基因表達(dá)的調(diào)控、中心法則、性狀的控制

時(shí)間場(chǎng)所模板原料條件產(chǎn)物模板去向特點(diǎn)堿基配對(duì)遺傳信息傳遞意義復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育的整個(gè)過(guò)程細(xì)胞質(zhì)的核糖體DNA的一條鏈mRNA4種脫氧核苷酸20種氨基酸多肽鏈細(xì)胞分裂（有絲分裂和減數(shù)第一次分裂）的間期主要在細(xì)胞核主要在細(xì)胞核DNA的兩條鏈4種核糖核苷酸酶（DNA解旋酶、DNA聚合酶等）、ATP酶（RNA聚合酶等）、ATP酶、ATP、tRNA2個(gè)雙鏈DNA一個(gè)單鏈RNA（3種）分別進(jìn)入2個(gè)子代DNA分子恢復(fù)原樣，與非模板鏈重新繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)分解成單個(gè)核苷酸半保留，邊解旋邊復(fù)制、雙方向、多起點(diǎn)邊解旋邊轉(zhuǎn)錄、多起點(diǎn)一個(gè)mRNA上結(jié)合多個(gè)核糖體，順次合成多條肽鏈A-T、T-A、C-G、G-CA-U、U-A、C-G、G-CA-U、T-A、C-G、G-CDNADNAmRNADNAmRNA蛋白質(zhì)使遺傳信息從親代傳給子代表達(dá)遺傳信息，使生物表現(xiàn)出各種性狀DNA分子的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的比較預(yù)習(xí)提問(wèn)真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)和原核細(xì)胞的有何不同？原核細(xì)胞基因的編碼區(qū)是連續(xù)的，真核細(xì)胞基因的編碼區(qū)是間隔的，不連續(xù)的。二基因表達(dá)的調(diào)控編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)原核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)20世紀(jì)60年代，法國(guó)分子生物家雅各布和莫諾通過(guò)對(duì)大腸桿菌乳糖代謝的研究，首先弄清了原核生物基因表達(dá)調(diào)控的機(jī)制。這一機(jī)制的發(fā)現(xiàn)是生物學(xué)領(lǐng)域中的一個(gè)劃時(shí)代突破。為此，他們?cè)?965年獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。小資料一原核生物基因表達(dá)的調(diào)控大腸桿菌一般是將葡萄糖作為碳源，當(dāng)其生活的環(huán)境中有乳糖而沒(méi)有葡萄糖時(shí)，大腸桿菌產(chǎn)生的適應(yīng)性變化是什么？大腸桿菌會(huì)迅速合成大量的分解乳糖的酶——半乳糖苷酶，將乳糖分解成葡萄糖和半乳糖加以利用。當(dāng)大腸桿菌生活的環(huán)境中沒(méi)有乳糖后，又會(huì)怎樣？這說(shuō)明什么？沒(méi)有乳糖，半乳糖苷酶的合成就停止。說(shuō)明半乳糖苷酶的合成與周?chē)h(huán)境中有無(wú)乳糖有密切關(guān)系。半乳糖苷酶的合成受什么控制？受半乳糖苷酶基因控制。乳糖存在與否，關(guān)系到半乳糖苷酶是否合成，可見(jiàn)，乳糖似乎對(duì)半乳糖苷酶基因的表達(dá)起到誘導(dǎo)作用。

一原核生物基因表達(dá)的調(diào)控與乳糖代謝有關(guān)的核苷酸序列：1）結(jié)構(gòu)基因（3個(gè)）2）操縱基因3）啟動(dòng)子4）調(diào)節(jié)基因P啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)基因調(diào)節(jié)基因OlacZlacYlacA操縱基因R一原核生物基因表達(dá)的調(diào)控與乳糖代謝有關(guān)的核苷酸序列分別有何作用？P啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)基因調(diào)節(jié)基因OlacZlacYlacA操縱基因R1）結(jié)構(gòu)基因：

直接編碼乳糖分解代謝所需酶類的基因。lacZ：編碼半乳糖苷酶。lacY、lacA：分別編碼另外兩種與乳糖分解代謝有關(guān)的酶。一原核生物基因表達(dá)的調(diào)控與乳糖代謝有關(guān)的核苷酸序列分別有何作用？P啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)基因調(diào)節(jié)基因OlacZlacYlacA操縱基因R2）操縱基因（O）：對(duì)結(jié)構(gòu)基因起著“開(kāi)關(guān)”的作用，可直接控制結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄。一原核生物基因表達(dá)的調(diào)控與乳糖代謝有關(guān)的核苷酸序列分別有何作用？P啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)基因調(diào)節(jié)基因OlacZlacYlacA操縱基因R3）啟動(dòng)子（P）：有與RNA聚合酶結(jié)合的位點(diǎn)，可識(shí)別轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)。RNA聚合酶一原核生物基因表達(dá)的調(diào)控與乳糖代謝有關(guān)的核苷酸序列分別有何作用？P啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)基因調(diào)節(jié)基因OlacZlacYlacA操縱基因R4）調(diào)節(jié)基因（R）：能產(chǎn)生阻抑物，通過(guò)阻抑物與操縱基因的結(jié)合與否來(lái)控制操縱基因的關(guān)閉和開(kāi)啟。一原核生物基因表達(dá)的調(diào)控當(dāng)環(huán)境中沒(méi)有乳糖時(shí)：信使RNA轉(zhuǎn)錄P啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)基因調(diào)節(jié)基因OlacZlacYlacA操縱基因R阻抑物翻譯阻抑物與操縱基因結(jié)合，同時(shí)阻擋了RNA聚合酶與啟動(dòng)子的結(jié)合，從而使結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄和翻譯受阻，不能合成有關(guān)的酶。一原核生物基因表達(dá)的調(diào)控當(dāng)環(huán)境中有乳糖時(shí)：P啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)基因調(diào)節(jié)基因OlacZlacYlacA操縱基因R+阻抑物乳糖RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄翻譯乳糖與阻抑物結(jié)合，引起其構(gòu)象變化，使阻抑物失去與操縱基因結(jié)合的能力，RNA聚合酶便可與啟動(dòng)子結(jié)合，從而使結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄和翻譯正常進(jìn)行。一原核生物基因表達(dá)的調(diào)控當(dāng)環(huán)境中有乳糖時(shí)：P啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)基因調(diào)節(jié)基因OlacZlacYlacA操縱基因R半乳糖苷酶酶酶轉(zhuǎn)錄翻譯+阻抑物乳糖RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄翻譯分解乳糖一原核生物基因表達(dá)的調(diào)控一個(gè)操縱基因控制下的一組相鄰的結(jié)構(gòu)基因以及啟動(dòng)子和調(diào)節(jié)基因，統(tǒng)稱為操縱子。P啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)基因調(diào)節(jié)基因OlacZlacYlacA操縱基因R操縱子操縱子是原核生物的基因在轉(zhuǎn)錄水平上進(jìn)行調(diào)控的一個(gè)功能單位。一原核生物基因表達(dá)的調(diào)控從大腸桿菌乳糖調(diào)控過(guò)程可以看出什么？大腸桿菌細(xì)胞只有在環(huán)境中有乳糖存在時(shí)，才能產(chǎn)生相關(guān)的酶。所以，其乳糖代謝調(diào)控過(guò)程是一個(gè)自我調(diào)控過(guò)程。在這一過(guò)程的作用下，生物體才不會(huì)浪費(fèi)細(xì)胞中的物質(zhì)和能量，并能不斷適應(yīng)變化的外界環(huán)境。一原核生物基因表達(dá)的調(diào)控當(dāng)環(huán)境中沒(méi)有乳糖時(shí)：P啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)基因調(diào)節(jié)基因OlacZlacYlacA操縱基因R信使RNA轉(zhuǎn)錄阻抑物翻譯知識(shí)回顧當(dāng)環(huán)境中有乳糖時(shí)：P啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)基因調(diào)節(jié)基因OlacZlacYlacA操縱基因R半乳糖苷酶酶酶轉(zhuǎn)錄翻譯分解乳糖一原核生物基因表達(dá)的調(diào)控+阻抑物乳糖RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄翻譯真核細(xì)胞基因結(jié)構(gòu)如何？編碼區(qū)下游編碼區(qū)上游編碼區(qū)外顯子內(nèi)含子真核細(xì)胞基因的編碼區(qū)是間隔的，不連續(xù)的。外顯子能編碼蛋白質(zhì)，內(nèi)含子不能編碼蛋白質(zhì)。二真核生物基因表達(dá)的調(diào)控二真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)調(diào)控過(guò)程與原核生物有何共同之處？在真核生物結(jié)構(gòu)基因的側(cè)翼序列上，同樣存在許多不同的調(diào)控序列，并能通過(guò)特異性蛋白與某些調(diào)控序列的結(jié)合與否，來(lái)調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄。什么叫側(cè)翼序列？每個(gè)基因在第一個(gè)和最后一個(gè)外顯子的外側(cè)各有一段非編碼區(qū)，稱為側(cè)翼序列。側(cè)翼序列上有一系列的調(diào)控序列。編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)側(cè)翼序列二真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)調(diào)控過(guò)程與原核生物有何不同之處？不同①：真核生物中編碼蛋白質(zhì)的基因通常是間斷的、不連續(xù)的，由于轉(zhuǎn)錄時(shí)內(nèi)含子和外顯子是一起轉(zhuǎn)錄的，因而轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的信使RNA必須經(jīng)加工，將內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄部分剪切掉，將外顯子轉(zhuǎn)錄部分拼接起來(lái)，才能成為成熟的RNA。二真核生物基因表達(dá)的調(diào)控信使RNA的加工：編碼區(qū)下游編碼區(qū)上游成熟的信使RNA轉(zhuǎn)錄加工初級(jí)轉(zhuǎn)錄物剪切內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄部分拼接外顯子轉(zhuǎn)錄部分二真核生物基因表達(dá)的調(diào)控

真核生物基因轉(zhuǎn)錄后的剪切、拼接和轉(zhuǎn)移等過(guò)程，都需要有調(diào)控序列的調(diào)控，這是真核生物所特有的。真核生物基因表達(dá)調(diào)控過(guò)程與原核生物有何不同之處？不同②：真核生物由于有細(xì)胞核，核膜將核質(zhì)與細(xì)胞質(zhì)分隔開(kāi)，因此，轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞核中進(jìn)行，翻譯在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行?？梢?jiàn)其轉(zhuǎn)錄和翻譯具有時(shí)間和空間上的分隔。二真核生物基因表達(dá)的調(diào)控真核生物基因表達(dá)調(diào)控過(guò)程與原核生物有何不同之處？不同③：真核生物大多是多細(xì)胞生物，個(gè)體發(fā)育過(guò)程中要發(fā)生細(xì)胞分化。分化是不同的基因特異性表達(dá)的結(jié)果。細(xì)胞中關(guān)閉或開(kāi)啟某些基因，都是在嚴(yán)格調(diào)控作用下進(jìn)行的?；虻倪@種特異性表達(dá)的調(diào)控機(jī)制也是真核生物所特有的。二真核生物基因表達(dá)的調(diào)控基因指導(dǎo)________的合成基因控制生物體的______蛋白質(zhì)性狀蛋白質(zhì)是生物性狀的體現(xiàn)者，生命活動(dòng)的主要______承擔(dān)者基因控制生物體的性狀通過(guò)控制蛋白質(zhì)的合成來(lái)實(shí)現(xiàn)三中心法則請(qǐng)據(jù)圖畫(huà)出一張流程圖，簡(jiǎn)要的表示出其中遺傳信息的流動(dòng)方向。RNADNA

蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯復(fù)制1957年克里克的預(yù)測(cè)：DNARNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯復(fù)制一、中心法則的提出及其發(fā)展概括了生物遺傳信息的主要傳遞方向。資料分析：并寫(xiě)出遺傳信息的傳遞方向1、1965年，科學(xué)家在RNA腫瘤病毒里發(fā)現(xiàn)了一種RNA復(fù)制酶，像DNA復(fù)制酶能對(duì)DNA進(jìn)行復(fù)制一樣，RNA復(fù)制酶能對(duì)RNA進(jìn)行復(fù)制。RNARNARNA復(fù)制酶2、1970年，科學(xué)家在致