原核生物遗传信息的传递与表达
新教材 人教版高中生物必修2 第四章 基因的表达 知识点考点重点难点提炼汇总
第四章基因的表达第1节 基因指导蛋白质的合成 ........................................................................................... 1 第2节 基因表达与性状的关系 ........................................................................................... 8 专题五 基因表达相关的题型及解题方法 . (12)第1节 基因指导蛋白质的合成RNA 的组成及种类1.RNA 的基本单位及组成①磷酸 ②核糖 ③碱基：A 、U 、G 、C ④核糖核苷酸 2.RNA 的种类及功能 mRNA tRNA rRNA 名称 信使RNA 转运RNA 核糖体RNA 结构 单链单链，呈三叶草形单链功能传递遗传信息，蛋白质合成的模板识别密码子，运载氨基酸参与构成核糖体[典例1] 下列叙述中，不属于RNA 功能的是( ) A.细胞质中的遗传物质 B.作为某些病毒的遗传物质 C.具有生物催化作用D.参与核糖体的组成解析 真核生物、原核生物和DNA 病毒的遗传物质都是DNA ，RNA 病毒的遗传物质为RNA ，A 错误、B 正确；少数酶的化学本质为RNA ，C 正确；rRNA 参与核糖体的组成，D 正确。
答案 A【归纳总结】 RNA 和DNA 的区别比较项目DNARNA化学组成基本组成元素 均只含有C 、H 、O 、N 、P 五种元素 基本组成单位脱氧核苷酸核糖核苷酸碱基A、G、C、T A、G、C、U五碳糖脱氧核糖核糖无机酸磷酸磷酸空间结构规则的双螺旋结构通常呈单链结构【归纳】DNA与RNA的判定方法(1)根据五碳糖种类判定：若核酸分子中含核糖，一定为RNA；含脱氧核糖，一定为DNA。
(2)根据含氮碱基判定：含T的核酸一定是DNA；含U的核酸一定是RNA。
遗传信息传递的中心法则及基因表达
-T-C-G-A-G-C-T-G-T-A-C-G-
-A-G-C-T-C-G-A-C-A-T-G-C-
颠换
-T-C-G-T-C-T-G-T-A-C-G-A-G-C-A-G-A-C-A-T-G-C-
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A 缺失
-T-C-G-C-T-G-T-A-C-G-A-G-C-G-A-C-A-T-G-C-
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31
原核 生物 核糖 体组 成
真核生 物核糖 体组成
2021/4/22
32
• 2. tRNA
结合氨基酸：一种氨基酸 有几种tRNA携带，结合 需要ATP供能,氨基酸结 合在tRNA3‘-CCA的位置。
反密码子：每种tRNA的反 密码子，决定了所带氨 基酸能准确的在mRNA上 对号入座 。
β——和模板DNA结合 β——起始和催化聚合反应 α——？
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起始因子 全酶(αββ )
19
RNA聚合酶催化的反应
3´
5´
U
A
GC
CG
A
3´
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模板DNA
U
新合成RNA
5´
20
RNA合成过 程
起始
双链DNA 局部解开
启动子（ promoteRrN) A聚合酶
磷酸二酯
键形成
DNA
mRNA
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原核生物
核
核糖体 新生蛋白质
mRNA前体
加工
mRNA
转运
真核生物
27
皮肌炎图片——皮肌炎的症状表现
• 皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉、 心、肺、肾等多脏器严重损害的， 全身性疾病，而且不少患者同时 伴有恶性肿瘤。它的1症状表现如 下：
原核、真核生物基因及表达调控
原核、真核生物基因及表达调控引言现代生物学中“基因”一词甚为流行，细胞学、遗传学、生物化学等，以及各种生物学课本中，都涉及到“基因”一词。
甚至象典型的宏观生物学科——生态学，也把一片森林称为一个“基因库”[1]。
现代生物学已经完全证明，DNA 分子是由称为核普酸的有机分子线性聚合而成。
基因就是核普酸按一定顺序排列而成的DNA分子片段，它携带着遗传信息。
基因表达(gene expression)是指细胞在生命过程中，把储存在DNA顺序中遗传信息经过转录和翻译，转变成具有生物活性的蛋白质分子。
其实质就是遗传信息的转录和翻译。
在个体生长发育过程中，生物遗传信息的表达按一定的时序发生变化（时序调节），并随着内外环境的变化而不断加以修正（环境调控）[2]。
原核生物和真核生物的基因及表达过程有着差异。
随着世界分子生物学研究不断深入，基因表达技术有了很大的提高。
迄今为止，人们已经研究开发出多种原核和真核表达系统用以生产重组蛋白[3]。
一．原核、真核生物基因结构原核生物基因分为编码区与非编码区，所谓的编码区就是能转录为相应的信使RNA，进而指导蛋白质的合成，非编码区位于编码区的上游及下游。
[4]在调控遗传信息表达的核苷酸序列中最重要的是位于编码区上游的RNA聚合酶结合位点。
RNA聚合酶是催化DNA转录为RNA，能识别调控序列中的结合位点，并与其结合。
真核生物基因结构见图1：图1 真核生物基因结构二．原核、真核生物基因结构的区别最主要的在于真核基因是不连续的,而原核基因是连续的。
所谓真核基因的不连续，即一个基因的编码序列也叫外显子，被一个或多个非编码序列，又叫内含子所间隔。
[5]这些内含子和外显子同属一个转录单位，转录形成前体。
经过转录的加工，即切去内含子，重新连按外显子，从而得到成熟。
而绝大多数的原核基因是连续的，没有内含子的间隔，转录产生成熟。
不仅如此，而且凡在代谢途径上功能有关的多个基因可能紧密相联，与它们的调控基因一起组成一个操纵子，转录到一条链。
原核生物与真核生物在遗传信息表达上有何不同
二RNA的生物合成（转录）生物体以DNA中的一条单链为模板，NTP为原料，在DNA依赖的RNA聚合酶催化下合成RNA链的过程称为转录。
真核生物一个mRNA分子一般只含有一个基因，编码产物为单顺反子。
原核生物的一个mRNA分子通常含有多个基因，编码产物为多顺反子。
（一）转录体系：DNA模板、4种NTP、RNA聚合酶某些蛋白因子和必要的无机离子。
（二）转录DNA模板RNA转录模板并非DNA的全部基因，而是DNA链上区段结构基因。
发生转录的链成为模板链，相对应的另一条链为编码链，模板链并不是总在同一条链上。
（三）转录特点：不对称转录，边转录边翻译（原核生物）（四）RNA聚合酶：原核生物和真核生物RNA聚合酶种类不同，原核生物中RNA聚合酶可以直接起始转录合成RNA，真核生物则不能。
在真核生物中，三种RNA聚合酶都必须在蛋白质转录因子的协助下才能进行RNA的转录。
主要见表3（五）原核生物以操纵子为一个转录单位。
表3原核生物和真核生物RNA聚合酶的特点原核生物RNA聚合酶真核生物RNA聚合酶1种（RNA-pol），5个亚基（α2ββ'ζ）3种（RNA-polⅠ、Ⅱ、Ⅲ）RNA-pol具有合成mRNA，rRNA，tRNA的功能，没有校对功能，缺乏3'→5'外切酶活性α2 位于启动子上游，决定哪些基因被转录β与底物NTP结合，形成磷酸二酯键β'酶与模板结合的主要部位ζ辨认起始点（无催化活性）、Ⅱ、Ⅲ由于识别不同的启动因子而分别识别不同的基因。
转录RNA-polⅠ定位核仁，转录45S- rRNARNA-polⅡ定位核浆，转录产生hnRNARNA-polⅢ定位核浆，转录产生tRNA,5S- rRNA,snRNA.（三）DNA复制的过程原核生物和真核生物DNA的过程大致可分为：起始+延长+终止三个阶段。
1、起始阶段表2（1）解链/旋，解链/旋酶催化。
（2）起始点识别。
（3）原核生物形成复制叉。
遗传信息的传递和表达
基因突变及其影响
• 基因突变是指DNA分子中碱基对的替换、增添或缺失，导致基因结构发生改变。 • 基因突变可产生新的基因型和表现型，对生物体的生长、发育和繁殖等产生影响。 • 大多数基因突变对生物体是不利的，但也有一些基因突变是有利的或中性的。 • 基因突变在生物进化中起着重要作用，是生物多样性的重要来源之一。同时，基因突变也为生物育种和基因工
转录后加工
包括5'端加帽、3'端加尾以及剪 接等过程，形成成熟的mRNA 。
翻译过程：从RNA到蛋白质合成
翻译起始
核糖体与mRNA结合，识别起始密码 子并开始翻译。
翻译延伸
核糖体沿mRNA移动，催化tRNA携 带的氨基酸缩合成肽链。
翻译终止
遇到终止密码子时，核糖体停止工作 并释放合成的肽链。
翻译后修饰
CRISPR-Cas9系统的应用
在基因功能研究、疾病模型构建、基因治疗以及农作物遗传改良等方面有广泛应用。
CRISPR-Cas9系统的发展趋势
随着基因编辑技术的不断发展，CRISPR-Cas9系统将更加精准、高效和安全，为生命科学研究和应用带来 更多可能性。
06
挑战与展望：未来遗 传信息传递和表达研 究趋势
染色质重塑
包括microRNA、lncRNA等，它们可以通 过与靶mRNA结合或招募调控蛋白来影响 基因表达。
通过改变染色质的结构和位置，使基因易于 或难以被转录因子和RNA聚合酶接近，从 而影响基因表达。
04
遗传信息传递和表达 异常与疾病关系
基因突变导致遗传性疾病发生机制
01
02
03
点突变
单个或少量碱基对替换、 插入或缺失，导致基因编 码错误和蛋白质功能异常 。
第十二章___遗传信息的传递和表达答案
第十二章遗传信息的传递和表达学号姓名成绩一、填空题1、参与DNA复制的主要酶和蛋白质包括DNA连接酶、DNA聚合酶、引发酶、解链酶、拓扑异构酶、切除引物酶和单链结合蛋白酶。
2、DNA复制的方向是从5端到3端。
3、DNA连接酶和DNA聚合酶Ⅰ酶的缺乏会导致冈崎片段的堆积。
4、体内DNA复制主要使用RNA作为引物，而RNA的转录不需要引物。
5、使用枯草杆菌蛋白酶可将大肠杆菌DNA聚合酶I水解大小两个片段，其中大片段被称为klenow酶，它保留了DNA聚合酶和3,5-核酸外切酶酶活性，小片段则保留了3,5-核酸内切酶酶的活性。
6、DNA复制的主要聚合酶是DNA聚合酶Ⅲ，该酶在复制体上组装成不对称二聚体，分别负责领头链和随从链的合成。
7、DNA的损伤可分为碱基损伤和DNA链损伤两种类型，造成DNA损伤的因素有理化因素和生理化因素。
8、基因转录的方向是从5端到3端。
9、大肠杆菌RNA聚合酶由核心酶和σ因子组成，其中前者由α亚基、β亚基和β’亚基组成，活性中心位于β亚基上。
10、原核细胞启动子－10区的序列通常被称为TA TA盒或pribnow box，其一致序列是TATAAT。
11、第一个被转录的核苷酸一般是嘌呤核苷酸。
12、真核细胞Pre-mRNA后加工方式主要有加帽、加尾、内部甲基化、编辑和剪切5种。
13、原核细胞转录终止有两种机制，一种是依赖蛋白质因子的转录终止另一种是不依赖蛋白质因子的转录终止。
14、蛋白质的生物合成是以mRNA作为模板，tRNA作为运输工具，rRNA作为合成场所。
15、细胞内多肽链合成的方向是从N端到C端，而阅读mRNA的方向是从5端到3端。
16、核糖体上能够结合tRNA的部位有A部位、P部位和E部位。
17、蛋白质的生物合成通常以AUG作为起始密码子，有时也以GUG作为起始密码子，以UAG、UAA和UGA作为终止密码子。
18、原核生物合成中第一个被掺入的氨基酸是甲酰甲硫氨酸。
二、选择题1、逆转录酶是一类：（ C ）A、DNA指导的DNA聚合酶B、DNA指导的RNA聚合酶C、RNA指导的DNA聚合酶D、RNA指导的RNA聚合酶2、 DNA上某段碱基顺序为5’-ACTAGTCAG-3’，转录后的上相应的碱基顺序为：（ C ）A、5’-TGATCAGTC-3’B、5’-UGAUCAGUC-3’C、5’-CUGACUAGU-3’D、5’-CTGACTAGT-3’3、假设翻译时可从任一核苷酸起始读码，人工合成的（AAC）n（n为任意整数）多聚核苷酸，能够翻译出几种多聚核苷酸？（C）A、一种B、二种C、三种D、四种4、参与转录的酶是（A）A、依赖DNA的RNA聚合酶B、依赖DNA的DNA聚合酶C、依赖RNA的DNA聚合酶D、依赖RNA的RNA聚合酶5、RNA病毒的复制由下列酶中的哪一个催化进行? （ B ）A、RNA聚合酶B、RNA复制酶C、DNA聚合酶D、反转录酶6、大肠杆菌有三种DNA聚合酶，其中参予DNA损伤修复的是（ A ）A、DNA聚合酶ⅠB、DNA聚合酶ⅡC、DNA聚合酶Ⅲ7、绝大多数真核生物mRNA5’端有（A）A、帽子结构B、PolyAC、起始密码D、终止密码8、羟脯氨酸：（ B ）A、有三联密码子B、无三联密码子C、线粒内有其三联密码子9、蛋白质合成起始时模板mRNA首先结合于核糖体上的位点是（ B ）A、30S亚基的蛋白B、30S亚基的rRNAC、50S亚基的rRNA10、能与密码子ACU相识别的反密码子是（ D ）A、UGAB、IGAC、AGID、AGU11、原核细胞中新生肽链的N-末端氨基酸是（ C ）A、甲硫氨酸B、蛋氨酸C、甲酰甲硫氨酸D、任何氨基酸12、tRNA的作用是（ D ）A、A、把一个氨基酸连到另一个氨基酸上B、将mRNA连到rRNA上C、增加氨基酸的有效浓度D、把氨基酸带到mRNA的特定位置上。
遗传信息传递
遗传信息传递遗传信息传递是指生物体通过遗传物质传递给后代的过程。
遗传信息是由基因组成的，基因携带着决定个体性状和遗传特征的信息。
遗传信息的传递主要经过两个过程：DNA复制和基因表达。
DNA复制是指在细胞有丝分裂或减数分裂过程中，DNA分子通过复制产生两条完全相同的DNA分子。
这个过程是由酶的作用下进行的，首先DNA双链被酶解开，形成两条单链，然后通过DNA聚合酶的作用，在每条单链上合成互补的新链，最终形成两个完全相同的DNA分子。
DNA的复制过程保证了遗传信息的稳定传递。
基因表达是指遗传信息在蛋白质合成过程中的表达和转录，其中转录是指将DNA信息通过转录酶转录为RNA信息的过程。
在细胞质中，mRNA通过核糖体的作用被翻译成蛋白质。
基因表达的过程是调控个体表型特征的关键，这与基因的表达水平和调控机制密切相关。
基因表达还受到一些外界环境因素和内部信号的调控，这使得个体在不同环境中表达出不同的遗传特征。
除了DNA的复制和基因表达，遗传信息还可以通过基因重组而进行改变和传递。
基因重组是指在染色体交叉互换以及基因重组酶的作用下，染色体上的基因发生重新组合的过程。
通过基因重组，个体可以产生更多的遗传变异，增加了遗传信息的多样性和适应性。
遗传信息的传递对于保持种群的遗传稳定性和进化具有重要意义。
通过遗传信息的传递，后代能够继承父代的有利基因和适应性特征，从而提高个体的生存和繁殖能力。
但遗传信息的传递也可能会导致一些遗传疾病的传播，如遗传性疾病和突变。
总结起来，遗传信息传递是生物体通过DNA复制和基因表达将遗传物质传递给后代的过程。
遗传信息的传递是通过复制和表达基因来实现的，同时也受到基因重组的影响。
遗传信息的传递对于物种的进化和适应性具有重要意义，同时也可能导致遗传疾病的传播。
高中生物专题复习八遗传信息的传递与表达
专题八 遗传信息的传递与表达一、基础导学：（一）、真核细胞复制、转录和翻译的比较思考：1、原核生物、真核生物、病毒的遗传物质分别是什么？2、原核细胞和真核细胞内基因的表达有怎样的区别？3、真核细胞是通过什么方式大大增加了翻译效率的？（二）、基因和性状的关系1.基因控制生物的性状举例：2.基因与性状的数量关系：(1)一个基因控制一种性状(2)一个基因控制多种性状(3)多个基因控制一种性状（三）、中心法则及其应用1.中心法则及其补充中心法则体现了DNA 的两大基本功能：(1)遗传信息传递功能：Ⅰ过程体现了DNA 遗传信息的功能，它是通过 完成的，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。
(2)遗传信息表达功能：Ⅱ、Ⅲ过程共同体现了DNA 遗传信息的功能，它是通过 和 完成的，发生在个体发育的过程中。
2.中心法则中遗传信息的传递过程(1)在细胞生物生长繁殖过程中遗传信息的传递过程为：(2)劳氏肉瘤病毒在寄主细胞内繁殖过程中，遗传信息的传递过程为：（四）基因的概念：基因是一段包含一个完整的 的的 。
在多数生物中是一段 ，在RNA 病毒中则是一段 。
二、典例分析1.下图为真核生物染色体上DNA 分子复制过程示意图，有关叙述错误的是A 真核生物DNA 分子复制过程需要解旋酶B ．图中DNA 分子复制是边解旋边双向复制的C 图中DNA 分子复制是从多个起点同时开始的D ．真核生物的这种复制方式提高了复制速率2.甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是( )A.甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子B.甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞溶胶中进行C.DNA 分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶D.一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次3.图示细胞内某些重要物质的合成过程。
该过程发生在A ．真核细胞内，一个mRNA 分子上结合多个核糖体同时合成多条肽链B ．原核细胞内，转录促使mRNA 在核糖体上移动以便合成肽链C ．原核细胞内，转录还未结束便启动遗传信息的翻译D ．真核细胞内，转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译4、下列关于遗传信息传递的叙述，错误的是A.线粒体和叶绿体中遗传信息的传递遵循中心法则B.DNA 中的遗传信息是通过转录传递给mRNA 的C.DNA 中的遗传信息可决定蛋白质中氨基酸的排列顺序D.DNA 病毒中没有RNA ，其遗传信息的传递不遵循中心法则5、下列关于RNA 的叙述，错误的是A.少数RNA 具有生物催化作用B.真核细胞内mRNA 和tRNA 都是在细胞质中合成的C.mRNA 上决定1个氨基酸的3个相邻碱基称为密码子D.细胞中有多种tRNA ，一种tRNA 只能转运一种氨基酸6（2011浙江）B 基因可编码瘦素蛋白。
专题04 遗传信息的传递与表达(原卷版)
专题04 遗传信息的传递与表达1.格里菲思的体内转化实验结论：格里菲斯认为，有某种化学物质从加热灭活的S菌进入了活的R菌中，从而使R菌具有了S菌“使小鼠致死”的性状。
他将这种物质称为“转化因子”。
①体内转化实验中“加热”是否已导致DNA和蛋白质变性？加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活，DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键断裂，但缓慢冷却时，其结构可恢复。
②R型细菌转化为S型细菌的实质是什么？转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中，即基因重组。
2.艾弗里的体外转化实验结论：格里菲斯所说的“转化因子”不是蛋白质，而是DNA。
3.赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为材料，利用放射性同位素标记技术，证明DNA是遗传物质。
(1)实验材料：T2噬菌体（化学成分：蛋白质和DNA）(2)生活方式：寄生在大肠杆菌体内。
(3)噬菌体的侵染过程：第一部分知识提升目录第一部分知识提升01 重难专攻（6大重难点）02 易错辨析（2大易错点）03 技巧点拨（5大解题技巧）第二部分限时检测模拟考场，60分钟专练结论：T2噬菌体的遗传物质是DNA。
4.烟草花叶病毒侵染烟草的实验结论：决定子代TMV类型的物质是RNA，而不是蛋白质。
这说明 TMV的遗传物质是RNA，而不是蛋白质。
格里菲斯、艾弗里、赫尔希、蔡斯、弗伦克尔–康拉特和威廉姆斯等用科学实验探究了“遗传物质的化学本质”。
之后，科学家经过不断研究，明确了绝大多数生物的遗传物质是DNA，RNA病毒的遗传物质是RNA1.概念、时间和场所（1）酶：DNA解旋酶、DNA聚合酶；（单链DNA结合蛋白）；（2）概念：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程；（3）时间：在真核生物中，发生在细胞分裂前的间期；（4）场所：真核生物主要在细胞核内，线粒体和叶绿体中也可进行；原核生物主要在拟核，也可在细胞质中进行；（5）模板：解开的每一段母链；（6）原料：4种脱氧核苷三磷酸（dATP,dTTP,dGTP,dCTP）引物：一小段RNA；（7）原则：碱基补配对原则（A-T,G-C）；2.特点：边解旋边复制、半保留复制。
原核生物遗传物质的传递方式
原核生物遗传物质的传递方式原核生物是生物界中最古老的生物之一，其遗传物质的传递方式有着独特的特点和机制。
本文将从原核生物、DNA的复制、转录、转译以及水平基因转移等方面进行详细的介绍。
一、原核生物简介原核生物是生物界中一类简单的单细胞生物，其细胞不包含任何细胞核，遗传物质以原核细胞质中的DNA形式存在。
原核生物广泛存在于地球上，包括细菌和古菌两大类型。
由于其细胞结构简单、遗传物质直接存在于细胞质中，原核生物在遗传物质的传递方式上与真核生物有着显著的差异。
二、 DNA的复制DNA的复制是原核生物传递遗传物质的基础，它是细胞分裂和繁殖的重要环节。
DNA的复制是一个半保留的过程，即每一条DNA链作为模板依次合成一条新的DNA链。
在原核生物中，DNA的复制是在细胞分裂之前完成的。
复制过程由一系列酶和辅助蛋白质协同进行，包括DNA 聚合酶、DNA旋转酶、DNA连接酶等。
三、转录转录是DNA信息被转换成RNA的过程。
在原核生物中，转录是在细胞质中进行的，由RNA聚合酶依据DNA模板合成RNA链。
转录的产物包括mRNA、tRNA和rRNA等。
mRNA携带着蛋白质合成的遗传信息，tRNA参与蛋白质合成的翻译过程，rRNA是核糖体的组成部分。
四、转译转译是RNA信息被翻译成蛋白质的过程。
在原核生物中，转译是在细胞质中进行的。
mRNA与核糖体结合，tRNA携带特定的氨基酸与mRNA配对，依据mRNA的密码子序列，合成特定的蛋白质。
五、水平基因转移原核生物中存在着水平基因转移的现象，即细胞之间通过质粒或噬菌体等途径直接传递遗传物质。
水平基因转移使得细菌或古菌在适应环境变化和抗药性等方面具有了很强的灵活性。
六、总结通过上述内容的介绍可以看出，原核生物的遗传物质传递方式包括DNA的复制、转录和转译等过程，在这些过程中涉及了一系列酶和蛋白质的参与。
此外，水平基因转移使得原核生物在遗传物质传递方式上与真核生物有着显著的差异。
原核生物基因表达调控
20
同位素示踪实验
把大肠杆菌细胞放在加有放射性35S标记的氨基酸,但没 有半乳糖诱导物的培养基中繁殖几代然后再将这些带有 放射活性的细菌转移到不含35S、无放射性的培养基中 随着培养基中诱导物的加入, β-半乳糖苷酶便开始合成。 分离β-半乳糖苷酶, 发现这种酶无35S标记说明酶的合 成不是由前体转化而来的, 而是加入诱导物后新合成的。
• Jacob和Monod认为诱导酶（他们当时称为适应酶）
现象是个基因调控问题, 可以用实验方法进行研究, 因此
选为突破口, 终于通过大量实验及分析, 于1961年建立
了该操纵子的控制模型。
-
21
酶的诱导
-
22
• 酶的诱导现象是生物进化过程中出现的一种合理、 经济地利用有限资源的本能。
• 酶诱导已证明是低等生物的普遍现象。
倒位片段
鼠伤寒沙门菌鞭毛素基- 因的调节
H1鞭毛素
10
鼠伤寒沙门氏菌（S.typhimrium）的相转变（phase variation）
-
11
2.σ 因子对原核生物转录起始的调控
σ因子:原核生物RNA聚合酶的一个亚基，是转录起 始所必需的因子，主要影响RNA聚合酶对转录起始 位点的正确识别，这种σ因子称σ70,此外还有分子量 不同,功能不同的其他σ因子 。
ＰＯ
操纵子可视为原核生物的转录单位，它可以逐个
地从原核生物基因组中分离出来，对其结构功
能加以研究。
-
15
3.乳糖操纵子
1) 乳糖操纵子的结构
启动子 操纵基因
调节蛋白
（阻遏蛋白）
-
结构基因
16
3个编码的结构基因
• Z编码β-半乳糖苷酶: 将乳糖水解成葡萄糖和半乳糖，还能 将乳糖转变为异构乳糖
原核生物的基因表达和调控机制
原核生物的基因表达和调控机制原核生物是指不含细胞核和其他复杂的细胞器官的生物，包括细菌和蓝藻等。
这些生物虽然简单，但仍具有复杂的基因表达和调控机制，通过调控基因的转录和翻译来响应环境变化和完成生物学功能。
本文将探讨原核生物的基因表达和调控机制。
基因表达和调控的基本概念基因是指DNA分子上编码一个蛋白质的序列，是生物体内传递遗传信息的基本单位。
基因表达指的是将基因的信息转化为蛋白质的过程，包括转录和翻译两个步骤。
其中，转录是指将DNA序列转化为mRNA（信使RNA）的过程，而翻译是指将mRNA上的三联体密码子翻译为相应的氨基酸序列的过程。
基因表达的过程涉及到基因启动子、转录因子、RNA聚合酶等多个分子的相互作用，需要经过复杂的调控机制来保证在特定的时空条件下进行。
原核生物中基因的表达和调控原核生物虽然没有细胞核和其他复杂的细胞器官，但其基因的表达和调控机制同样有其特殊性。
以下将从基因的结构、转录、RNA的修饰和翻译等方面探讨原核生物中基因的表达和调控。
基因结构原核生物中，基因通常呈现为一条连续的DNA链，其中编码区域与非编码区域相互交错，没有剪切和剪接等后加工处理。
编码区通常以ATG作为起始密码子，以TAG、TAA或TGA作为终止密码子。
在非编码区，存在启动子、转录因子结合位点、RNA剪切位点和终止符等辅助元素，有助于调控基因的表达。
相比于真核生物中复杂的基因结构，原核生物中基因的紧凑结构为调控提供了更多的可能性。
转录的调控在原核生物中，转录的调控可以通过多种方式实现，包括转录起始的选择、负向调控和正向调控等。
转录起始的选择：在原核生物中，转录的起始位点可以在基因内或外，不同的起始位点可以产生不同长度的转录产物，从而产生不同的蛋白质或非编码RNA。
此外，在一些条件下，同一基因的多个启动子甚至可以同时被使用，进一步增加了基因表达的多样性。
负向调控和正向调控：在原核生物中，负向调控指的是一些转录抑制因子的作用，可以通过抑制转录因子的结合来阻止基因的转录。
高考生物二轮复习专题专练(14) 遗传信息的传递和表达
高考生物二轮复习专题专练(14) 遗传信息的传递和表达从“高度”上研究高考[典例](2022·湖南高考)大肠杆菌核糖体蛋白与rRNA分子亲和力较强，二者组装成核糖体。
当细胞中缺乏足够的rRNA分子时，核糖体蛋白可通过结合到自身mRNA分子上的核糖体结合位点而产生翻译抑制。
下列叙述错误的是()A．一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链B．细胞中有足够的rRNA分子时，核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA分子C．核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡D．编码该核糖体蛋白的基因转录完成后，mRNA才能与核糖体结合进行翻译[解析]一个核糖体蛋白的mRNA分子上可相继结合多个核糖体，同时合成多条肽链，以提高翻译效率，A正确；细胞中有足够的rRNA分子时，核糖体蛋白通常不会结合自身mRNA 分子，而是与rRNA分子结合，二者组装成核糖体，B正确；当细胞中缺乏足够的rRNA 分子时，核糖体蛋白只能结合到自身mRNA分子上，导致蛋白质合成停止，核糖体蛋白对自身mRNA翻译的抑制维持了RNA和核糖体蛋白数量上的平衡，C正确；大肠杆菌为原核生物，没有核膜，转录形成的mRNA在转录未结束时即和核糖体结合，开始翻译过程，D错误。
[答案]D从“深度”上提升知能(一)原核细胞与真核细胞中的基因表达(二)有关基因表达的三点提醒1．转录与翻译方向的判断转录的方向与RNA聚合酶移动的方向一致；核糖体与mRNA结合越早，核糖体合成的肽链长度就越长，因此，翻译的方向(即核糖体移动方向)是由肽链短的一侧指向肽链长的一侧。
2．多聚核糖体现象真、原核细胞中都存在，可同时合成多条多肽链，但不能缩短每条肽链的合成时间。
3．起点问题在一个细胞周期中，核DNA复制一次，每个复制起点只起始一次；而在一个细胞周期中，基因可多次转录，因此转录起点可多次起始。
从“宽度”上拓展训练1．(2022·浙江6月选考)“中心法则”反映了遗传信息的传递方向，其中某过程的示意图如下。
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原核生物遗传信息的传递与表达
在生物界中，原核生物是一类最为基础、最为古老的生命形式之一。
原核生物
主要是指细菌和蓝藻，它们与其他生物相比，有着独特的遗传信息传递和表达方式。
本文将探讨原核生物遗传信息的传递与表达的一些基本原理。
1. DNA复制和遗传信息传递
DNA的复制是生命繁衍不断进行的必要过程。
对于原核生物，其DNA复制通
常发生在细胞分裂前的S期，整个过程相对简单。
在开始复制前，DNA的双链分离，形成两个单链模板。
然后，核苷酸拼接酶和DNA聚合酶开始工作，将新合成
的核苷酸依次拼接到单链DNA上，形成新的 DNA 双链。
原核生物的基因通常都是位于同一个环状染色体上。
在 DNA 复制时，染色体
会通过 DNA 确定的标记携带酶和其他蛋白质，这些酶和蛋白质会帮助 DNA 表达
和遗传信息传递。
一些原核生物还具有质粒（plasmid），这是一种独立的环状
DNA 分子，也可以在细胞分裂时遗传给后代细胞。
2. RNA的合成和翻译
DNA包含的遗传信息最终需要通过 RNA 合成来达到表达的目的。
RNA合成
是一种转录过程，它是通过 RNA聚合酶将 DNA 上的信息转录为 RNA 分子的过程。
在原核生物中，RNA合成通常不需要太多辅助因子，且RNA合成与DNA复制可
以同时进行，以确保遗传信息的快速传输。
RNA合成完成后，RNA分子将会参与蛋白质的合成，这是遗传信息传递和表
达过程中的关键步骤。
在原核生物中，没有像真核生物那样复杂的剪接、拼接机制，RNA中的信息在被转录过程中就已经完成了剪切。
在被转录的 mRNA（messenger RNA）被移动到细胞物质上，翻译机器按照RNA上的密码子串把氨基酸按照特定
的顺序链接在一起，最终形成特定的多肽链。
3.原核生物的调控机制
与真核生物相比，原核生物的调控机制相对来说就显得简单了很多。
由于原核生物的基因组比较小，它们通常只有一组调控基因，这些基因会通过 RNA速率、酶活力和翻译速率的调整来影响基因表达水平。
调控机制对于原核生物而言尤其重要，因为它们需要根据不同环境中的变化，调整自己的代谢过程以适应生存需要。
整个调控过程通常是通过转录因子（transcription factors）或正反馈循环来完成的。
4. 结语
总而言之，原核生物的遗传信息传递和表达机制具有独特性。
相对简单的组织结构和遗传系统，使得它们可以在环境变化时快速适应，进行基因表达调整和自身适应。
当然，随着科学研究的不断深入，对原核生物的遗传信息传递和表达机制的认识还将进一步拓展。