiàn)代遺傳學(xué)的研究認(rèn)為，基因是決定生物性狀的基本單位。那么，基因與DNA有什么關(guān)系呢？

1．基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段

講述：每個(gè)染色體含有一個(gè)DNA分子，每個(gè)DNA分子有很多基因，基因是什么？

（l）基因的概念：基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的功能單位和結(jié)構(gòu)單位，是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。此概念有三個(gè)要點(diǎn)：

①基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段

這就是說，基因是DNA的片段，但必須具有遺傳效應(yīng)（指具有復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、重組突變及調(diào)控等功能）。有的DNA片段屬間隔區(qū)段，沒有控制性狀的作用，這樣的DNA片段就不是基因。

②基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的功能單位

舉例：豌豆高莖基因控制高的性狀，使豌豆長到大約2米高；豌豆矮莖基因控制矮的性狀，使豌豆長到約30厘米。

紫茉莉紅花的基因控制紅花性狀，開紅花。

狗的直毛有直毛基因控制；人的黑發(fā)有黑發(fā)基因控制。

③基因是控制性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位

控制某種性狀的基因有特定的DNA片段，蘊(yùn)含特定的遺傳信息，可以切除，可以拼接到其他生物的DNA上，從而獲得某種性狀的表達(dá)，故基因是結(jié)構(gòu)單位。

例如：把牛的胰島素基因拼接到大腸桿菌的DNA上，大腸桿菌可以生產(chǎn)胰島素。

（2）基因的位置：染色體是基因的載體，基因在染色體上呈直線排列（銀幕顯示第12頁圖6－7：果蠅某一條染色體上的幾個(gè)基因）。

問：那么，構(gòu)成DNA的基本單位是什么？

學(xué)生答出：脫氧核苷酸。

又問：有幾種脫氧核苷酸？

學(xué)生回答：4種（它們分別是：略）

（3）基因的化學(xué)組成：每個(gè)基因含有成百上千個(gè)脫氧核苷酸。

講述：基因的脫氧核苷酸排列順序代表遺傳信息。例如：白花基因有特定的脫氧核苷酸排列順序，這樣特定的排列順序就代表白花的遺傳信息。上一代傳給下一代的是遺傳信息而不是白花的本身，在下一代就可以將白花遺傳信息表達(dá)為白花。

（4）基因不同的實(shí)質(zhì)：不同的基因，四種脫氧核苷酸的排列順序不同，但是每個(gè)基因都有特定的排列順序（可舉例說明之入

學(xué)生看書12－13頁《基因——有遺傳效應(yīng)的DNA片段》。

要求：

①對基因的概念在理解的基礎(chǔ)上記憶，這是一個(gè)很重要的基本概念。

②理解基因一DNA—染色體之間的關(guān)系。

教師最后歸納：基因是DNA分子上具有一定遺傳效應(yīng)的DNA片段，在染色體上呈直線排列，是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能單位。

2．基因的表達(dá)

講述：基因不僅可以通過復(fù)制把遺傳信息傳遞給下一代，還可以使遺傳信息以一定的方式反映到蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)上來，從而使后代表現(xiàn)出與親代相似的性狀，遺傳學(xué)上把這一過程叫做基因的表達(dá)。如：

從上述圖示中可以看到，復(fù)制和表達(dá)遺傳信息是基因的基本功能。那么，是如何表達(dá)的呢？

3．基因控制蛋白質(zhì)的合成

講述：生物的性狀主要通過蛋白質(zhì)來體現(xiàn)的。比如，魚的肌肉由魚的肌肉蛋白質(zhì)來體現(xiàn)；牛的肌肉由牛的肌肉蛋白質(zhì)來體現(xiàn)；雞的肌肉由雞的肌肉蛋白質(zhì)來體現(xiàn)。我們能吃出魚肉、牛肉、雞肉味道的不同，就是因?yàn)樗鼈兊牡鞍踪|(zhì)結(jié)構(gòu)不同，因而體現(xiàn)了各自不同的性狀。

基因控制性狀就是通過控制蛋白質(zhì)合成來實(shí)現(xiàn)的?；蚩杀扔鳛閷?dǎo)演，蛋白質(zhì)可比喻為演員?；蛑饕嬖谟诩?xì)胞核的染色體上（細(xì)胞核基因），而合成蛋白質(zhì)是在細(xì)胞質(zhì)里進(jìn)行的。

那么，遺傳信息怎樣由細(xì)胞核到細(xì)胞質(zhì)呢？這需要通過另一種核酸——RNA。

銀幕顯示DNA和RNA的區(qū)別，讓學(xué)生比較不同之處。

RNA與DNA的區(qū)別有兩點(diǎn)：

①嘧啶堿有一個(gè)不同。RNA是尿嘧啶，DNA則為胸腺嘧啶。

②五碳糖不同：RNA是核糖，DNA是脫氧核糖，這樣一來組成RNA的基本單位就是核糖核苷酸，DNA則為脫氧核苷酸。

（三）總結(jié)

遺傳的主要物質(zhì)是DNA，基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，在染色體上呈直線排列，基因的不同就是脫氧核苷酸排列順序不同，不同的基因含有不同的遺傳信息。

基因控制性狀就是通過控制蛋白質(zhì)合成來實(shí)現(xiàn)的，DNA的遺傳信息又是通過RNA來傳遞的。

（四）布置作業(yè)

1．細(xì)胞內(nèi)與遺傳有關(guān)的物質(zhì)，從簡單到復(fù)雜的結(jié)構(gòu)層次是（）

A．基因→DNA→脫氧核苷酸→染色體

B．脫氧核苷酸→基因→DNA→色體

C．脫氧核苷酸→基因→染色體→DNA

D．基因→脫氧核苷酸→染色體→DNA

2．下列哪一組物質(zhì)是RNA的組成成分（）

A．脫氧核糖 堿基和磷酸

B．脫氧核糖 核酸和磷酸

C．核糖 嘧啶和核酸

D．核糖 堿基和磷酸

3．構(gòu)成人體的核酸有兩種，構(gòu)成核酸的基本單位——核苷酸有多少種（A．2種 B．4種 C．5種 D．8種 答案：1．B 2．D 3．D

4．課本第17反復(fù)習(xí)題一，1；四。

（五）板書設(shè)計(jì)

（三）基因的表達(dá)

1．基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段

（l）基因的概念：三個(gè)要點(diǎn)

（2）基因的位置：在染色體上呈直線排列

（3）基因的化學(xué)組成（4）基因不同的實(shí)質(zhì) 2．基因的表達(dá)

3．基因控制蛋白質(zhì)的合成 DNA和RNA的比較

T→U；脫氧核糖→核糖）第二課時(shí)

（一）明確目標(biāo)

顯示本堂課應(yīng)達(dá)到的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

1．基因控制蛋白質(zhì)的合成：轉(zhuǎn)錄和翻譯（B：識(shí)記）。

2．基因控制性狀的原理（B：識(shí)記）。銀幕顯示：

①發(fā)報(bào)人發(fā)報(bào)圖像 接報(bào)電文的圖像

②遺傳信息表達(dá)的類比如下： 電報(bào)信息表達(dá)：

— οο —οο 0130 0117 你好

（二）重點(diǎn)、難點(diǎn)學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過程

復(fù)習(xí)提問：什么是基因？什么是基因的表達(dá)？

舉例說明。

學(xué)生回答：略。

引言：我們知道，發(fā)電報(bào)要經(jīng)信息轉(zhuǎn)換，再由密碼翻譯成中文?；蚩刂频鞍踪|(zhì)合成要經(jīng)過“轉(zhuǎn)錄”和“翻譯”兩個(gè)重要步驟，如何“轉(zhuǎn)錄”和“翻譯”，我們這節(jié)課來學(xué)習(xí)。

（2）蛋白質(zhì)合成過程 講述：

①轉(zhuǎn)錄

a．概念：指以DNA的一條鏈為模板，按照A——U、G——C、T——A、C——G堿基互補(bǔ)配對原則，合成信使RNA的過程。

b．場所：細(xì)胞核內(nèi)。

c．信息傳遞方向：DNA→信使RNA。

d．轉(zhuǎn)錄的過程： 講解：

②翻譯

a．概念：是指以mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。

b．場所：mRNA經(jīng)核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中與核糖體結(jié)合。

C．信息傳遞方向：mRNA→一定結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。

d．翻譯過程。

設(shè)問：蛋白質(zhì)多樣性的原因？

學(xué)生答出：組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類較多（20種），氨基酸數(shù)目巨大，氨基酸的排列順序千變?nèi)f化，肽鏈的空間結(jié)構(gòu)也變化多端。

請同學(xué)們想想：氨基酸有20種，mRNA有四種核苷酸，四種堿基A、G、C和U是如何決定20種氨基酸的呢？

和同學(xué)一起討論（用排列組合）：

如果1個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸就只能決定4種，即

如果2個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸就只能決定16種，即

如果3個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸就可決定64種，即

不可以

不可以

完全可以，還有多

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：1961年英國的克里克和同事用實(shí)驗(yàn)證明一個(gè)氨基酸是由mRNA的3個(gè)堿基決定，即三聯(lián)體密碼子。

美國年輕的生物化學(xué)家尼倫伯格和同學(xué)用人工合成方式，首先闡明了遺傳密碼的第一個(gè)密碼子——UUU，即決定苯丙氨酸的密碼子。1967年科學(xué)家已將20種氨基酸的密碼子全部破譯。（此時(shí)出示教材第14頁表6－120種氨基酸的密碼子表，并解說）。

教師歸納：其64個(gè)密碼子，其中3個(gè)終止密碼，2個(gè)起始密碼，一種密碼子代表一種氨基酸，有的氨基酸只有一個(gè)密碼子，如色氨酸UGG，有的氨基酸不止一個(gè)密碼子。

問：我們在上學(xué)期這一章細(xì)胞里講過了，把氨基酸合成蛋白質(zhì)的場所在哪里？

學(xué)生答出：細(xì)胞質(zhì)的核糖體。

講述：核糖體里并沒有現(xiàn)成的氨基酸，氨基酸存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，人體氨基酸的來源的主要途徑是食物消化、吸收和運(yùn)輸。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的氨基酸要進(jìn)入核糖體需要經(jīng)過搬運(yùn)工搬運(yùn)——即另一種RNA，轉(zhuǎn)運(yùn)RNA。一種tRNA只能轉(zhuǎn)運(yùn)一種特定的氨基酸（此時(shí)出示三葉草型轉(zhuǎn)運(yùn)RNA模式圖，對著圖講解）。

講述：每種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸。轉(zhuǎn)運(yùn)RNA的另一端有三個(gè)堿基即反密碼子，能與mRNA的密碼子配對。

例如（此時(shí)銀幕出現(xiàn)課本第15頁圖6－10蛋白質(zhì)合成示意圖），指著圖中第一個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA的位置講，信使RNA上的三個(gè)堿基GUU就是一個(gè)密碼子，tRNA一端的三個(gè)堿基CAA是反密碼子，只能是反密碼子專一地和密碼子按堿基互補(bǔ)原則（A—U、G—C．T—A、C—G）配對。當(dāng)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA運(yùn)載著1個(gè)氨基酸進(jìn)入到核糖體后，就以mRNA為模板，按照堿基互補(bǔ)配對原則，把轉(zhuǎn)運(yùn)來的氨基酸放在相應(yīng)的位置上。轉(zhuǎn)運(yùn)完畢后，轉(zhuǎn)運(yùn)RNA離開核糖體，又去轉(zhuǎn)運(yùn)下一個(gè)氨基酸。

總之，核糖體中的mRNA有許多“密碼子”，每個(gè)“密碼子”與轉(zhuǎn)運(yùn)特定氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)RNA的“反密碼子”，能夠堿基配對的，才能對號(hào)入座。也即是說一種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA在哪個(gè)位置上對號(hào)入座是靠轉(zhuǎn)運(yùn)RNA的“反密碼子”去識(shí)別，而位置則是mRNA按遺傳信息預(yù)先定了的。

當(dāng)核糖體接受四個(gè)氨基酸以后，第二個(gè)氨基酸就會(huì)被移至第一個(gè)氨基酸的位置上，并通過肽鍵與第一個(gè)氨基酸連接起來，與此同時(shí)，核糖體在RNA上也移動(dòng)三個(gè)堿基的位置，此過程往返地進(jìn)行，肽鏈就不斷地延伸，直到出現(xiàn)終止密碼子為止。

從mRNA上脫離合成的多肽鏈經(jīng)盤曲折疊成為有一定功能的蛋白質(zhì)。

4．基因?qū)π誀畹目刂?/p>

講述：生物的一切遺傳性狀都是受基因控制的。因?yàn)榛蛑械拿撗鹾塑账岬呐帕许樞驔Q定了信使RNA中核糖核苷酸的排列順序，信使RNA中堿基排列順序又決定了氨基酸的排列順序，氨基酸的排列順序最終決定了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的特異性，從而使生物體表現(xiàn)出各種遺傳性狀。

（1）通過控制酶的合成來控制代謝過程，從而控制生物性狀

舉例：酪氨酸酶缺乏是由于基因不正常等。

（2）通過控制蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)來直接影響性狀

舉例：控制血紅蛋白結(jié)構(gòu)的基因不正常，就會(huì)合成結(jié)構(gòu)異常的血紅蛋白而患病等。

（三）總結(jié)

基因控制蛋白質(zhì)的合成包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)過程，轉(zhuǎn)錄是以DNA的一條鏈為模板，合成mRNA。這樣，基因中的遺傳信息就傳遞到mRNA上。

翻譯是以mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。它包括①mRNA從核孔進(jìn)入到細(xì)胞質(zhì)中，與核糖體結(jié)合起來；②轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸；③安放氨基酸；④合成多肽鏈、并盤曲折疊成有一定功能的蛋白質(zhì)等四個(gè)主要步驟。

（四）布置作業(yè)

課本第17頁復(fù)習(xí)題

一、2；二；三。

（五）板書設(shè)計(jì)

（2）蛋白質(zhì)的合成過程

①轉(zhuǎn)錄：以DNA一條鏈為模板，合成mRNA的過程

②翻譯，以mRNA為模板，合成具有一定或基酸順序的蛋白質(zhì)的過程

4．基因?qū)π誀畹目刂?/p>

（1）通過控制酶的合成來控制代謝過程，從而控制生物性狀，（2）通過控制蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)來直接影響性狀。

基因控制蛋白質(zhì)合成：銀幕顯示一覽表

第五篇：牙鲆肌肉發(fā)育調(diào)節(jié)基因的克隆、表達(dá)及功能分析

《中國科學(xué)院研究生院（海洋研究所）》 2008年

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牙鲆肌肉發(fā)育調(diào)節(jié)基因的克隆、表達(dá)及功能分析

張玉青

【摘要】： 本文克隆了牙鲆的成肌因子MyoD和Myf5,以及牙鲆的Forkhead基因FoxD1、FoxD3和FoxD5,并對其在牙鲆肌肉發(fā)育中的功能進(jìn)行了分析。牙鲆MyoD和Myf5基因都具有三個(gè)外顯子,兩個(gè)內(nèi)含子。其編碼的氨基酸序列都含有保守的bHLH;牙鲆FoxD1,FoxD3,FoxD5基因都只有一個(gè)外顯子,編碼的氨基酸序列都含有保守的翼狀螺旋DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域。在胚胎發(fā)育早期,Myf5在近軸中胚層中表達(dá),體節(jié)發(fā)生過程中,Myf5在體節(jié)中表達(dá),MyoD基因最早在分節(jié)板的體節(jié)前細(xì)胞中表達(dá),隨后在近軸細(xì)胞、體節(jié)中表達(dá);隨著胚胎的發(fā)育,Myf5在成熟體節(jié)中表達(dá)量降低,在新生體節(jié)中表達(dá)較強(qiáng);MyoD自30個(gè)體節(jié)時(shí)期后只在新生的尾部體節(jié)中表達(dá),在成熟的體節(jié)中表達(dá)量降低;在孵化期,MyoD和Myf5在頭部及鰭的肌肉、尾部的體節(jié)中表達(dá);生長期的牙鲆中,Myf5在骨骼肌和腸中表達(dá),成體牙鲆中,Myf5只在肌肉中表達(dá);生長期的牙鲆及成體牙鲆中,MyoD只在肌肉組織中表達(dá)。牙鲆MyoD和Myf5的啟動(dòng)子可以驅(qū)動(dòng)綠色熒光蛋白在斑馬魚肌肉纖維中表達(dá),其包含了這兩個(gè)基因正常表達(dá)所需的核心區(qū)域,并可以跨物種行使功能。在胚胎發(fā)育早期,FoxD3在未遷移神經(jīng)嵴前體細(xì)胞、體節(jié)、耳后的基板、頭部和軀干的神經(jīng)嵴細(xì)胞、松果體中表達(dá)。牙鲆FoxD1主要在腦,體節(jié),腎臟及腸中表達(dá)。牙鲆FoxD5主要在體節(jié)、尾芽、前腦、耳泡中表達(dá)。在斑馬魚中過量表達(dá)牙鲆FoxD3,并與斑馬魚的同源基因進(jìn)行比較,結(jié)果表明注射牙鲆和斑馬魚FoxD3的斑馬魚胚胎表型一致,它們在中軸兩側(cè)的發(fā)育出現(xiàn)了不同步現(xiàn)象,MyoD和Myf5在近軸中胚層中的表達(dá)受到不同程度抑制。因此,FoxD3在不同物種之間保守,并且FoxD3在肌肉發(fā)育的調(diào)控通路中可能通過與MyoD和Myf5相互作用而行使功能。在斑馬魚中過量表達(dá)FoxD1后,MyoD在一側(cè)體節(jié)中的表達(dá)受到了嚴(yán)重抑制,而在近軸細(xì)胞中的表達(dá)未受影響,Myf5在體節(jié)前中胚層,近軸細(xì)胞,及體節(jié)中的表達(dá)都受到了抑制。FoxD1在胚胎發(fā)育的早期可能通過調(diào)控MyoD和Myf5的表達(dá)而參與肌肉發(fā)育的調(diào)控。將牙鲆FoxD5在斑馬魚中過量表達(dá),MyoD在一側(cè)體節(jié)中的表達(dá)量有所升高,而在近軸細(xì)胞中的表達(dá)未受影響;Myf5在一側(cè)體節(jié)和體節(jié)前中胚層中的表達(dá)也有所升高,表明牙鲆FoxD5可以調(diào)控肌肉調(diào)節(jié)因子MyoD和Myf5的表達(dá)而參與早期肌肉發(fā)育的調(diào)控。

【關(guān)鍵詞】：牙鲆 Paralichthys olivaceus Myf5 MyoD FoxD1 FoxD3 FoxD5 RT-PCR 原位雜交 顯微注射 過量表達(dá)

【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院（海洋研究所）【學(xué)位級(jí)別】：博士 【學(xué)位授予年份】：2008 【分類號(hào)】：Q78;S917.4 【目錄】：

? 摘要6-8 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Abstract8-10 第一章 引言10-36 1.胚胎肌肉發(fā)育10-14 1.1 動(dòng)物的肌肉發(fā)育10-12 1.2 魚類的肌肉發(fā)育12-14 2.骨骼肌發(fā)育的特化信號(hào)14-20 2.1 Hedgehog 信號(hào)系統(tǒng)14-16 2.2 Wnt 信號(hào)系統(tǒng)16-17 2.3 TGF-β 信號(hào)17-18 2.4 成纖維細(xì)胞生長因子18-19 2.5 Pax 基因家族19-20 3.肌肉調(diào)節(jié)因子(MRFs)20-26 3.1 肌肉調(diào)節(jié)因子的結(jié)構(gòu)與功能20-24 3.2 肌肉調(diào)節(jié)因子的調(diào)控24-26 4.FoxD 家族基因及其在胚胎發(fā)育中的作用26-34 4.1 Forkhead 家族基因概述26-30 4.2 FoxD 家族基因30-34 5.用顯微注射方法在斑馬魚中進(jìn)行基因功能研究34-35 6.研究意義35-36 第二章 牙鲆 MyoD 和 Myf5 的克隆、表達(dá)及功能分析36-74 1.材料與方法36-44 1.1 牙鲆和斑馬魚的培育與實(shí)驗(yàn)材料的獲得36-37 1.2 實(shí)驗(yàn)試劑37 1.3 質(zhì)粒與菌株37 1.4 儀器37 1.5 計(jì)算機(jī)程序37 1.6 引物37-38 1.7 實(shí)驗(yàn)方法38-44 2.牙鲆肌肉調(diào)節(jié)因子 MyoD 的克隆與功能分析44-57 2.1 牙鲆 MyoD 基因組,cDNA 的克隆及序列分析44-51 2.2 牙鲆 MyoD 在胚胎中的時(shí)空表達(dá)51-53 2.3 牙鲆 MyoD 在生長的牙鲆中的時(shí)空表達(dá)53-54 2.4 牙鲆 MyoD 在胚胎發(fā)育早期及成體中表達(dá)的半定量分析54-56 2.5 小結(jié)56-57 3.牙鲆肌肉調(diào)節(jié)因子 Myf5 的克隆與功能分析57-70 3.1 牙鲆 Myf5 基因的克隆與序列分析57-62 3.2 牙鲆 Myf5 啟動(dòng)子和第一個(gè)內(nèi)含子的保守序列分析62-65 3.3 牙鲆 Myf5 在胚胎中的時(shí)空表達(dá)65-68 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 3.4 牙鲆 Myf5 在生長的牙鲆不同組織中的表達(dá)68 3.5 牙鲆 Myf5 在胚胎發(fā)育早期及成體中表達(dá)的半定量分析68-70 3.6 小結(jié)70 4.牙鲆 MyoD 和 Myf5 啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的綠色熒光蛋白在斑馬魚胚胎中的表達(dá)70-74 4.1 重組質(zhì)粒 MyoDP-GFP,Myf5P-GFP 的構(gòu)建71 4.2 牙鲆 MyoD 和 Myf5 啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的綠色熒光蛋白在肌肉中特異的表達(dá)71-73 4.3 小結(jié)73-74 第三章 牙鲆 FoxD3 的克隆、表達(dá)及功能分析74-94 1.材料與方法75-77 2.牙鲆 FoxD3 基因的克隆與序列分析77-83 3.牙鲆 FoxD3 在胚胎發(fā)育早期的表達(dá)83-85 4.斑馬魚中過量表達(dá)牙鲆 FoxD3 對早期胚胎發(fā)育的影響85-89 5.討論89-92 6.小結(jié)92-94 第四章 牙鲆 FoxD1 的克隆、表達(dá)及功能分析94-108 1.材料與方法94 2.牙鲆 FoxD1 基因的克隆與序列分析94-99 3.牙鲆 FoxD1 在胚胎中的時(shí)空表達(dá)99-102 4.斑馬魚中過量表達(dá)牙鲆 FoxD1 對早期胚胎發(fā)育的影響102-104 5.討論104-106 6.小結(jié)106-108 第五章 牙鲆 FoxD5 的克隆、表達(dá)及功能分析108-121 1.材料與方法108 2.牙鲆 FoxD5 基因的克隆與序列分析108-111 3.牙鲆 FoxD5 在胚胎中的時(shí)空表達(dá)111-116 4.斑馬魚中過量表達(dá)牙鲆 FoxD5 對早期胚胎發(fā)育的影響116-117 5.討論117-120 6.小結(jié)120-121 結(jié)論121-124 參考文獻(xiàn)124-145 發(fā)表文章145-146 致謝146