核外染色体
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致育因子或性因子—F因子（fertility factor）
双链DNA，足以编码94个中等大小多肽，其中 1/3基因（tra区）与接合作用有关。 与有性生殖有关
带有F质粒的为雄性菌，能长出性菌毛； 无F质粒的为雌性菌，无性菌毛
外显子1 内含子1 外显子2 内含子2
转录
外显子1 内含子1 外显子2内含子2
加工过程中内含子被切除
成熟mRNA
外显子1 外显子2
真 核 生 物
转运到细胞质外 mRNA 蛋白质
外显子1 外显子2
翻 蛋白质X译
细胞质
6.密码子水平
遗传密码：
DNA链上决定各具体氨基酸的特定核苷酸序列。遗传密码的 信息单位是密码子，密码子一般都用 mRNA上的3个核苷酸顺序来 表示。
结构：超螺旋结构，麻花状，线状。 大小：相对分子量106-108，相当基
因组的1%大小。
类型：
（1）严谨型质粒：其复制过程与核染色体的复
制同步，一般细胞中只含有1-2个质粒；
（2）松弛型质粒：其复制过程与核染色体的复
制不同步，在细胞中一般有10-15个质粒。
特征
1.存在方式：可以在细胞质中独立于染色体之外独立 存在（游离态），也可以通过交换掺入染色体上，以附
质粒消除的因素
吖啶类染料、丝裂霉素C、紫外线、 利福平、重金属离子、高温
质粒基因可编码多种重要的生物学性状
1)致育质粒（F质粒）与有性生殖功能关联；
2)耐药性质粒 编码细菌对抗菌药物或重金属盐类的耐药
性。接合性耐药质粒（R质粒）
3)毒力质粒（Vi质粒） 编码与该菌致病性有关的毒力因 子；
4)细菌素质粒 编码细菌产生细菌素；
5)代谢质粒 编码产生相关的代谢酶。
2.质粒在基因工程中的应用
质粒具有很多有利于基因工程操作的优点： ＊体积小，便于DNA的分离和操作
＊呈环状，性能稳定
＊独立的复制 ＊拷贝数多，使外源DNA可很快扩增
＊存在抗药性基因等选择性标记，便于含质粒克隆的检出和选择
E. coli的pBR322质粒
3.代表性质粒
蛋白、酶等。细菌基因的结构是连续的，无内含子。是具 有自主复制能力的遗传功能单位。 基因种类：重叠、断裂等
基因调控系统：
操纵子：启动基因、操纵基因、结构基因 调节基因
原核生物
DNA 基因A 基因B 转录 mRNA 基因A 基因B 翻译 蛋白质
蛋白质A
蛋白质B
细胞核
基因 X
DNA 初始RNA转录物来自百度文库
7.核苷酸水平 核苷酸：最低的突变单位或交换单位。
DNA中： A、T、C、G；RNA中：A、U、C、G
稀有碱基：5-羟甲基胞嘧啶（大肠偶数）、5-溴尿嘧啶等
（二）原核生物的质粒
1.质粒的定义和特点 概念：游离于原核生物染色体外，具有独立复制能力的小型
共价闭合环状dsDNA分子。1984年后，发现线形质粒。 目前仅发现于原核微生物和真核微生物的酵母菌。
1.细胞水平
微生物的遗传物质几乎 都集中在细胞核或核质体（类 核）中。不同微生物细胞所含 有细胞核的数量常有所不同： 酿酒酵母、黑曲霉等真菌一般 都是单核的；粗糙脉孢菌、米 曲霉等真菌是多核的；藻状菌 类真菌和放线菌类的菌丝细胞 是多核的，而孢子是单核的； 在细菌中，杆菌细胞多有两个 类核，而球菌一般只有一个。
5.功能多样性
6.可整合性
质粒可以与核染色体发生整合与脱离，如F因子，这 种质粒叫附加体 整合：指质粒或温和噬菌体、病毒、转化因子等小型非 染色体DNA插入核基因组等大型DNA分子中的现象
7.重组性
质粒与质粒之间、质粒与核染色体之间的基因重组
功能
进行细胞间接合，并带有一些基因，如产生 毒素、抗药性、固氮、产生酶类、降解功能。
二、 遗传物质在细胞内的存在部位和方式
(一）七个水平
细胞水平：存在于细胞核或核质体，单核或多核 细胞核水平：原与真核生物的细胞核结构不同，核外 DNA 染色体水平:倍性（真核）和染色体数 核酸水平：在原核中同染色体水平、存在部分二倍体， DNA或RNA，复合或裸露，双链或单链 基因水平：具自主复制的遗传功能单位，长度与信息 量，转录---翻译 密码子水平：信息单位，起始和终止 核苷酸水平：突变或交换单位，四种碱基
2.细胞核水平 （1）核内染色体：真核生物的细胞核外被核膜，核内的DNA
与组蛋白结合在一起，形成结构稳定的染色体；原核生物 的类核无核膜，呈松散的核质体状态存在，DNA也不与任何 蛋白质结合。 （2）核外染色体：核外遗传物质 A) 真核生物的“质粒” ： 细胞质基因：线粒体、叶绿体； 共生生物：卡巴颗粒； 酵母菌的： 2um质粒 B) 原核生物的质粒：F因子、R因子、Col质粒、Ti质粒、 巨大质粒、降解性质粒等。
4.核酸水平 •核酸种类：绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少部分
病毒的遗传物质是 RNA；真核生物DNA+组蛋白，原核生物DNA 单独存在。 • 核酸结构：多数为双链结构，少数为单链结构，环状，线 状。
• DNA的长度 ：bp、kb和Mb
5.基因水平 基因：具有一定生物这功能的核苷酸序列，如编码结构
3.染色体水平 （1）染色体数： 在不同生物体的每个细胞核内，往往有不
同数目的染色体。真核生物常有较多的染色体；而原核生物的 核质体中只有一个裸露的、光镜不可见的环状染色体，所以对 原核生物来说，染色体水平实际上与核酸水平相同。 （2）染色体倍数：除染色体的数目外，染色体的套数也不 同。如果在一个细胞中只有一套相同功能的染色体，它就是一 个单倍体。在自然界中发现的微生物，多数都是单倍体的；包 含有两套相同功能 染色体的细胞，就称为双倍体。只有少数微 生物如酿酒酵母的营养细胞以及由两个单倍体的性细胞通过接 合或体细胞融合而形成的合子，才是双倍体。在原核生物中， 通过转化、转导或接合等过程而获得外源染色体片段时，只能 形成一种不稳定的称作部分双倍体的细胞。
加体的形式存在。
2.有转移性：可以通过转化、转导或接合作用则由一 个细菌细胞转移到另一个细胞中，使两个细胞都成为带 有质粒的细胞。（质粒转移时，可以单独转移，也可以 携带着染色体（片段）一起进行转移，所以它可成为基 因工程的载体。 3.编码产物赋予细菌某些性状特征
4.对于细菌的生存并不是必要的，可自行丢失与消除
双链DNA，足以编码94个中等大小多肽，其中 1/3基因（tra区）与接合作用有关。 与有性生殖有关
带有F质粒的为雄性菌，能长出性菌毛； 无F质粒的为雌性菌，无性菌毛
外显子1 内含子1 外显子2 内含子2
转录
外显子1 内含子1 外显子2内含子2
加工过程中内含子被切除
成熟mRNA
外显子1 外显子2
真 核 生 物
转运到细胞质外 mRNA 蛋白质
外显子1 外显子2
翻 蛋白质X译
细胞质
6.密码子水平
遗传密码：
DNA链上决定各具体氨基酸的特定核苷酸序列。遗传密码的 信息单位是密码子，密码子一般都用 mRNA上的3个核苷酸顺序来 表示。
结构：超螺旋结构，麻花状，线状。 大小：相对分子量106-108，相当基
因组的1%大小。
类型：
（1）严谨型质粒：其复制过程与核染色体的复
制同步，一般细胞中只含有1-2个质粒；
（2）松弛型质粒：其复制过程与核染色体的复
制不同步，在细胞中一般有10-15个质粒。
特征
1.存在方式：可以在细胞质中独立于染色体之外独立 存在（游离态），也可以通过交换掺入染色体上，以附
质粒消除的因素
吖啶类染料、丝裂霉素C、紫外线、 利福平、重金属离子、高温
质粒基因可编码多种重要的生物学性状
1)致育质粒（F质粒）与有性生殖功能关联；
2)耐药性质粒 编码细菌对抗菌药物或重金属盐类的耐药
性。接合性耐药质粒（R质粒）
3)毒力质粒（Vi质粒） 编码与该菌致病性有关的毒力因 子；
4)细菌素质粒 编码细菌产生细菌素；
5)代谢质粒 编码产生相关的代谢酶。
2.质粒在基因工程中的应用
质粒具有很多有利于基因工程操作的优点： ＊体积小，便于DNA的分离和操作
＊呈环状，性能稳定
＊独立的复制 ＊拷贝数多，使外源DNA可很快扩增
＊存在抗药性基因等选择性标记，便于含质粒克隆的检出和选择
E. coli的pBR322质粒
3.代表性质粒
蛋白、酶等。细菌基因的结构是连续的，无内含子。是具 有自主复制能力的遗传功能单位。 基因种类：重叠、断裂等
基因调控系统：
操纵子：启动基因、操纵基因、结构基因 调节基因
原核生物
DNA 基因A 基因B 转录 mRNA 基因A 基因B 翻译 蛋白质
蛋白质A
蛋白质B
细胞核
基因 X
DNA 初始RNA转录物来自百度文库
7.核苷酸水平 核苷酸：最低的突变单位或交换单位。
DNA中： A、T、C、G；RNA中：A、U、C、G
稀有碱基：5-羟甲基胞嘧啶（大肠偶数）、5-溴尿嘧啶等
（二）原核生物的质粒
1.质粒的定义和特点 概念：游离于原核生物染色体外，具有独立复制能力的小型
共价闭合环状dsDNA分子。1984年后，发现线形质粒。 目前仅发现于原核微生物和真核微生物的酵母菌。
1.细胞水平
微生物的遗传物质几乎 都集中在细胞核或核质体（类 核）中。不同微生物细胞所含 有细胞核的数量常有所不同： 酿酒酵母、黑曲霉等真菌一般 都是单核的；粗糙脉孢菌、米 曲霉等真菌是多核的；藻状菌 类真菌和放线菌类的菌丝细胞 是多核的，而孢子是单核的； 在细菌中，杆菌细胞多有两个 类核，而球菌一般只有一个。
5.功能多样性
6.可整合性
质粒可以与核染色体发生整合与脱离，如F因子，这 种质粒叫附加体 整合：指质粒或温和噬菌体、病毒、转化因子等小型非 染色体DNA插入核基因组等大型DNA分子中的现象
7.重组性
质粒与质粒之间、质粒与核染色体之间的基因重组
功能
进行细胞间接合，并带有一些基因，如产生 毒素、抗药性、固氮、产生酶类、降解功能。
二、 遗传物质在细胞内的存在部位和方式
(一）七个水平
细胞水平：存在于细胞核或核质体，单核或多核 细胞核水平：原与真核生物的细胞核结构不同，核外 DNA 染色体水平:倍性（真核）和染色体数 核酸水平：在原核中同染色体水平、存在部分二倍体， DNA或RNA，复合或裸露，双链或单链 基因水平：具自主复制的遗传功能单位，长度与信息 量，转录---翻译 密码子水平：信息单位，起始和终止 核苷酸水平：突变或交换单位，四种碱基
2.细胞核水平 （1）核内染色体：真核生物的细胞核外被核膜，核内的DNA
与组蛋白结合在一起，形成结构稳定的染色体；原核生物 的类核无核膜，呈松散的核质体状态存在，DNA也不与任何 蛋白质结合。 （2）核外染色体：核外遗传物质 A) 真核生物的“质粒” ： 细胞质基因：线粒体、叶绿体； 共生生物：卡巴颗粒； 酵母菌的： 2um质粒 B) 原核生物的质粒：F因子、R因子、Col质粒、Ti质粒、 巨大质粒、降解性质粒等。
4.核酸水平 •核酸种类：绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少部分
病毒的遗传物质是 RNA；真核生物DNA+组蛋白，原核生物DNA 单独存在。 • 核酸结构：多数为双链结构，少数为单链结构，环状，线 状。
• DNA的长度 ：bp、kb和Mb
5.基因水平 基因：具有一定生物这功能的核苷酸序列，如编码结构
3.染色体水平 （1）染色体数： 在不同生物体的每个细胞核内，往往有不
同数目的染色体。真核生物常有较多的染色体；而原核生物的 核质体中只有一个裸露的、光镜不可见的环状染色体，所以对 原核生物来说，染色体水平实际上与核酸水平相同。 （2）染色体倍数：除染色体的数目外，染色体的套数也不 同。如果在一个细胞中只有一套相同功能的染色体，它就是一 个单倍体。在自然界中发现的微生物，多数都是单倍体的；包 含有两套相同功能 染色体的细胞，就称为双倍体。只有少数微 生物如酿酒酵母的营养细胞以及由两个单倍体的性细胞通过接 合或体细胞融合而形成的合子，才是双倍体。在原核生物中， 通过转化、转导或接合等过程而获得外源染色体片段时，只能 形成一种不稳定的称作部分双倍体的细胞。
加体的形式存在。
2.有转移性：可以通过转化、转导或接合作用则由一 个细菌细胞转移到另一个细胞中，使两个细胞都成为带 有质粒的细胞。（质粒转移时，可以单独转移，也可以 携带着染色体（片段）一起进行转移，所以它可成为基 因工程的载体。 3.编码产物赋予细菌某些性状特征
4.对于细菌的生存并不是必要的，可自行丢失与消除