基因表达
基因表达与细胞分化
基因表达与细胞分化基因表达与细胞分化是生物体发育过程中的两个重要环节。
基因表达是指基因通过转录和翻译的过程转化为蛋白质，从而实现生物体内各种功能的表现。
而细胞分化则是指未分化细胞通过分化和特化的过程，形成不同细胞类型和组织结构，从而构建起复杂的器官系统。
基因表达和细胞分化在生物体发育和维持正常功能中起着至关重要的作用。
基因表达是生物体发育和功能表现的基石，它通过RNA的合成与转录和蛋白质的合成与翻译实现。
每个细胞中都有一套完整的基因组，但并非所有的基因都会被表达。
在细胞分化的过程中，不同细胞类型会选择性地表达特定的基因，从而赋予细胞特定的功能和特性。
这种特异性的基因表达是细胞分化的基础，也是构建复杂生物体的必要条件。
细胞分化是一个高度调控的过程，细胞经历不同的发育阶段，在每个阶段上会表达特定的基因，并合成相关的蛋白质。
这些蛋白质将会参与细胞形态学的改变和细胞功能的转变。
例如，在胚胎发育过程中，原始的细胞会经历一系列的分裂和分化过程，最终形成不同的器官和组织。
细胞分化是由外部环境和内部信号的调控所决定的。
外部环境包括胚胎内部的化学物质和物理力量，以及胚胎周围的细胞相互作用。
这些外部环境可以通过影响基因表达来实现对细胞分化的调控。
内部信号则是由细胞内部的信号通路和遗传调控网络所调控的。
这些内部信号会调控特定的基因表达，并进而影响细胞的分化过程。
基因表达和细胞分化之间存在着紧密的相互作用。
基因表达是细胞分化的驱动力，特定的基因表达将会导致特定的细胞分化。
反过来，细胞分化也会影响基因表达的模式。
已分化的细胞会通过转录因子和表观遗传修饰等机制，调控基因表达的模式。
这种相互作用是生物体发育过程中的重要调节机制，它保证了细胞能够以特定的方式完成分化，并在不同组织和器官中发挥不同的功能。
尽管基因表达和细胞分化已被广泛研究，但对于其详细的机制和调控网络仍然存在许多未知。
随着技术的进步和研究方法的不断发展，科学家们对基因表达和细胞分化的理解也在不断深化。
基因表达的三种方式
基因表达的三种方式基因表达就像一场超级神秘又有趣的魔术表演，有着三种独特的“表演方式”呢。
首先是组成性表达，这就好比是那种永远不休息的勤劳小蜜蜂。
不管外界环境怎么变，它就按照自己的节奏，一直稳定地表达。
就像你家里那个永远准时响的闹钟，风雨无阻，每天都在固定的时间“唱歌”。
这种基因表达就像是一个固执的老派音乐家，只演奏自己最爱的那几首曲子，不管观众的口味怎么变，也不会轻易改曲目。
然后是诱导性表达啦。
这可就像一个超级敏感的小情绪精。
平时呢，安安静静的，一旦感受到外界的某些特定信号，就像被点燃的鞭炮一样，一下子就活跃起来了。
比如说，就像一个在舞台后台打瞌睡的演员，突然听到导演喊自己的名字，马上精神抖擞地冲上台去表演。
这种基因啊，对外界的刺激就像猫咪对毛线球一样敏感，只要有合适的信号，立马就开启表达模式。
最后就是阻遏性表达了。
这就像是一个很怕羞的小怪物。
正常情况下，它是开开心心表达的，可是一旦有了某些抑制它的因素出现，就像突然被施了魔法一样，立马躲起来，不再表达了。
就好像一个在聚光灯下唱歌的歌手，突然灯光一暗，音乐一停，就不敢再出声了。
这种基因对那些抑制因素的害怕程度，就像小老鼠见到大猫，只要那些抑制因素一出现，就乖乖闭嘴。
这三种基因表达方式在我们的身体里就像三个性格迥异的小伙伴。
组成性表达是那个老实巴交的乖孩子，总是按部就班；诱导性表达是那个机灵鬼，随时准备响应外界的召唤；阻遏性表达则是那个胆小鬼，有点风吹草动就不敢吭声了。
它们在身体这个大舞台上，每天都在上演着一场无声又精彩的大戏。
有时候，我都觉得我们的身体就像一个超级复杂的大剧场，基因们就是演员。
这些演员们的不同表演方式，共同构成了生命这个神奇的演出。
如果基因表达乱了套，那就像剧场里突然所有演员都不按剧本演了，那可就乱成一锅粥了。
不过好在，在正常情况下，它们都各司其职，用自己独特的方式，让我们的身体这个大舞台永远充满生机和活力。
基因表达的这三种方式，虽然听起来有点复杂，但其实就像一场场简单又有趣的小闹剧，在我们身体里不停地上演着，是不是超级有趣呢？。
基因表达系统及技术
基因表达系统的研究意义
理解生命活动的基本原理 揭示疾病的发生和发展机制 提供新的药物靶点和治疗策略 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ动生物技术的发展和应用
基因表达系统的组成
转录因子
转录因子通过与DN结合调控 基因的转录过程
转录因子是基因表达调控的 重要因素
转录因子可以分为激活因子 和抑制因子
转录因子的种类和数量众多 具有不同的功能和作用
技术： CRISPR/Cs9、 TLEN、ZFN等
优势：高效、精 确、可重复性强
基因敲入技术
原理：通过基因编辑技术将目的基因插入到宿主细胞中实现基因表达 应用：基因治疗、基因工程、生物制药等领域 技术类型：ZFN、TLEN、CRISPR等 优点：高效、精确、可重复性高
基因编辑技术
基因编辑技术：CRISPR/Cs9技术 原理：利用Cs9蛋白对DN进行切割和编辑 应用：基因治疗、基因工程、农业育种等领域 优点：高效、精确、成本低 挑战：伦理问题、安全性问题、技术难题等
基因表达系统及技术
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单击输入目录标题 基因表达系统概述 基因表达系统的组成 基因表达调控机制 基因表达技术及应用 基因表达系统研究展望
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基因表达系统概述
基因表达系统的定义
基因表达系统是指在生物体内基因通过转录和翻译过程将遗传信息 转化为蛋白质的过程。
基因表达系统包括转录和翻译两个阶段其中转录是指DN被复制为 RN的过程翻译是指RN被翻译为蛋白质的过程。
转录起始复合物
核心成分：RN聚合酶II、TFII、TFIIB、TFIIE、TFIIF、TFIIH 功能：启动基因转录 结构：由多个亚基组成包括核心酶、通用转录因子和特异性转录因子 作用机制：通过与DN结合形成转录起始复合物启动基因转录
名词解释 基因的表达
名词解释基因的表达基因的表达是生物体在其基因组中所拥有的基因在蛋白质合成过程中被转录和翻译的过程。
在这个过程中，基因的信息从DNA分子转录成RNA分子，然后翻译成蛋白质分子。
基因表达是生物体发展、生长和功能运行的基础，对于进化和适应环境起着至关重要的作用。
基因的表达是一个高度调控的过程，包括转录和翻译两个主要步骤。
转录是指DNA中的一段基因被复制成RNA的过程，通过RNA聚合酶酶的催化作用，DNA 的信息被转录成一条RNA链。
这一过程是基因表达的第一步，而转录后的RNA 被称为信使RNA（mRNA）。
转录完成后，mRNA会通过核膜离开细胞核，进入到细胞质中，接下来就是翻译的过程。
翻译是指mRNA上的信息通过核糖体来转译成蛋白质的序列。
核糖体是一种包含多种蛋白质和rRNA（核糖体RNA）的复合物，它根据mRNA的编码序列来合成具有特定功能的蛋白质链。
在基因的表达过程中，除了转录和翻译，还有一系列复杂而精细的调控机制。
这些调控机制可以使细胞在不同的发育阶段、不同环境条件下产生不同的蛋白质，从而实现细胞的分化和特化。
基因表达的调控可以通过多种方式进行，包括转录因子的结合、DNA甲基化和组蛋白修饰等。
转录因子是一类能够结合到特定DNA序列上的蛋白质，它们能够促进或抑制基因的转录过程。
DNA甲基化是一种常见的表观遗传修饰方式，通过在DNA上加上一个甲基基团来影响基因的表达。
组蛋白修饰是指组蛋白上发生的一系列化学修饰，例如酶促的乙酰化、甲基化和磷酸化等，这些化学修饰可以影响染色质的结构和基因的可访问性。
基因表达的调控不仅限于单个基因，还可以通过基因组上的相互作用、基因网络和转录调控元件等方式进行。
例如，转录因子可以相互作用形成互作网络，不同的转录因子可以共同调控一组基因的表达。
转录调控元件是一种特殊的DNA序列，在特定的基因表达调控过程中起到重要的作用。
基因表达的异常往往与多种疾病的发生和发展相关。
例如，某些癌症可能由于基因表达调控失常而导致癌基因的过度表达，进而导致细胞的异常增殖和恶性转化。
遗传学中基因表达和表型特征之间的关系
遗传学中基因表达和表型特征之间的关系在遗传学中，基因表达是指基因转录为RNA，然后再通过翻译过程转化为蛋白质的过程。
表型特征则是个体所表现出来的可观察的性状或特征。
基因表达和表型特征之间存在密切的关系，基因的表达水平可以显著影响个体的表型特征。
基因是一段DNA序列，它们携带着编码蛋白质的信息。
基因的转录过程是将DNA序列转化为RNA分子的过程。
这个过程发生在细胞核中，由RNA聚合酶（RNA polymerase）酶催化完成。
转录过程的产物是一种被称为mRNA（messenger RNA）的分子。
mRNA分子离开细胞核，进入到细胞质中。
在细胞质中，mRNA分子被翻译成蛋白质的氨基酸序列。
这个过程发生在细胞器中的核糖体（ribosome）内，核糖体通过读取mRNA上的密码子序列，将氨基酸连接成多肽链，最终形成特定的蛋白质。
基因表达的调控是完成这一过程的关键。
通过一系列的调控机制，细胞可以决定哪些基因需要表达，以及何时和何地进行表达。
这种调控的过程涉及到多个层次，包括染色质的重构、转录因子的结合、转录的启动和终止等。
基因表达的调控方式非常复杂，其中一个重要的机制是转录因子的作用。
转录因子是一类特殊的蛋白质，它们能够与基因的启动子区域结合，并调节基因的转录。
转录因子的结合可以促进或抑制基因的转录，从而影响基因的表达水平。
这种调控方式可以使得细胞对环境变化作出相应的反应，并调整基因表达来适应不同的生理需求。
基因表达的变化可以导致个体表型特征的不同。
这是因为蛋白质是构成细胞和生物体的基本组成部分，它们发挥着各种不同的功能。
不同的基因表达组合会导致细胞的功能和特征的差异，最终影响到个体的整体表型。
举例来说，人类身高的遗传基础是复杂的，涉及多个基因的调控和表达。
其中，一个基因的名称为HMGA2。
HMGA2是一个转录因子，它通过调控其他基因的表达来影响个体的身高。
研究发现，基因HMGA2的不同等位基因会导致转录因子的不同表达水平，进而影响到身高的差异。
基因表达
DNA甲基化、组蛋白修饰及RNA分子的作用可在不同层面影响DNA分子的表达，其中任何环节出现错误都会导致不同的表达错误，从而引发人类疾病。
如果我们能控制DNA的表达，将可以使癌症、病毒引发的疾病（如肝炎、艾滋病）、血液疾病等得到治愈。
首先，简单谈下基因表达。
基因表达指的是基因转录及翻译的过程。
基因表达有两种方式：一种是组成性表达，指不大受环境变动而变化的一类基因表达。
另外一种是适应性表达，指环境的变化容易使其表达水平变动的一类基因表达。
那么基因的表达有何规律呢？时间和空间的特异性是基因表达规律两大特点。
时间特异性指的是按功能需要，某一特定基因的表达严格按特定的时间顺序发生。
空间特异性指的是在个体生长全过程，某种基因产物在个体按不同组织空间顺序出现。
基因的表达调控无论是对真核生物还是原核生物都有着重要的作用，它能维持个体发育和分化，让个体更好的适应环境。
在基因表达里有个在存在于DNA分子中，RNA聚合酶能够识别、结合并导致转录起始的序列称为启动子。
真核生物根据转录的方式可将启动子分三类。
1、RNA聚合酶I的启动子主要由两部分组成。
目前了解较清楚的是人的RNA聚合酶I的启动子。
在转录起始位点的上游有两部分序列。
核心启动子（core promoter）位于-45至+20的区域内，这段序列就足以使转录起始。
在其上游有一序列，从-180至-107，称为上游调控元件（upstream control element，UCE)，可以大大的提高核心启动子的转录起始效率。
两个区域内的碱基组成和一般的启动子结构有所差异，均富含G．C对，两者有85％的同源性。
2、RNA聚合酶Ⅱ的启动子位于转录起始点的上游，由多个短序列元件组成。
该类启动子属于通用型启动子，即在各种组织中均可被RNA聚合酶n所识别，没有组织特异性。
经过比较多种启动子，发现RNA聚合酶II的启动子有一些共同的特点，在转录起始点的上游有几个保守序列，又称为元件（elememt）。
基因工程中的基因克隆与基因表达实验总结
基因工程中的基因克隆与基因表达实验总结基因工程作为一门新兴的交叉学科，已经广泛应用于生物医学、农业、环境保护等领域。
其中，基因克隆和基因表达实验是基因工程的核心技术，对于研究基因功能和开发新药已经起到了重要作用。
本文将对基因工程中的基因克隆和基因表达实验进行总结，并探讨其在科学研究和应用中的前景。
一、基因克隆实验基因克隆是通过重组DNA技术，将感兴趣的基因从一个生物体中复制并插入到另一个生物体中的过程。
它是研究基因功能、生物制药和转基因等领域的基础。
基因克隆实验主要包括以下几个步骤：1. DNA提取与限制性内切酶切割：通过提取DNA样品，使用限制性内切酶切割将目标基因和载体DNA切割成相应片段。
2. 基因插入：将目标基因与载体DNA片段进行连接，常用的方法是使用DNA连接酶将两者黏合。
3. 转化与筛选：将连接后的DNA转入到宿主细胞中，使其成为转基因细胞。
通过选择性培养基进行筛选，可以获得拥有目标基因的转基因细胞。
通过基因克隆实验，我们可以获得不同生物体的目标基因，并进行后续的研究和应用。
例如，通过将某种植物的耐旱基因克隆到其他作物中，可以提高作物的抗旱能力，增加农作物产量。
二、基因表达实验基因表达实验是将目标基因在宿主细胞中进行转录和翻译，产生具有特定功能的蛋白质的过程。
基因表达实验是研究基因功能和制备重组蛋白等领域的重要手段。
基因表达实验主要包括以下几个步骤：1. 选择合适的表达系统：根据需要表达的蛋白质的性质和规模，选择合适的表达系统。
常用的表达系统包括细菌、酵母、哺乳动物细胞等。
2. 构建表达载体：将目标基因插入到表达载体中，通常使用限制性内切酶和DNA连接酶进行连接，并通过测序确保插入正确。
3. 细胞转染：将构建好的表达载体导入到宿主细胞中。
不同表达系统有不同的转染方法，如细菌的化学转型、酵母的电转染等。
4. 表达和纯化：经过一定时间的培养，宿主细胞会表达目标基因，合成目标蛋白质。
可以通过蛋白质纯化技术，如亲和层析、凝胶电泳等手段获得纯度较高的目标蛋白质。
什么是基因表达
什么是基因表达基因表达是指基因中的信息被转化为功能性产物的过程，包括从DNA到RNA的转录（transcription）和从RNA到蛋白质的翻译（translation）两个主要步骤。
这一过程是生物体中基因信息转化为生物功能的关键步骤。
基本的基因表达过程包括以下几个步骤：1. 转录（Transcription）：在细胞核内，DNA的双螺旋结构被RNA聚合酶酶解为单链RNA，形成称为mRNA（信使RNA）的分子。
这个过程是DNA信息的复制，生成一个与特定基因相对应的RNA分子。
2. RNA剪接（RNA Splicing）：在一些基因表达过程中，mRNA 分子可能会经历剪接，即非编码的区域（内含子）被剪除，而编码蛋白质的区域（外显子）被保留。
这是通过剪接体（spliceosome）等细胞器负责的。
3. RNA修饰（RNA Modification）：在转录过程中，RNA分子可能会经历一些修饰，例如加上帽子（5'端）和尾巴（3'端），以提高mRNA的稳定性、传递性和翻译的有效性。
4. 翻译（Translation）：在细胞的核糖体（ribosome）中，mRNA上的信息被读取，并翻译成氨基酸序列，从而合成蛋白质。
翻译的过程涉及到tRNA（转运RNA）和蛋白质合成机器。
5. 蛋白质折叠与修饰：合成的蛋白质在细胞中会经历折叠和修饰过程，确保它们具有正确的结构和功能。
6. 蛋白质功能表达：最终，合成的蛋白质在细胞中执行特定的功能，例如在细胞结构中提供支持、作为酶催化生化反应、参与细胞信号传导等。
基因表达的调控对于维持生物体的正常功能和适应环境变化非常重要。
这涉及到复杂的调节网络，包括启动子、转录因子、RNA干扰等分子机制。
基因表达的失调可能导致细胞功能紊乱，甚至引起疾病。
基因表达的概念及特点
反式作用因子
反式作用因子：能够识别DNA上的顺式作用元件并与之
结合的蛋白质因子或复合物。
◆通用或基本转录因子—RNA聚合酶结合启动子所必需的一 组蛋白因子。如：TFⅡA、 TFⅡB、 TFⅡD、 TFⅡE等。
◆特异转录因子 special transcription factors —个别基因 转录所必需的转录因子.如：OCT-2：在淋巴细胞中特异性 表达,识别Ig基因的启动子和增强子。
顺式作用元件和反式作 用元件之间的相互作用
四 真核基因转录后水平的调控
• RNA 剪接
四 真核基因转录后水平的调控
人Ig基因结构 注： 1 L：先导序 列基因片段 V： 可变区基因片段 D：多样性区基因 片段J：连接区基 因片段 C：恒定 区基因片 *：假 基因 2 内含子区域所标 数字表示DNA长度 kb 3 每个CH基因用 一个方框表示,实 际上包括几个外显 子
kb 3 每个CH基因用 一个方框表示,实 际上包括几个外显 子
二 DNA水平上的调控
➢DNA甲基化 DNA Methylation
哺乳动物基因中的5‘--CG--3’序列中C—5的甲基化称为CpG 甲基化。 5‘--CG--3’序列是使处于表达状态的基因位点处的染色 体保持适当包装水平的重要化学修饰序列。当基因序列中的CpG 密度达到10/100bp时称为CpG 岛。
顺式作用元件
启动子 真核生物的启动子分为3类,分别被三类RNA 聚合酶所识别
• I 类启动子 • II 类启动子 • III类启动子
hnRNA是 mRNA的前 体,snRNA
参与 hnRNA到 mRNA的过 程
简述基因表达的主要步骤
简述基因表达的主要步骤
基因表达是指细胞在接受基因编码的信号后，将基因编码的信息转换
为多肽序列的生物学过程。
它是基因组学中非常重要的一个领域，主
要由一系列精确的生物学步骤来实现，包括转录、转录后处理和转译
等步骤。
首先，转录是把DNA上基因的信息复制到RNA中以编码蛋白质的过程，关键的构成单位是RNA聚合酶，它在DNA中识别特定序列，并复制其
中的信息到RNA，如果没有这个步骤，蛋白质就无法被合成。
接下来，就是转录后处理，这是将RNA作为一种中间产物进行处理的
过程，如剪切和尾部修饰等。
在这一步骤中，RNA被存储在细胞的组织内部，或者被复制到其他细胞，以生产受体蛋白质。
RNA被剪切成合适的长度，使其具有合适的机制，以便能够合成蛋白质。
最后，就是转译，它是把RNA上的信息转换为多肽序列的过程，它是
基因表达的最终步骤。
RNA被分解成三个核苷酸段，每个段称为编码
小体，称为密码子。
每个密码子根据一组密码规则对应一个氨基酸，
一系列氨基酸排列组合组成多肽。
转录、转录后处理和转译是基因表达的三个基本步骤，而这三个步骤
又都得益于细胞内的一系列功能，其中RNA聚合酶、RNA修饰处理酶、RNA复制酶、蛋白质合成转录机和蛋白质合成子都是基因表达过程中不可缺少的。
总之，基因表达是一个复杂的过程，由多个精确的步骤组成，是基因
组学的重要组成部分，也是细胞的重要机制之一，它为细胞活动提供了可能性，是调节生物体发育、衰老和疾病过程的关键技术。
基因的表达过程
基因的表达过程
基因是生命的基础单位，是DNA分子直接控制生物体遗传特征的基本质料。
但是基因不能直接转化成蛋白质，还需要一系列复杂的步骤来控制和调节基因的表达。
基因的表达过程可以分为转录和翻译两大部分。
一、转录
转录是指基因信息从DNA模板被转录成RNA分子的过程。
这个过程是在细胞核中进行的，包括以下几个步骤：
1. 启动子识别：RNA聚合酶需要在基因区起始位点寻找所谓的启动子，才能开始转录基因。
2. RNA合成：RNA聚合酶按照DNA模板单链进行合成新的RNA链，与DNA模板链形成互补配对。
3. 终止转录：RNA聚合酶需要识别到一个终止序列，才能结束合成过程，而产生的RNA链与DNA单链分离。
二、翻译
翻译是指RNA分子指导下的蛋白质合成过程。
这个过程是在细胞质内进行的，包括以下几个步骤：
1. 连接：氨基酸在载体RNA上得到激活后与tRNA结合，进而和RNA分子上的三联密码子匹配。
2. 延伸：一个已经连接的氨基酸和它的载体RNA脱离，留下了一个暴露的氨基酸和连接到下一个氨基酸的tRNA。
3. 终止翻译：翻译终止的命令是由一些不对应于氨基酸的RNA 信号识别。
这个信号使酶靠近并断开多肽链和RNA的连接。
总之，基因的表达是一个高度复杂的过程，需要许多不同类型的细胞成分协同工作才能完成。
研究基因表达和调控过程有助于我们理解生命的奥秘，也为新药开发提供了新的思路。
基因的表达
基因的表达一、基因：1、概念：基因是具有遗传效应的DNA分子片段，是控制生物性状的结构和功能的基本单位。
2、基因与脱氧核甘酸、DNA、染色体关系3、基因的存在场所核基因：染色体上呈线性排列，有性生殖产生配子时基因和染色体真核 具有行为上的一致性。
质基因：线粒体、叶绿体原核：拟核病毒：核酸4、遗传信息：基因中脱氧核苷酸（或碱基对）的排列顺序，代表遗传信息。
每个基因都有特定的遗传信息。
二、基因的功能1、储存遗传信息：通过脱氧核苷酸的排列顺序。
2、传递遗传信息：时间：细胞分裂。
方式：DNA复制3、表达遗传信息：时间：个体发育中。
方式：转录和翻译。
三、基因控制蛋白质的合成：（一）基因的表达：基因（DNA）通过复制将遗传信息传递给后代，在后代的个体发育中，基因中的遗传信息以一定的方式反映到蛋白质的分子结构上来，使后代表现出与亲代相似的性状，这一过程叫基因的表达。
基因的表达是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的。
（二）DNA和RNA的比较DNA RNA结构规则的双螺旋结构通常呈单链结构组成基本单位脱氧核苷酸核糖核苷酸五碳糖脱氧核糖(C5H10O4)核糖（C5H10O5）无机酸磷酸磷酸碱基嘌呤腺嘌呤 A腺嘌呤 A鸟嘌呤 G鸟嘌呤 G 嘧啶胞嘧啶 C胞嘧啶 C胸腺嘧啶 T尿嘧啶 U分类通常只有一类分为mRNA、rRNA、tRNA功能主要的遗传物质在无DNA的生物中是遗传物质，在有DNA的生物中，辅助DNA完成其功能。
考虑：下列各种生物体含有的碱基，核苷酸及核酸种类碱基种类核苷酸种类核酸种类五碳糖种类烟草烟草花叶病毒蓝藻噬菌体（三）基因表达过程1、 转录（表示为：DNA→mRNA）(1)概念：以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。
示意图为说明：转录是以基因为单位进行的，因为一个DNA分子包含有许多个基因，因此，1个DNA就可转录多种多个RNA，基因在转录时为模板的那条链不是固定的，不同基因模板链不同。
基因的表达一轮复习课ppt课件
B．传递和表达
C．贮存和传递
D．转录和翻译
5、某种蛋白质中含200个氨基酸，在控制此蛋白质合成
的DNA中，最少应有（ ）个脱氧核苷酸
A．1200 B．600
C．400
D．200
6、DNA复制，转录和翻译后所形成的产物分别是
A．DNA，RNA，蛋白质 B．DNA，RNA和氨基
酸
C．RNA，DNA和核糖
2、基因通过控制蛋白质分子的结构来直 接影响性状。
例如：镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病等
表现型=基因型+环境因素
所有的性状都是由一个基因来 决定的嘛？
染色体
呈主 线要 性载 排体 列
组成成 分
DNA + 蛋白质
拟核、线
含有
具有遗传效应的
粒体和叶 绿体中也
基因
DNA片段，是遗 传的功能和结构单
(6)每种氨基酸仅由一种密码子编码。( × ) 提示：一种氨基酸由一种或多种密码子编码。 (7)mRNA 上所含有的密码子均能在 tRNA 上找到相对应的反密码
子。( × ) 提示：终止密码子无对应的反密码子。 (8)细胞中的 mRNA 在核糖体上移动，指导蛋白质的合成。( × ) 提示：应是核糖体在 mRNA 上移动。 (9)存在于叶绿体和线粒体中的 DNA 都能进行复制、转录，进而翻
基因表达（基因控制蛋白质合成）的 过程，可分为两个步骤 ：
第一步是基因的遗传信息传递给mRNA ，此步可称为“转录”；
第二步mRNA移入细胞质通过指导蛋白质 合成来表达信息，此步可称为“翻译”。
基因 转录 mRNA 翻译 蛋白质
一、RNA的结构与种类
1、RNA的基本组成元____________ 2、基本单位：_____________。 3、 组成成分：
基因表达名词解释
基因表达名词解释
基因表达：
1、基因表达：
基因表达是一种生物体中遗传信息被转化为生物活动的过程，它可以
被定义为描述基因如何翻译为核糖体上elRNA，而elRNA又翻译成蛋
白质，即表达基因信息的过程。
一般情况下，基因表达包括基因转录、转录调节和转录翻译三个部分。
2、转录：
转录是基因表达的第一步，是把DNA中的基因信息转换为elRNA的
过程，这也是机体将遗传信息从DNA转换到其他表达载体的唯一方式，由核糖体主导发生。
它通常是一种可逆反应，按DNA对elRNA进行
完全复制。
3、转录调节：
转录调节是基因表达早期的一部分，它可以控制基因表达的水平，其
机制是在DNA的转录之前或转录之后对elRNA的转录进行调控。
它
以各种方式参与基因表达，增强或抑制elRNA的产生，从而在分子水
平上影响基因的表达。
4、转录翻译：
转录翻译是多种基因表达的前提，是一种过程，其中把生物体基因组特定位点的遗传信息从elRNA转译为蛋白质，从而使得生物体表达具有某种生物活性的物质，也就是说，它是把elRNA的碱基序列转换成蛋白质的过程。
通过转录翻译，基因法则发挥了其生物功能，也是生物体表达遗传信息的一部分。
基因的表达
蛋白质的多样性 排列顺序变化多端，蛋白质空间结
直接原因
构千差万别）
生物的多样性
（包括遗传多样性、物种多样性、生 态系统多样性）
表现形式
复制
转录
翻译
时间
间期
生长发育的连续过程中
场所
细胞核
细胞核 细胞质(核糖体)
模板数量两条母链分别作模板 DNA的一条链作模板 mRNA作模板
催化酶 解旋酶、DNA聚合酶 解旋酶、RNA聚合酶 合成蛋白质的酶
D.61种、61种
12、有3个核酸分子，经分析含有5种碱基，8种核苷酸，4 条多核苷酸链，它的组成是（ A ）
A.1个DNA分子，两个RNA分子 B.2个DNA分子，1个RNA分子
C.3个DNA分子
D.3个RNA分子
基因的表达包括转录和翻译两个过程
遗传信息的传递过程：
亲代DNA 复制 子代DNA 转录 mRNA 翻译 与亲代相似的蛋白质 与亲代相似的性状
即：遗传信息 遗传密码
基因（DNA上）
mRNA上
生物性状
DNA的多样性
（组成DNA的脱氧核苷酸数目成千上 万，碱基对排列顺序千变万化）
根本原因（决定作用）
（氨基酸种类不同、数目成百上千、
G
A A T C AA T AG U UA G UU
G
A A T C AA T AG U UA G UU A
G
A A T C AA T AG U UA G UU AU
G
A A T C AA T AG U UA G UU AUC
G
A A T C AA T AG U UA G UU AUC
mRNA
红细胞内血红蛋白异常
正常红细胞
基因表达名词解释
基因表达名词解释基因表达是指外源基因在培养细胞中的物化表达，是指基因在特定情况下，以蛋白质的形式实现的过程，是生物活动中重要的一环，它影响着细胞的结构和功能，是影响和调控生物体发育和行为的主要因素之一。
基因表达的过程主要有三个基本步骤：基因转录、转录翻译和蛋白质合成，分别表示为DNA-RNA-protein 三步骤。
基因转录是将DNA转录成RNA，这个过程是由RNA聚合起来，合成一条mRNA，如此重复，可以几乎完全复制DNA的信息。
转录翻译是将mRNA中的三碱基密码转化为配对的氨基酸，形成有机体特定的蛋白质，而蛋白质合成则涉及到蛋白质在细胞中的运输和稳定性。
基因表达的控制是一个复杂的过程，包括激活和抑制的过程，以及由此产生的变化。
激活是指增加基因的表达量，激活可以由外界刺激，或因内源因素，如转录因子，来诱导。
抑制是指减少基因的表达量，这是一个精确的过程，它有植物物种之间的差异。
此外，基因表达还受到蛋白质衰败、外源调节蛋白等因素的影响。
基因表达是一个受环境影响的复杂过程，其结果是影响细胞的结构和功能，因此在遗传学、细胞生物学和生物技术开发的研究中，对基因表达的控制有着重要的意义。
要完全理解基因表达的基本机制，需要详细地研究基因转录、转录翻译和蛋白质合成等步骤。
例如，基因转录是一个可调控的过程，它受到转录因子和转录调节因子的调控，研究了转录因子和转录调节因子之间的互作，对解释基因表达可调控性具有重要意义。
同样，蛋白质合成步骤也是可调控的，它受到RNA修饰、蛋白质稳定性等因素的调控，研究了这些因素如何影响蛋白质的表达量，也有助于深入理解基因表达和调控的机制。
基因表达在许多领域中有着重要的意义，在植物学和动物学研究中，对基因表达水平的检测可以帮助研究者了解植物和动物的发育变化和活动，在药物研发过程中，对基因表达的调控也可以有效控制和调节药物的效果从而实现精确的药学治疗。
综上所述，基因表达是一种复杂的过程，它受到多种因素的影响，由于基因表达的调控，可以有效的控制和影响植物与动物的发育和行为，影响药物的精确治疗，是生物活动中重要的一环，研究它对于完全理解和解释生命现象具有不可替代的意义。
基因工程-第9章-外源基因的表达
故又称为TATA盒或—10区。启动子来源不同，
Pribnow盒的碱基顺序稍有变化。
-35区，位于转录起始位点上游35bp处， 故称-35区，一般由10个碱基组成。一般认为， -35区是RNA聚合酶σ亚基的识别与结合位点。 当σ亚基附着在-35区后，便带动RNA聚合酶 的核心酶(core enzyme，无σ亚基的RNA聚合 酶)沿DNA链向转录起始方向滑动至Pribnow盒， 并与之接触，而一旦它们相互结合之后，σ亚
转录终止子，目的是为了稳定载体系统。因
为上游强的tac启动子控制的转录必须由强终
止子抑制，才不至于干扰与载体本身稳定性 有关的基因 表达。
2.分泌型克隆表达载体pIN Ⅲ系统
这个载体系统是以pBR322为基础构建的。
它带有大肠杆菌中最强的启动子之一，即
Ipp(脂蛋白基因)启动子。ห้องสมุดไป่ตู้启动子的下游装
1. 启动子 启动子是DNA链上一段能与RNA聚合酶
结合并能起始mRNA合成的序列，它是基因表 达不可缺少的重要调控序列。没有启动子， 基因就不能转录。
原核生物启动子是由两段彼此分开且又 高度保守的核苷酸序列组成，对mRNA的合成 极为重要。
Pribnow盒，位于转录起始位点上游5～
10bp，一般由6～8个碱基组成，富含A和T，
点，即有一段富含A/T的区域和一段富含G／
C的区域，G／C富含区域又具有回文对称结 构，这段终止子转录后形成的RNA具有茎环
结构，并且具有与A/T富含区对应的一串U。
4．衰减子
衰减子(attenuator)是指在某些前导序列中 带有控制蛋白质合成速率的调节区。在原核 生物中，一条mRNA分子常常编码数种不同的 多肽链。这种多顺反子mRNA的头一条多肽链 合成的起始点，同RNA分子的5’-P末端间的距 离可达数百个核苷酸。这段位于编码区之前 的 不 转 译 的 mRNA 区 段 ， 叫 做 前 导 序 列 (1eader)。此外，在mRNA的3'-OH末端，以及 在多顺反子mRNA中含有的长达数百个碱基的 顺反子间序列(intercistranic-sequence)，即间隔 序列 (spacer)，也发现有不转译的序列。
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集体备课基因表达主备人：巫辅权 2010.4.2【教学重点、难点、疑点及解决办法】1．教学重点：染色体、DNA和基因三者之间的关系和基因的本质。
2．教学难点：基因控制蛋白质合成的过程和原理。
3．教学疑点：（1）蛋白质和性状的关系。
（2）DNA的两条链都能转录吗？4．解决办法：（1）强调是重要的基本概念，引起学生重视。
（2）加强三者之间关系的举例与解析。
（3）配合图示（课本第12页图6－7）说明染色体和基因间的关系。
（4）重视学生阅读、理解和记忆。
（5）对遗传效应的内容要举例解释清楚。
（1）运用蛋白质合成示意图形象说明转录、翻译的场所、模板、原料、工具等；（2）对RNA和DNA的组成进行比较，RNA的种类及每种RNA的功能要举例讲清楚；（3）注意t RNA的反密码子和所携带的氨基酸的密码子不要混淆；（4）对3种碱基互补配对原则“要挑出来讲明用途”；（5）用电报的信息转换类比说明转录、翻译的概念。
（1）蛋白质与性状——举例说明不同的蛋白质结构就是不同的性状。
基因控制蛋白质的合成，就是控制性状。
（2）DNA的两条链都能转录吗？——不能。
对还有疑问的学生用DNA结构挂图或书中的插图讲解说明两条链方向不同。
（注：转录的只是其中一条链即35－55链，这在DNA的立体结构中已埋下伏笔）。
【课时安排】 2课时。
【教学过程】第一课时引言：DNA分子是怎样控制遗传性状的呢？现代遗传学的研究认为，基因是决定生物性状的基本单位。
那么，基因与DNA有什么关系呢？1．基因是有遗传效应的DNA片段讲述：每个染色体含有一个DNA分子，每个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。
此概念有三个要点：①基因是有遗传效应的DNA片段这就是说，基因是DNA的片段，但必须具有遗传效应（指具有复制、转录、翻译、重组突变及调控等功能）。
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。
②基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位举例：豌豆高茎基因控制高的性状，使豌豆长到大约2米高；豌豆矮茎基因控制矮的性状，使豌豆长到约30厘米。
紫茉莉红花的基因控制红花性状，开红花。
狗的直毛有直毛基因控制；人的黑发有黑发基因控制。
③基因是控制性状的遗传物质的结构单位控制某种性状的基因有特定的DNA片段，蕴含特定的遗传信息，可以切除，可以拼接到其他生物的DNA上，从而获得某种性状的表达，故基因是结构单位。
例如：把牛的胰岛素基因拼接到大肠杆菌的DNA上，大肠杆菌可以生产胰岛素。
（2）基因的位置：染色体是基因的载体，基因在染色体上呈直线排列（银幕显示第12页图6－7：果蝇某一条染色体上的几个基因）。
问：那么，构成DNA的基本单位是什么？学生答出：脱氧核苷酸。
又问：有几种脱氧核苷酸？学生回答：4种（它们分别是：略）（3）基因的化学组成：每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。
讲述：基因的脱氧核苷酸排列顺序代表遗传信息。
例如：白花基因有特定的脱氧核苷酸排列顺序，这样特定的排列顺序就代表白花的遗传信息。
上一代传给下一代的是遗传信息而不是白花的本身，在下一代就可以将白花遗传信息表达为白花。
（4）基因不同的实质：不同的基因，四种脱氧核苷酸的排列顺序不同，但是每个基因都有特定的排列顺序（可举例说明之入学生看书12－13页《基因——有遗传效应的DNA片段》。
要求：①对基因的概念在理解的基础上记忆，这是一个很重要的基本概念。
②理解基因一DNA—染色体之间的关系。
教师最后归纳：基因是DNA分子上具有一定遗传效应的DNA片段，在染色体上呈直线排列，是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位。
2．基因的表达讲述：基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代，还可以使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质的分子结构上来，从而使后代表现出与亲代相似的性状，遗传学上把这一过程叫做基因的表达。
如：从上述图示中可以看到，复制和表达遗传信息是基因的基本功能。
那么，是如何表达的呢？3．基因控制蛋白质的合成讲述：生物的性状主要通过蛋白质来体现的。
比如，鱼的肌肉由鱼的肌肉蛋白质来体现；牛的肌肉由牛的肌肉蛋白质来体现；鸡的肌肉由鸡的肌肉蛋白质来体现。
我们能吃出鱼肉、牛肉、鸡肉味道的不同，就是因为它们的蛋白质结构不同，因而体现了各自不同的性状。
基因控制性状就是通过控制蛋白质合成来实现的。
基因可比喻为导演，蛋白质可比喻为演员。
基因主要存在于细胞核的染色体上（细胞核基因），而合成蛋白质是在细胞质里进行的。
那么，遗传信息怎样由细胞核到细胞质呢？这需要通过另一种核酸——RNA。
银幕显示DNA和RNA的区别，让学生比较不同之处。
RNA与DNA的区别有两点：①嘧啶碱有一个不同。
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。
（三）总结遗传的主要物质是DNA，基因是有遗传效应的DNA片段，在染色体上呈直线排列，基因的不同就是脱氧核苷酸排列顺序不同，不同的基因含有不同的遗传信息。
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。
（四）布置作业1．细胞内与遗传有关的物质，从简单到复杂的结构层次是（）A．基因→DNA→脱氧核苷酸→染色体B．脱氧核苷酸→基因→DNA→色体C．脱氧核苷酸→基因→染色体→DNAD．基因→脱氧核苷酸→染色体→DNA2．下列哪一组物质是RNA的组成成分（）A．脱氧核糖碱基和磷酸B．脱氧核糖核酸和磷酸C．核糖嘧啶和核酸D．核糖碱基和磷酸3．构成人体的核酸有两种，构成核酸的基本单位——核苷酸有多少种（）A．2种 B．4种 C．5种 D．8种答案：1．B 2．D 3．D4．课本第17反复习题一，1；四。
（五）板书设计（三）基因的表达1．基因是有遗传效应的DNA片段（l）基因的概念：三个要点（2）基因的位置：在染色体上呈直线排列（3）基因的化学组成（4）基因不同的实质2．基因的表达3．基因控制蛋白质的合成DNA和RNA的比较T→U；脱氧核糖→核糖第二课时（一）明确目标显示本堂课应达到的学习目标。
1．基因控制蛋白质的合成：转录和翻译（B：识记）。
2．基因控制性状的原理（B：识记）。
银幕显示：①发报人发报图像接报电文的图像②遗传信息表达的类比如下：电报信息表达：—οο —οο 0130 0117 你好（二）重点、难点学习与目标完成过程复习提问：什么是基因？什么是基因的表达？举例说明。
学生回答：略。
引言：我们知道，发电报要经信息转换，再由密码翻译成中文。
基因控制蛋白质合成要经过“转录”和“翻译”两个重要步骤，如何“转录”和“翻译”，我们这节课来学习。
（2）蛋白质合成过程讲述：①转录a．概念：指以DNA的一条链为模板，按照A——U、G——C、T——A、C——G碱基互补配对原则，合成信使RNA的过程。
b．场所：细胞核内。
c．信息传递方向：DNA→信使RNA。
d．转录的过程：讲解：②翻译a．概念：是指以m RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
b．场所：m RNA经核孔进入细胞质中与核糖体结合。
C．信息传递方向：m RNA→一定结构的蛋白质。
d．翻译过程。
设问：蛋白质多样性的原因？学生答出：组成蛋白质的氨基酸种类较多（20种），氨基酸数目巨大，氨基酸的排列顺序千变万化，肽链的空间结构也变化多端。
请同学们想想：氨基酸有20种，m RNA有四种核苷酸，四种碱基A、G、C和U是如何决定20种氨基酸的呢？和同学一起讨论（用排列组合）：不可以如果2个碱基决定1个氨基酸就只能决定16种，即不可以完全可以，还有多实验验证：1961年英国的克里克和同事用实验证明一个氨基酸是由m RNA的3个碱基决定，即三联体密码子。
美国年轻的生物化学家尼伦伯格和同学用人工合成方式，首先阐明了遗传密码的第一个密码子——UUU，即决定苯丙氨酸的密码子。
1967年科学家已将20种氨基酸的密码子全部破译。
（此时出示教材第14页表6－120种氨基酸的密码子表，并解说）。
教师归纳：其64个密码子，其中3个终止密码，2个起始密码，一种密码子代表一种氨基酸，有的氨基酸只有一个密码子，如色氨酸UGG，有的氨基酸不止一个密码子。
问：我们在上学期这一章细胞里讲过了，把氨基酸合成蛋白质的场所在哪里？学生答出：细胞质的核糖体。
讲述：核糖体里并没有现成的氨基酸，氨基酸存在于细胞质基质中，人体氨基酸的来源的主要途径是食物消化、吸收和运输。
细胞质基质中的氨基酸要进入核糖体需要经过搬运工搬运——即另一种RNA，转运RNA。
一种t RNA只能转运一种特定的氨基酸（此时出示三叶草型转运RNA模式图，对着图讲解）。
讲述：每种转运RNA只能识别并转运一种氨基酸。
转运RNA的另一端有三个碱基即反密码子，能与m RNA的密码子配对。
例如（此时银幕出现课本第15页图6－10蛋白质合成示意图），指着图中第一个转运RNA 的位置讲，信使RNA上的三个碱基GUU就是一个密码子，t RNA一端的三个碱基CAA是反密码子，只能是反密码子专一地和密码子按碱基互补原则（A—U、G—C．T—A、C—G）配对。
当转运RNA 运载着1个氨基酸进入到核糖体后，就以m RNA为模板，按照碱基互补配对原则，把转运来的氨基酸放在相应的位置上。
转运完毕后，转运RNA离开核糖体，又去转运下一个氨基酸。
总之，核糖体中的m RNA有许多“密码子”，每个“密码子”与转运特定氨基酸的转运RNA 的“反密码子”，能够碱基配对的，才能对号入座。
也即是说一种转运RNA在哪个位置上对号入座是靠转运RNA的“反密码子”去识别，而位置则是m RNA按遗传信息预先定了的。
当核糖体接受四个氨基酸以后，第二个氨基酸就会被移至第一个氨基酸的位置上，并通过肽键与第一个氨基酸连接起来，与此同时，核糖体在RNA上也移动三个碱基的位置，此过程往返地进行，肽链就不断地延伸，直到出现终止密码子为止。
从m RNA上脱离合成的多肽链经盘曲折叠成为有一定功能的蛋白质。
4．基因对性状的控制讲述：生物的一切遗传性状都是受基因控制的。
因为基因中的脱氧核苷酸的排列顺序决定了信使RNA中核糖核苷酸的排列顺序，信使RNA中碱基排列顺序又决定了氨基酸的排列顺序，氨基酸的排列顺序最终决定了蛋白质的结构和功能的特异性，从而使生物体表现出各种遗传性状。
（1）通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状举例：酪氨酸酶缺乏是由于基因不正常等。
（2）通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状举例：控制血红蛋白结构的基因不正常，就会合成结构异常的血红蛋白而患病等。
（三）总结基因控制蛋白质的合成包括转录和翻译两个过程，转录是以DNA的一条链为模板，合成m RNA。