(二)真核基因表达的调控 真核生物基因表达调控的过程与原核生物有许多共同之处.例如:在真核生物结构基因的侧翼序列上.同样存在着许多不同的调控序列.真核生物通过特异性蛋白与某些调控序列的结合与否.来调控基因的转录. 但是.真核生物基因表达调控比原核生物复杂得多.有许多方而是原核生物所没有的表现在: 1.DNA含量高和基因数目多.且与其他物质组成核小体 2.转录和翻译在空间与时间上分开.转录在细胞核中进行.翻译在细胞质中进行. 3.前体RNA需要剪接才能成为有功能的成熟的信使RNA. 4.多细胞生物在个体发育过程中要发生细胞分化.分化是不同基因表达的结果.不同组织细胞的基因活化或受阻的时空序列不同.发育阶段.激素水平是基因表达调控的主要因素.营养和环境因素则为次要影响因素. (三)人类基因组计划 1.人类只有一个基因组 (1)由24条染色体DNA分子组成(22条常染色体和X.Y染色体) (2)人体染色体DNA约有3×109bp.含有3万~3.5万个基因 (3)携带着人类的全部遗传信息 2.人类基因组计划绘制4张图 (1)遗传图:利用染色体上基因交换频率.推断基因之间的遗传距.根据点测交实验确定各个基因的相互位置和排列顺序.绘制基因连锁图 (2)物理图:用限制酶将染色体切割成若干片段.利用互补原理通过分子杂交法.以一小段DNA序列作为标记.分析标记间的距离并确定各个片段在染色体上的实际排列顺序. (3)转录图:反映在正常或受控条件下能够表达的cDNA片段数目.种类.结构与功能的信息. (4)序列图:测定人类基因组的DNA序列是核心 3.人类基因组计划的意义 (1)人类基因组计划是人类自然科学史上最重要的科研项目之一.对于奠定21世纪医学.生物学发展的基础具有重要而深远的意义. (2)必将推动人类对进化.种族血缘.衰老.疾病等生命现象及其本质的认识.战胜疾病.克服生存障碍.揭开人类生长.发育.健康.长寿的奥秘.提高人类的生存质量. (3)促进生物学不同领域(如神经生物学.发育生物学等)的发展,对预测.预防.早诊和治疗各种遗传疾病和危害人类的恶性肿瘤.心血管病和其它遗传易感性多因子疾病有重大作用,基因组研究的新技术.新策略适合于农业.工业和环境科学. (4)将进入“后基因组 阶段.研究各个基因和整个基因组的功能基因.2003年已经转入“人类单体型图计划 的研究.据一些科学家预测.根据基因研究设计的药物.如治疗糖尿病.高血压的药物.将于2020年造福于百姓,癌症治疗也将准确地瞄准肿瘤细胞的分子指纹,药物基因组学方法将成为药物开发中的常规手段.2030年.人们将了解到在疾病中起着决定性作用的遗传因素或环境因素.找到预测和治疗绝大多数疾病的办法. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

原核生物大多数基因表达的调控是通过操纵子(operon)机制实现的。操纵子通常由 2个以上的编码序列与启动序列、操纵序列以及调节序列在基因组中成簇串联组成。其中启动序列是RNA聚合酶与之结合并起动转录程序的特异DNA序列;调节序列能控制合成成相应的调节蛋白,来调节转录程序;操纵序列如果被阻遏蛋白(一种调节蛋白) 结合时会阻碍RNA聚合酶与启动序列的结合,从而阻止转录起动。当大肠杆菌生存环境中缺乏乳糖时,体内β—半乳糖酶基因(Z)、通透酶基因(Y)和乙酰转移酶基因(A)的表达会被关闭,从而不能正常参与乳糖代谢过程(如图1所示);当大肠杆菌依赖乳糖生长时,体内上述三种基因的表达则被激活(如图2所示)。请分析回答下列问题:

1、图中所示a物质表示                ,它与DNA成功结合后会引起DNA结构的变化,这种变化是                                            。

2、图中所示c过程表示                ,d物质表示                    ;O区域的碱基序列对应为乳糖操纵子中的                            序列。

3、在图2所示的乳糖操纵子中,决定“…——甘——天——色…”的详细碱基序列为                 

4、当大肠杆菌依赖乳糖生长时,体内β—半乳糖酶基因(Z)、通透酶基因(Y)和乙酰转移酶基因(A)等三种基因被激活的机理是                                      

                                                                           。

5、操纵子所包括的序列中,能够转录的序列为                          。

6、由题干信息可知,原核细胞基因表达的起始调控从根本上来说是受          因子)控制,而真核细胞基因表达的起始调控从根本上来说是               因子)控制。

 

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已知SARS是由一种RNA病毒感染所引起的疾病。SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原,在SARS病人康复后的血清中有抗S蛋白的特异性抗体。某研究小组为了研制预防SARS病毒的疫苗,开展了前期研究工作。其简要的操作流程如下:

  (1)实验步骤①所代表的反应过程是________________________________________________________________________。

  (2)步骤②构建重组表达载体A和重组表达载体B必须使用________________________________________________________________________。

  (3)如果省略步骤②而将大量扩增的S基因直接导入大肠杆菌,一般情况下,不能得到表达的S蛋白,其原因是S基因在大肠杆菌中不能________,也不能______________。

  (4)为了检验步骤④所表达的S蛋白是否与病毒S蛋白有相同的免疫反应特征,可用________与________进行抗原—抗体特异性反应实验,从而得出结论。

  (5)步骤④和⑥的结果相比,原核细胞表达的S蛋白与真核细胞表达的S蛋白的氨基酸序列________(填“相同”或“不同”),根本原因是________________________________________________________________________。

 

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在分子生物学的发展史上有几位著名的科学家由于他们在分子遗传学中的卓越成就在不同的年代获得了诺贝尔生理学或医学奖:

(1)第一位是________国著名的生物学家________________年他通过________实验在人类历史是第一次成功的证明了DNA是遗传物质。

(2)________________国著名的科学家克里克和________国著名的科学家沃森以及国著名的生物物理学家________根据________以及对________数量关系的分析,提出了________为此,他们三人在________年共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。

(3)20世纪60年代,________国著名的分子生物学家________________通过对________的研究,首先弄清了原核生物基因表达的调控机制,为此,他们在________年共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。他们认为:

①阻抑物的合成场所是________,在该场所控制阻抑物合成的物质是________。但是从根本土讲,控制阻抑物合成的物质是操纵子中的________

②在什么情况下,阻抑物能够阻止结构基因的表达。试说明其原因。

③结构基因一旦表达,能够通过________形成________个信使RNA分子,再通过合成________种酶,试说明形成这种数量关系的原因是________

④半乳糖苷酶的作用________,它是在名称为________的结构基因控制下合成的。

⑤操纵子指的________。继这两位著名的分子生物学家之后,科学家们又陆续发现了一些对原核生物代谢具有调控作用的操纵子,如________

⑥简要叙述原核生物这种基因表达调控机制的生物学意义。

⑦真核生物基因表达的调控要比原核生物复杂得多,简要叙述真核生物那些方面基因表达的调控是原核生物所没有的。

(4)1975年德国科学家________________国科学家________发挥他们丰富的想象力设计了一个极富创造力的实验方案(如下图所示),成功的制备出单克隆抗体。

①图中1反映的是________

②图中2指的是__________

③图中3指的是________,它不仅具有________能力,还有________的本领。

④图中A过程所用的细胞工程技术的名称是________,它是在灭活的________病毒或________的诱导下完成的。

⑤灭活指的是用物理或化学的方法杀死病毒或________等,但是又不损害它们体内有用的________的方法。在A过程中灭活的病毒既________又不会________

⑥简要叙述病毒能够诱导A过程完成的原因。

⑦图中B过程所用的细胞工程技术的名称是________,在此过程中需要定期地使用________,配制成________,分装到两个或两个以上的培养瓶中培养,在10代以内进行的这种培养称为________,在10-40代之间进行这种培养的细胞称为________,进行这种培养的最终要得到的细胞称为

⑧单克隆抗体实验的成功,不仅在生物学基础理论的研究中具有重要意义,而且在实践上也有很高的实用价值,与常规抗体相比,单克隆抗体________________,优越性非常明显,因此这两位科学家在________年共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。

(5)在上述成果中,标志着生物科学的发展进入了分子生物学阶段的是________

请你利用T2噬菌体设计一个实验证明DNA是遗传物质。

①该实验方法的生物学名称为________

②简要叙述该实验的设计思想。

③在该实验中你用谁做示踪元素?为什么?

④简要设计实验过程证明只有T2噬菌体的DNA进入细菌细胞内,而T2噬菌体的蛋白质外壳留在细菌细胞外。

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已知SARS是由一种RNA病毒感染所引起的疾病。SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原,在SARS病人康复后的血清中有抗S蛋白的特异性抗体。某研究小组为了研制预防SARS病毒的疫苗,开展了前期研究工作。其简要的操作流程如下:

(1)实验步骤①所代表的反应过程是                   

(2)步骤②构建重组表达载体A和重组表达载体B必须使用限制性内切酶和     酶,后者的作用是将限制性内切酶切割的                  连接起来。

(3)如果省略步骤②而将大量扩增的S基因直接导入大肠杆菌,一般情况下,不能得到表达的S蛋白,其原因是S基因在大肠杆菌中不能        ,也不能          

(4)为了检验步骤④所表达的S蛋白是否与病毒S蛋白有相同的免疫反应特性,可用                  进行抗原——抗体特异性反应实验,从而得出结论。

(5)步骤④和⑥的结果相比,原核细胞表达的S蛋白与真核细胞表达的S蛋白的氨基酸序列       (相同、不同),根本原因是                                       

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已知SARS是由一种RNA病毒感染所引起的疾病。SARS病毒表面的S蛋白是主要的病毒抗原,在SARS病人康复后的血清中有抗S蛋白的特异性抗体。某研究小组为了研制预防SARS病毒的疫苗,开展了前期研究工作。其简要的操作流程如下

                                                       

(1)该实验的目的基因是_______________.实验步骤①所代表的反应过程是____________________

(2)步骤②构建重组表达载体A和重组表达载体B必须使用___________酶和_____酶。

(3)如果省略步骤②而将大量扩增的S基因直接导入大肠杆菌,一般情况下,不能得到表达的S蛋白,其原因是S基因在大肠杆菌中不能________,也不能___________

(4)为了检验步骤④所表达的S蛋白是否与病毒S蛋白有相同的免疫反应特性,可用_____________________进行抗原——抗体特异性反应实验,从而得出结论。

(5)步骤④和⑥的结果相比,原核细胞表达的S蛋白与真核细胞表达的S蛋白的氨基酸序列_______(相同、不同),根本原因是_____________________________________________________________

 (6)该实验的原理是___________.⑤常用的方法是______________,导入的细胞常用______________.

 

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