高 三 生 物（第7讲）

《高 三 生 物（第7讲）》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、高三生物（第7讲）【教学内容】第三章：遗传与基因工程　第三节.基因表达的调控第四节.基因工程简介【重点与难点】重点：原核生物基因表达调控的原理，基因操作的工具和基本步骤。难点：原核生物基因表达调控的原理，限制酶和运载体的作用及基因操作的基本步骤。【延伸与拓展】第三节：基因表达的调控　　生物体的每一个细胞中都含有本物种的一整套基因，因此，多细胞生物体的每个细胞都具有能够将它所具有的每个基因都表达出来、并且发育成一个完整的生物体的潜能，这就是细胞的全能性。但生物细胞内的一整套基因并不是同时都在表达，这

2、是因为，在细胞内存在着对基因表达的调控机制，基因能够有序地表达。一、原核生物基因表达的调控实验现象：将大肠杆菌接种到无葡萄糖而只有乳糖培养基中，大肠杆菌就会合成并分泌出大量的“半乳糖苷酶”，这种酶可以将培养基中的乳糖分解成葡萄糖和半乳糖，从而加以利用。如果将大肠杆菌生活环境中的乳糖除去，半乳糖苷酶的合成就立即停止。结果分析：大肠杆菌这种原核生物是否能够合成半乳糖苷酶，取决于周围环境中有无乳糖。而半乳糖苷酶的合成是受特定的基因――半乳糖苷酶基因来控制的。因此，乳糖诱导了半乳糖苷酶基因的表达，从而合成

3、了分解乳糖的半乳糖苷酶。那么，这个调控过程到底是怎样的呢？调节基因（R）转录mRNA阻抑物（蛋白质）翻译与操纵基因（O）结合与乳糖结合阻抑作用失去阻抑作用RNA聚合酶不与启动子（P）结合RNA聚合酶与启动子（P）结合启动结构基因结构基因不产生半乳糖苷酶产生半乳糖苷酶不转录、翻译转录、翻译无乳糖环境有乳糖环境分解乳糖基因表达的调控机理：在大肠杆菌的DNA分子上，与乳糖代谢有关的脱氧核苷酸序列及功能如教材P53图3－12，其调控流程如下：通过大肠杆菌乳糖代谢的调控过程，可以看出其对环境的适应性，这一适

4、应性又称应激性，是生物在长期的进化过程中形成的，由遗传物质决定的。二、真核生物基因表达的调控真核生物基因的核苷酸序列也分为调控基因和结构基因，这一点是与原核生物相似的，真核生物基因的表达过程亦与原核生物有许多点，但也有区别：原核生物的基因表达过程为：转录翻译蛋白质mRNADNA真核生物的基因表达过程为：转录剪去内含子转录部分　拼接外显子转录部分翻译DNA初级转录物（mRNA）成熟mRNA蛋白质可以看出，两者的不同点是：原核生物转录产生的mRNA不需加工，直接翻译蛋白质，且边转录边翻译；而真核生物由

5、DNA转录的mRNA则需经加工，形成成熟的mRNA才能翻译成蛋白质，且转录在细胞核中、翻译在细胞质中（核糖体内），因而其转录和翻译有时间与空间上的的分隔。多细胞的真核生物在个体发育过程中，基因在各个细胞中不是均等地表达，而是有特异性地表达，从而引起细胞的分化，这是由于在多种因素的影响下、在不同的细胞中关闭或开启某些基因所造成的。第四节：基因工程简介一、基因工程的基本内容1.概念：基因工程又叫做基因工程技术或DNA重组技术，就是按照人类的要求，把一种生物的个别基因复制出来，加以修饰改造，然后导入另一

6、种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。2.基因操作的工具：基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工，即对DNA分子进行剪切和拼接其主要工具有：（1）基因剪刀：限制性内切酶，简称限制酶。这种酶主要存在于微生物中，由于每种限制酶能识别特定的核苷酸序列，因此，限制酶能在特定的切点上切割DNA分子。（2）基因针线：DNA连接酶，用它可以将两个DNA分子的互补的碱基连接起来，同时还要将两个DNA分子的“磷酸—脱氧核糖”连接起来。（3）基因运输工具：运载体，借助运载体将外源的目标基因送入受体细胞。作为运

7、载体要符合以下三个条件：第一，能在宿主细胞中复制并稳定地保存；第二，具有多个限制酶切点，以便与外源基因连接；第三，具有标记基因，便于筛选，质粒、噬菌体及动植物病毒常被用作运载体。3.　基因操作的步骤：　　（1）提取目的基因从供体细胞的DNA中分离，如鸟枪法。方法　　　　　　　　反转录法：人工合成基因　　　　　　　据已知的氨基酸序列合成：　反转录合成蛋白质单链DNAmRNA基因DNA序列mRNA氨基酸序列推测推测合成（2）目的基因与运载体结合　　　　　用同一种限制酶去切割质粒和目的基因，加入DNA连

8、接酶，形成重组DNA分子　　（3）将目的基因导入受体细胞　　　　　借鉴细菌或病毒侵染细胞的方法来进行。　　（4）目的基因的检测和表达　　　　　　检测：根据受体细胞是否具有某些标记基因判断。　　　　　　表达：受体细胞表现出特定的性状。　二、基因工程的成果与发展前景　　　　1.基因工程与医药卫生　　　　　　　　生产基因工程药品：如，将胰岛素基因导入大肠杆菌，来生产胰岛素。基因诊断与治疗：　用带同位素或荧光标记的DNA做探针，利用DNA分子杂交原理检测被测标本的遗传信息，来检测病症。