基因调控是生物体适应环境变化的一种基本手段，它使得生物能够在需要的时候表达适当的蛋白，从而有效节约自身的能量消耗。对生物体基因调控的研究意义重大，首先人们可以从中了解生物是如何实现其多样性和适应性的特征，其次，比较不同生物体之间的基因调控的相似程度也可以揭示生物进化的历程。最后，在了解了基因调控的原理后，人们可以预测当其发生错误时会产生的后果，从而有针对性地治疗某些相关的疾病。在众多基因调控的模式中，自抑制调控因具有稳定性高，响应时间快等特点，在生物的进化历程中得到广泛的保留，因而普遍存在于各种生物体的基因调控网络中。为了定量地研究自抑制基因回路的调控特点，生物物理学家建立了相关模型。但由于生物在基因表达过程中伴随着很多随机事件，因此这类模型并不完美。通过在大肠杆菌染色体上进行相关的实验，我们观测了生物体中自抑制回路在非绝热条件下的表达情况，从而验证了我们的理论小组建立的自抑制回路在非绝热条件下的表达模型。本文的第一章首先介绍了生物体内基因调控回路所包括的几个方面，随后阐述了基于荧光蛋白的活体检测蛋白表达量的方法，最后简要叙述了在本文中主要采用的流式细胞仪的检测原理。在第二章中，本文通过比较简单基因调控和自抑制基因调控的异同，从理论上定量描述了自抑制调控的特点，给出了常用的转录模型。另一方面，基因表达过程中伴随着多种干扰因素。我们通过理论模拟，得到了在非绝热条件下自抑制调控回路的蛋白表达分布，从而优化了以往理论模型。第三章主要叙述了我们在实验上验证上述模拟的过程。我们首先构建了自抑制基因回路并将其重组在大肠杆菌的染色体上，同时对宿主大肠杆菌的染色体进行了优化改造。随后，我们通过加入诱导剂调整了自抑制回路的某些参数，并以流式细胞仪为主要测量手段观测细菌群体中基因表达的情况。分别以诱导剂浓度和时间为梯度，我们连续测量了自抑制回路在不同时间和诱导剂浓度下的表达量，得到了一系列表达分布的演化趋势。我们发现细菌生长的对数前期，细菌群体调控蛋白表达量的异化现象，这与上述非绝热条件下的理论预测相符。