基因表达：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
操纵子学说:由Jacob和Monod在1960年提出的原核生物的基因表达调控机制,其要点是：在染色体的DNA链上有调节基因和操纵子，操纵子包括一串功能相关连的结构基因、操纵基因和启动子。结构基因携带遗传信息，酶的合成是以结构基因为模板，在RNA聚合酶的作用下转录出mRNA, mRNA在核糖体上通过tRNA转译出相应的蛋白质（酶）；操纵基因不编码蛋白质，是与调节蛋白结合的部位，控制结构基因的转录；启动子不编码蛋白质，是与RNA聚合酶结合的部位，只有与RNA聚合酶与启动子结合后，才能启动结构基因的转录；调节基因编码一种称为调节蛋白的特殊蛋白质，该蛋白质具有两个位点，一个位点与操纵基因结合，另一个位点与称为调节物的特殊小分子物质结合，这种结合是可逆的，当调节物与调节蛋白结合后，便引起调节蛋白变构，变构了的调节蛋白能增加或降低与操纵基因结合的能力，进而可以控制转录的起始
外显子：真核生物基因的一部分，它在剪接(Splicing)后仍会被保存下来，并可在蛋白质生物合成过程中被表达为蛋白质，也是最后出现在成熟mRNA中的基因序列
内含子：真核生物基因的组成部分，但并不表达蛋白质，在转录后的加工中，从最初的转录产物除去的内部的核苷酸序列
两次生长：微生物培养中，细菌优先利用葡萄糖作为能源和碳源，进行快速生长，当葡萄糖消耗完毕，细菌生长速度出现了一个下降的间隙，然后又慢慢回升为第二阶段，此时它改用其他物质作为能源和碳源，生长速度比第一阶段稍慢一些
葡萄糖效应：当培养基中存在葡萄糖和其他碳源时，葡萄糖的存在阻遏了分解其他碳源酶系的合成，也就是当葡萄糖和其他碳源存在时，细胞优先利用葡萄糖的现象，这一现象称葡萄糖效应
代谢互锁：分支途径上游的某个酶受到另一条分支途径的终产物，甚至与本分支途径几乎不相关的代谢中间物的抑制或激活，使酶的活力受到调节并不它们无法自身合成所需营养物，
2. 以大肠杆菌乳糖（lac）操纵子为例，说明在转录起始水平上乳糖（或其结构类似物）及cAMP怎样分别起着负调控和正调控作用的。
当不存在诱导物时，由调节基因合成的阻遏物附着在操纵子的部位，此时从启动子部位开始的由RNA聚合酶合成mRNA的活动受到阻遏，酶无法生产，当诱导物存在的情况下，阻遏物与诱导物质相结合失去了阻遏活性，此时与操纵基因相结合的部位就被解除了，从而能进行mRNA的合成，此时就可以产生利用乳糖的一系列酶了。阻遏蛋白（reperssor protein）与操纵基因的结合，阻止了RNA聚合酶对操纵子结构基因的转录，而乳糖的存在解除了对操纵基因的阻遏，因此是负控诱导
葡萄糖的存在降低了cAMP的浓度，影响RNA聚合酶与乳糖操纵子中启动子的结合，使得转录无法进行，乳糖操纵子中的结构基因得不到表达，从而产生了分解代谢物阻遏诱导酶合成的现象，而当葡萄糖耗尽，cAMP与CRP结合形成了有活性的复合物，结合到启动子上，促进了RNA聚合酶与启动子的结合，开启转录，合成可以利用乳糖的酶。由于cAMP的作用是与CRP结合为复合物，再与DNA结合时促进转录，因此是起正调控作用。乳糖操纵子的启动子有两个结合部位，一个是与RNA聚合酶结合，一个是与cAMP结合，只有两者同时结合是，才能促进结构基因的转录。
3.以大肠杆菌色氨酸（trp）操纵子为例，说明酶合成作用中的阻遏机制。
答：阻遏调控：大肠杆菌的色氨酸操纵子含有5个结构基因和1个操纵基因，它参与从分支酸（chorismic acid）生物合成色氨酸的代谢调节机制。由于没有过量的色氨酸存在，阻遏物质没有活性，因此不能附在操纵子部位而合成mRNA。一旦加入色氨酸，无活性阻遏物则与色氨酸相结合形成活性型附在操纵子上，从而阻止mRNA的合成。所以，当培养基中有可以利用的色氨酸存在时，大肠杆菌就不会合成与色氨酸合成途径有关的酶。根据色氨酸操纵子的作用机制可以画出反馈阻遏模式图。从模式图可看到，反馈阻遏模型中，操纵子的开关情况正好与诱导模型相反。反馈阻遏之所以可以同时反馈调节相关的几个酶，其原因即在于一条合成代谢途径中的几个酶的结构基因往往成串地分布在同一个操纵子上，或者尽管分散在不同的操纵子上，但这些操纵子受同一个调节基因编码的原阻遏物的控制，因而有协同作用。
弱化子的调控：在色氨酸操纵子的操纵基因和启动子之间有一段前导核苷酸片段，可以转录形成一段前导肽，有14个氨基酸，其中第十和第十一个是色氨酸，RNA聚合酶必须越过这段区域才能进行结构基因的转录。有四个区域，当1、2配对，3、4配对时，会形成发夹结构，即是弱化子结构，阻止RNA聚合酶与启动子结合，进而阻止转录。当色氨酸存在时，前导肽可以完整合成，这时候核糖体停留在终止密码子的邻近区段2，阻止了2、3配对，则1,2配对，3,4配对，形成发夹结构终止子，聚合酶提留在终止子处，不能进行转录；当色氨酸不存在或者浓度很低时，不能形成完整的前导肽，因为当核糖体移动到第10和第11个色氨酸密码子时，由于没有足量的色氨酸转运RNA供应，使得核糖体停留在该密码子处，位于区段1，阻止1,2配对，则2,3配对，4区段没有区段与之配对，则RNA聚合酶可以通过，进行转录。
  阻遏调控和弱化子调控是协调进行的。阻遏作用是在一级结构水平，而弱化子调控是在RNA水平的调控。
  具有弱化控制机制的操纵子的第一个结构基因S1与启动子P、操纵基因O之间有一段叫做前导DNA的核苷酸序列。操纵子的转录必须经这前导区才能进入结构基因区。以色氨酸操纵子为例，其前导mRNA 上有4个特殊区域（A、B、C和D），A区可以翻译成14个氨基酸残基，其中有两个Trp残基，A区后面紧接着终止密码子（UGA）。C区和D区碱基配对则形成终止结构，C区和B区的碱基配对则形成非终止结构。究竟出现哪一种类型的配对取决于核糖体沿前导mRNA前进的速度，也最终取决于Trp-tRNA的浓度和Trp的浓度。如果Trp-tRNA足够的（假设其它氨基酰-tRNA亦不缺），翻译就能顺利地进行，核糖体迅速到达A区末的终止码，这时，核糖体实际上交搭在A区和B区（核糖体内可容20个左右核苷酸），从而使A区和B区无法配对，余下的C区和D区配对而形成终止结构，它能起转录中止的信号作用，使RNA多聚酶和转录本从DNA模板上脱落下来。如果Trp-tRNA缺乏，核糖体就会在Trp的密码子前耽搁较长时间，当B区与C区有可能配对时，核糖体尚未到达与A区和B区交搭的位置，因此形成B区与C区配对的非终止结构，转录继续进行，RNA多聚酶进入结构基因区。如果其它氨基酰-tRNA 也缺乏，当D区的RNA转录出来时，核糖体甚至还没有到达A区，因而将形成A区与B区配对，C区与D区配对，转录也被CD配对中止。由此可见，弱化作用不是“全部或没有”的开关式的调节，而仅仅是对控制氨基酸水平的轻微改变作出的分级及响应。
4. 何谓cAMP？试述cAMP在代谢调节中的作用。
     cAMP代表的是环形腺苷酸，它主要参与原核生物的分解代谢酶的诱导合成调节，以大肠杆菌为例，其染色体上具有一个分解阻遏基因CR，编码一种调节蛋白（CRP，cAMP受体蛋白）在调节过程中，cAMP通过与CRP结合，引起CRP构象的变化，形成一种有活性成分的cAMP-CRP复合物，在操纵子表达系统中，只有cAMP-CRP复合物结合到启动子上后，RNA聚合酶才能与启动子结合，进行基因的转录和转译，葡萄糖影响细菌利用其他碳源的机理在于它可以细胞内缺少cAMP，从而无法转录出利用其他碳源的酶类，出现分解阻遏现象。
5. 真核生物基因表达调控与原核比较有何特点？其RNA合成过程与原核比较主要差异在哪儿？
     书本176（时间和空间的不一致性，原核基因的转录和翻译是同步的，都在细胞质中，真核生物的由于有核膜，使得转录和翻译在不同的空间和时间，转录在细胞核，翻译在细胞质，这就增加了基因表达调控的层次和复杂性。真核中涉及到mrna的转运过程，包括dna转录成信使RNA,MRNA的跨膜转运，以及蛋白质的合成，就会有转录水平的调节和转录后水平的调节，这在原核中是不存在的，或者说是有本质区别的；不连续基因内含子和外显子的剪切机制，必须将内含子切除才能形成成熟的mrna。这也增加了基因表达的复杂性；组蛋白阻遏基因的转录和非组蛋白解除阻遏，非组蛋白是真核生物基因表达调控中的重要因子；单顺反子，功能相关的基因不连锁，没有操纵子结构，真核生物的活性蛋白都是有许多相同或不同的亚基组成，所以会涉及多个基因的协调表达，也增加的基因表达复杂性。）
真核细胞在核结构及化学组分上与原核细胞有本质的差别，反映在基因的表达调控方面有以下的特点。
①原核的转录与转译可在同一部位和时间进行，甚至mRNA可在没有被转译完毕之前就开始分解，而真核细胞的细胞核由核膜包裹着，核膜把细胞分隔为结构和功能上不同的两部分，染色体被局限于核内，核外还有遗传成分，这就增加了基因表达调控的层次和复杂性，因而使遗传信息的表达在空间和时间上都与原核不同：转录发生在核内，转译在细胞质中进行，遗传信息在真核细胞内有一个转运过程，此过程包括：DNA转录成为前体mRNA，前体mRNA的加工与运送，有功能的mRNA在细胞质形成转译的复合物。在时间上这种多阶段调节过程可划分为转录水平的调节和转录后的调节。这些过程在原核细胞中是没有的，或在本质上有区别的. ②真核的编码基因是不连续的，翻译的mRNA需要进过剪接去掉内含子，把外显子连接起来，才能翻译获得完整的蛋白质，这也增加了基因表达调控的环节。③此外真核基因组的另一个特点是一个结构基因转录生成一条mRNA，既mRNA是单顺反子，基本上没有操纵子的结构，功能相关的基因在遗传上是不连锁的，许多活性蛋白是由相同和不同的多肽形成的亚基构成，这就涉及多个基因协调表达的问题，真核基因的协调表达比原核要复杂的多。
差异：①原核中由一种RNA聚合酶负责所有RNA的转录，而在真核中由三种不同的RNA聚合酶负责不同的RNA的转录:RNA聚合酶I(转录45S rRNA) 、RNA聚合酶 II (转录所有编码蛋白质的基因和大多数核内小RNA)、RNA聚合酶III(转录小RNA的基因)，②真核的启动子类型多样且组成较为复杂，③真核生物合成的前体RNA需要经过剪接加尾等各种的加工才能成为成熟的有活性的RNA分子，但原核生物的大多数不需要加工就可以直接翻译。④真核生物RNA聚合酶必须与转录因子相互作用才可以与DNA模板结合，不可以直接与模板相互作用。
6. 酶活性调节与酶合成调节有哪些主要类型？它们之间又有何联系？
    酶活性的调节指的是当某一终产物过量时反馈抑制合成该终产物的关键酶的活性，使酶暂时失活，待终产物浓度降低后，酶的活性又重新恢复，反应继续进行。包括：前体激活，补偿激活，反馈抑制，代谢互锁
     酶合成调节指的是在转录水平阻遏或诱导酶的合成，当环境中存在某一过量的终产物时，通过反馈阻遏来使合成这一终产物所需要的一系列酶都停止合成。，待产物浓度降低，酶继续合成。这种措施对环境变化的反应比较迟缓。包括：阻遏合成，诱导合成
    联系：酶活性的调节不涉及蛋白质的合成过程，直接迅速；酶合成的调节对细胞中早已存在的酶没有作用，见效较慢，但可节约生物合成的能量和原料，这对生物体来说是必需的。当酶合成调节与酶活性调节共存时，就能获得最大调节效果，前者称为粗调，后者称为细调，在分支途径的多酶体系中，代谢调节通过许多不同系统联合进行，互相配合，使代谢作用得以和谐的进行。
★7. 解释组成型突变、抗分解阻遏突变、抗反馈调节突变、营养缺陷突变、渗漏突变的定义及其选育方法原理，它们能过量积累某代谢产物的机制。
    1、组成型突变：无诱导物存在时仍能正常地合成诱导酶的突变体酶合成对诱导物的依赖性消除了，可能发生的是调节基因的突变，不能合成有活性的阻遏蛋白，或是操纵基因的突变使它失去与阻遏蛋白结合的能力选育原理：a、在恒化器中加入限量浓度的基质诱导物可以选择出不再需要诱导物而产高浓度的所需酶的菌株；b、将经受诱变的细胞接种在含有非诱导物的基质作为唯一碳源（或氮源）的琼脂平板上，只有组成型突变体才可以在此条件下生长
    2、抗分解阻遏突变：突变的菌株不受葡萄糖分解产物的阻遏，仍然可以合成利用其他碳源的酶类选育的方法是：选择在含受分解阻遏的酶的基质作为唯一的氮源，在平板上生长的菌落，就是可以抗分解阻遏的菌株。因为野生型的菌株是受葡萄糖抑制的，肯定不能利用这个酶，只有突变的菌株才能利用这个酶。这样它可以明显的改变葡萄糖的分解途径，致使缓慢地利用葡萄糖，并使整个酶体系去阻遏