原核生物与真核生物的基因结构
原核生物与真核生物的区别
原核生物与真核生物的区别原核生物与真核生物是生物分类中的两个重要概念。
它们在细胞结构、基因组结构、生活方式等方面存在明显差异,下面将详细探讨原核生物与真核生物的区别。
一、细胞结构的差异原核生物的细胞结构相对简单,主要由细胞膜、细胞质和遗传物质组成。
细胞膜包裹着细胞质,细胞质中没有明显的细胞器。
遗传物质位于细胞质中,通常为单环状的DNA分子。
而真核生物的细胞结构复杂多样,包含了细胞膜、细胞质、细胞器以及核糖体等组成部分。
真核生物的遗传物质则包含在细胞核内,以染色体的形式存在。
二、基因组结构的差异原核生物的基因组结构相对简单,通常为单个环状DNA分子,其中包含了细菌或古细菌所需的所有基因。
这种环状DNA经称为质粒,可以在细胞内自由复制和传递。
相比之下,真核生物的基因组结构复杂得多,以线性DNA染色体的形式存在于细胞核内。
真核生物的基因组规模通常较大,其中包含了大量的基因,编码了各种细胞功能和特征。
三、基因表达的差异原核生物和真核生物在基因表达过程中也存在一定的差异。
在原核生物中,基因的转录和翻译几乎同时进行,即DNA被转录成RNA后,RNA直接用于蛋白质的合成。
而真核生物的基因表达过程则更为复杂,包括转录和翻译两个阶段,并且在这两个阶段之间还存在RNA转运、剪接等多个调控过程。
四、生活方式的差异原核生物和真核生物的生活方式也存在明显的差异。
原核生物广泛存在于各个生态环境中,包括水体、土壤、人体等。
它们具有较强的适应性和耐受性,可以通过自养或异养方式获取能量和养分。
相比之下,真核生物的生活方式更加复杂,可以分为植物、动物、真菌和原生生物等不同分类群体。
真核生物通常通过光合作用、呼吸作用等方式获取能量和养分。
综上所述,原核生物与真核生物在细胞结构、基因组结构、基因表达和生活方式等方面存在明显的差异。
了解这些差异有助于加深对生物多样性和进化的理解,也对开展生物学和医学研究具有重要意义。
原核生物和真核生物的比较
原核生物和真核生物基因组的比较(我好想比较过了,是不是?)原核生物和真核生物DNA复制的特点:原核:一般只有一个复制起点,即一个复制子,复制子较长,复制起始点oriC含有3个13bp 的串联重复保守序列,复制起始之后在OriC上形式两个复制叉沿着整个基因组双向等速移动,并且形成θ形中间产物,两个复制叉在距离起点180°处汇合,在快速生长时,一个复制起点上可以形成多个复制叉,可以连续开始新的DNA复制;真核:有多处复制起点,复制子相对较小,复制叉的移动速度较慢,由于有多个复制起点,所以后随链是以半不连续的方式复制的,在染色体全部完成复制之前,各个起始点上的DNA 的复制不能再开始。
原核生物和真核生物DNA转录的特点:相同点:都是以DNA双链中的反义链为模板,在RNA聚合酶催化下,以4种核糖核苷酸为原料,根据碱基互补配对原则,各核苷酸间以磷酸二酯键相连,不需要引物的参与,按5’- 3’方向合成不同点:真核生物RNA聚合酶必须借助辅助蛋白才能与启动子结合;原核生物中一种RNA 聚合酶几乎负责所有mRNA、rRNA、tRNA的合成,真核生物有3类RNA聚合酶:I负责rRNA 合成,II负责hnRNA(前体mRNA)合成,III负责tRNA合成;原核生物基因启动区范围较小,而真核生物的启动区范围较大。
真核生物和原核生物mRNA的特征比较(这个也总结过了吧)真核生物和原核生物在基因结构、转录和翻译方面的总体差异:(1)真核细胞中,一条mRNA链只能翻译出一条多肽链,原核生物则以多基因操纵子形式存在;(2)真核细胞DNA与组蛋白和大量非组蛋白结合,只有一小部分DNA是裸露的;(3)高等真核细胞DNA中很大一部分不转录,存在很多重复序列,而且基因内部还存在不被翻译的内含子;(4)真核生物能够有序根据生长发育阶段的需要进行DNA片段重排,还能根据需要改变基因的拷贝数,原核生物中则非常少见;(5)原核生物转录的调节区很小,而真核生物基因转录的调节区则大得多;(6)真核生物RNA在细胞核中合成,需要通过核膜进入细胞质才能被翻译,原核生物中不存在这样严格的空间间隔;(7)真核生物的基因只用经过复杂的成熟和剪接过程才能被顺利翻译为蛋白质。
原核生物与真核生物的区别
原核生物与真核生物的区别生物界是一个庞大而多样化的领域,其中包含了两大主要类别:原核生物和真核生物。
这两者之间存在着许多重要的区别,包括细胞结构、基因组组织、代谢途径等等。
本文将详细探讨原核生物与真核生物在这些方面的区别。
一、细胞结构原核生物是由单细胞组成的微生物,其细胞结构相对简单。
原核生物的细胞没有真核生物的细胞核,DNA以浓缩的形式存在于细胞质中,称为核区。
细胞质中还包含一些原核生物特有的结构,如质粒(plasmids)和核糖体(ribosomes)。
质粒是自主复制的环状DNA分子,其中包含了一些额外的基因信息,可以传递给其他细胞。
核糖体则是原核生物中用于蛋白质合成的重要结构。
相比之下,真核生物的细胞结构更为复杂。
真核生物的细胞包含有真核细胞核,其中包裹着多个线性DNA分子(染色体)。
细胞核内还存在着许多其他重要的亚细胞结构,如内质网、线粒体、高尔基体等等。
这些亚细胞结构在细胞功能和代谢过程中起着关键作用。
二、基因组组织原核生物和真核生物在基因组组织方面也有明显的区别。
原核生物的基因组较小,通常只包含一条环状DNA分子。
此外,原核生物中的基因通常是连续排列的,不存在内含子(introns)和外显子(exons)的区别。
这意味着原核生物的基因可以直接转录为mRNA,然后翻译成蛋白质。
真核生物的基因组较为复杂,通常包含多条线性DNA分子。
基因组中的基因通常包含内含子和外显子,其中外显子包含了编码蛋白质所需的信息,而内含子则需要在转录过程中剪接掉。
这种基因结构的复杂性使得真核生物可以产生更多样化和功能多样的蛋白质。
三、代谢途径原核生物和真核生物在代谢途径上也存在差异。
原核生物的代谢途径相对简单,常见的代谢路径包括糖酵解、脂肪酸合成、无氧呼吸等。
原核生物的代谢途径通常发生在细胞质中,没有发达的亚细胞结构来分隔不同的代谢过程。
真核生物的代谢途径更为复杂,涉及到许多不同亚细胞结构的合作。
例如,葡萄糖的代谢包括在细胞质中进行的糖酵解,以及在线粒体中进行的线粒体呼吸。
真核生物和原核生物的区别比较
汇报人: 202X-01-06
目录
• 细胞结构 • 基因结构与表达 • 生殖方式 • 生活环境与适应性
01
细胞结构
细胞核
1
真核生物拥有一个或多个细胞核,而原核生物没 有细胞核。
2
真核生物的细胞核具有明确的核膜,而原核生物 没有核膜,其DNA裸露,不和蛋白质结合。
3
THANKS
感谢观看
真核生物的细胞器具有特定的功能和 结构,而原核生物的核糖体同时承担 多种功能。
02
基因结构与表达
基因结构
真核生物的基因组结构复杂,通常包含 多个染色体,而原核生物的基因组结构 相对简单,通常只有一个环状的染色体 。
真核生物的基因中存在内含子,而原核生物 的基因中不存在内含子。内含子是指在基因 编码序列中无意义的重复片段,在转录过程 中会被剪切掉。
真核生物的细胞核中有染色质,而原核生物没有 染色质。
细胞膜
真核生物的细胞膜由磷脂和蛋白质组 成,具有流动镶嵌模型,而原核生物 的细胞膜较简单,主要由磷脂组成。
真核生物的细胞膜具有多种功能,如 物质运输、信号转导等,而原核生物 的细胞膜功能相对较简单。
细胞器
真核生物具有多种细胞器,如线粒体 、叶绿体、内质网等,而原核生物只 有核糖体一种细胞器。
原核生物
原核生物通常通过简单的二分裂方式进行繁殖,不涉及配子结合的过程。
无性生殖
真核生物
真核生物也可以进行无性生殖,如通过 孢子、分株、出芽等方式进行繁殖。
VS
原核生物
原核生物的无性生殖方式主要是通过简单 的二分裂方式进行,即细胞分裂时,遗传 物质随机分配到子细胞中。
遗传重组
真核生物
原核、真核生物基因及表达调控
原核、真核生物基因及表达调控引言现代生物学中“基因”一词甚为流行,细胞学、遗传学、生物化学等,以及各种生物学课本中,都涉及到“基因”一词。
甚至象典型的宏观生物学科——生态学,也把一片森林称为一个“基因库”[1]。
现代生物学已经完全证明,DNA 分子是由称为核普酸的有机分子线性聚合而成。
基因就是核普酸按一定顺序排列而成的DNA分子片段,它携带着遗传信息。
基因表达(gene expression)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。
其实质就是遗传信息的转录和翻译。
在个体生长发育过程中,生物遗传信息的表达按一定的时序发生变化(时序调节),并随着内外环境的变化而不断加以修正(环境调控)[2]。
原核生物和真核生物的基因及表达过程有着差异。
随着世界分子生物学研究不断深入,基因表达技术有了很大的提高。
迄今为止,人们已经研究开发出多种原核和真核表达系统用以生产重组蛋白[3]。
一.原核、真核生物基因结构原核生物基因分为编码区与非编码区,所谓的编码区就是能转录为相应的信使RNA,进而指导蛋白质的合成,非编码区位于编码区的上游及下游。
[4]在调控遗传信息表达的核苷酸序列中最重要的是位于编码区上游的RNA聚合酶结合位点。
RNA聚合酶是催化DNA转录为RNA,能识别调控序列中的结合位点,并与其结合。
真核生物基因结构见图1:图1 真核生物基因结构二.原核、真核生物基因结构的区别最主要的在于真核基因是不连续的,而原核基因是连续的。
所谓真核基因的不连续,即一个基因的编码序列也叫外显子,被一个或多个非编码序列,又叫内含子所间隔。
[5]这些内含子和外显子同属一个转录单位,转录形成前体。
经过转录的加工,即切去内含子,重新连按外显子,从而得到成熟。
而绝大多数的原核基因是连续的,没有内含子的间隔,转录产生成熟。
不仅如此,而且凡在代谢途径上功能有关的多个基因可能紧密相联,与它们的调控基因一起组成一个操纵子,转录到一条链。
真核生物基因组与原核生物基因组的相同点
真核生物基因组与原核生物基因组的相同点真核生物和原核生物是生物界中两个重要的生物类群,它们在基因组结构上存在着一些相同点。
本文将从基因组大小、基因结构、基因调控等方面探讨真核生物基因组与原核生物基因组的相同点。
真核生物和原核生物的基因组大小都存在一定的差异。
真核生物的基因组通常较大,包含了大量的非编码区域,如内含子和间隔区域。
这些非编码区域对基因的表达和调控起着重要作用。
而原核生物的基因组较小,大部分基因是连续的,没有内含子和间隔区域。
然而,虽然基因组大小存在差异,但真核生物和原核生物的基因数量相差不大。
真核生物和原核生物的基因结构也存在一些相似之处。
无论是真核生物还是原核生物,基因都由编码区和非编码区组成。
编码区是基因的核心部分,包含了编码蛋白质所需的信息。
而非编码区则包含了调控基因表达的序列元素,如启动子、增强子和转录因子结合位点等。
这些序列元素在真核生物和原核生物的基因中都起着重要的调控作用。
真核生物和原核生物的基因调控机制也存在一定的相似性。
无论是真核生物还是原核生物,基因的表达都受到多种因素的调控,如转录因子、组蛋白修饰和DNA甲基化等。
在真核生物中,基因调控更为复杂,涉及到染色质重塑、转录起始复合物的组装等过程。
而在原核生物中,基因调控相对简单,主要通过转录因子的结合来实现。
真核生物和原核生物在基因组中还存在一些共享的基因。
这些共享基因在不同生物类群中具有相似的功能,如细胞周期调控基因、DNA修复基因和代谢途径相关基因等。
这些共享基因的存在表明,生命在进化过程中可能采取了一些保守的策略,保留了一些基本的生物功能。
真核生物基因组与原核生物基因组在基因组大小、基因结构、基因调控等方面存在一些相同点。
尽管两者在细节上存在一定的差异,但这些相同点揭示了生命的共同特征和进化的一些规律。
深入研究真核生物和原核生物基因组的相同点,有助于我们更好地理解生命的起源和进化。
原核生物与真核生物的区别
原核生物与真核生物的区别从生命起源的角度看,生物可以分为两大类,一类是原核生物,另一类是真核生物。
原核生物是指没有真核细胞核的生物,而真核生物则拥有真核细胞核。
这两种生物在结构和功能上有很大的区别,下面将详细介绍原核生物和真核生物的区别。
一、基本结构原核生物的细胞体积比真核生物小很多,它们缺乏真核细胞核,染色体呈现为一个环形DNA分子,往往还有一个或几个质粒。
原核细胞还有一个普遍存在的结构是外膜,可以使细胞在恶劣环境中存活。
与外膜密切相关的是菌体的胞壁,它具有保护、支撑等重要作用。
真核生物的细胞结构比较复杂,除了细胞膜和细胞质以外,还有细胞核、内质网、高尔基体、线粒体等细胞器。
真核生物的DNA远比原核生物复杂,它是由多个线性染色体构成的。
二、基因组复杂性原核生物的基因组大小往往比真核生物小,其具有较强的适应能力,不惧怕各种生命极端环境的考验。
绝大多数原核生物的基因组都是单个大分子DNA,没有核膜分隔,没有真正的染色体,因此也不存在较高的遗传多样性。
真核生物的基因组更加复杂,具有更长的染色体,有明确定位的离子承载蛋白及其它的DNA结合蛋白。
由于真核细胞通过有丝分裂进行细胞分裂,这种分裂方式能够保证每一代都有稳定的染色体数目和染色体组合。
三、基因表达原核生物大多数基因是连续组成的,形成对基因表达的控制策略在原核生物中要简单的多。
绝大部分原核生物基因没有内含子,外显子与内含子共存比例不到几千分之一。
因此,原核生物基因的调控主要通过DNA的超螺旋结构以及启动子和区分子的结合来实现。
真核生物基因表达的控制是较为复杂的过程,其中的基因几乎都具有多个外显子和内含子。
真核细胞通过非编码RNA介导的调控、剪接和启动子和区分子的结合来实现对基因表达的调控。
而这些过程往往需要涉及多个蛋白协同参与。
四、组成分子和化学基础原核生物和真核生物之间的另一个显著区别是化学基础,这表现为组成分子和化学反应上的不同。
原核生物和真核生物都需要合成核酸、蛋白质和脂质等基本分子,但它们在如何合成、处理和维持这些分子方面有所不同。
原核生物基因组和真核生物基因组比较区别
原核生物基因组和真核生物基因组的区别:1、真核生物基因组指一个物种的单倍体染色体组(1n)所含有的一整套基因。
还包括叶绿体、线粒体的基因组。
原核生物一般只有一个环状的DNA分子,其上所含有的基因为一个基因组。
2、原核生物的染色体分子量较小,基因组含有大量单一顺序(unique-sequences),DNA仅有少量的重复顺序和基因。
真核生物基因组存在大量的非编码序列。
包括:.内含子和外显子、.基因家族和假基因、重复DNA序列。
真核生物的基因组的重复顺序不但大量,而且存在复杂谱系。
3、原核生物的细胞中除了主染色体以外,还含有各种质粒和转座因子。
质粒常为双链环状DNA,可独立复制,有的既可以游离于细胞质中,也可以整合到染色体上。
转座因子一般都是整合在基因组中。
真核生物除了核染色体以外,还存在细胞器DNA,如线粒体和叶绿体的DNA,为双链环状,可自主复制。
有的真核细胞中也存在质粒,如酵母和植物。
4、原核生物的DNA位于细胞的中央,称为类核(nucleoid)。
真核生物有细胞核,DNA序列压缩为染色体存在于细胞核中。
5、真核基因组都是由DNA序列组成,原核基因组还有可能由RNA组成,如RNA病毒。
原核生物和真核生物区别(从细胞结构、基因组结构和遗传过程分析)主要差别由真核细胞构成的生物。
包括原生生物界、真菌界、植物界和动物界。
真核细胞与原核细胞的主要区别是:【从细胞结构】1.真核细胞具有由染色体、核仁、核液、双层核膜等构成的细胞核;原核细胞无核膜、核仁,故无真正的细胞核,仅有由核酸集中组成的拟核2.真核细胞有内质网、高尔基体、溶酶体、液泡等细胞器,原核细胞没有。
真核细胞有发达的微管系统,其鞭毛(纤毛)、中心粒、纺锤体等都与微管有关,原核生物则否。
3.真核细胞有由肌动、肌球蛋白等构成的微纤维系统,后者与胞质环流、吞噬作用等密切相关;而原核生物却没有这种系统,因而也没有胞质环流和吞噬作用。
真核细胞的核糖体为80S型,原核生物的为70S型,两者在化学组成和形态结构上都有明显的区别。
图示并比较原核生物与真核生物的基因结构特点的异同
2.图示并比较原核生物与真核生物的基因结构特点的异同。
(1)原核生物基因结构:
真核生物基因结构:
(2)原核生物与真核生物基因结构不同点:
a.原核生物基因编码区是连续的,不断面的。
真核生物
基因编码区是间隔的,不连续的,断面的。
b.原核生物基因编码区不含外显子与内含子,而真核生
物基因编码区则有外显子与内含子。
c.原核生物基因结构较为简单,真核生物基因结构较复
杂且真核生物基因为断裂基因。
d.原核生物基因只有一个复制起点,真核基因为多复制
起点
e.原核生物基因结构含有操纵子,而真核基因一般没有
操纵子
f.原核生物基因为单拷贝基因,而真核基因为多拷贝的。
g.原核生物基因结构一般为环状,而真核基因为链状。
原核生物与真核生物基因结构相同点:
a.均含有编码区和非编码区。
b.均含有转录起点和终点。
c.在非编码区都含有调控遗传信息表达的核苷酸序列,在编码区上游都含有与RNA聚合酶结合的启动子位点。
病毒、真核和原核生物的基因组结构特点
病毒、真核和原核生物的基因组结构特点病毒基因组结构特点:1.病毒基因组所含核酸类型不同2.不同病毒基因组大小相差较大3.病毒基因组可以是连续的也可以是不连续的4.病毒基因组的编码序列大5.基因可以是连续的也可以是间断的6.病毒基因组都是单倍体和单拷贝7.基因重叠8.病毒基因组功能单位或转录单位9.病毒基因组含有不规则结构基因(1)几个结构基因的编码区无间隔(2)结构基因本身没有翻译起始序列(3)mRNA没有5’端的帽结构原核生物基因组结构特点:1.细菌等原核生物的基因组是一条双链闭环的DNA分子2.具有操纵子结构3.原核基因组中只有1个复制起点4.结构基因无重叠现象5.基因序列是连续的,无内含子,因此转录后不需要剪切6.编码区在基因组中所占的比例远远大于真核基因组,但又远远小于病毒基因组。
非编码区主要是一些调控序列7.基因组中重复序列很少8.具有编码同工酶的基因9.细菌基因组中存在着可移动的DNA序列,包括插入序列和转座子10.在DNA分子中具有多种功能的识别区域,如复制起始区、复制终止区、转录启动区和终止区等。
这些区域往往具有特殊的序列,并且含有反向重复序列真核生物基因组结构特点:1)真核基因组远远大于原核生物的基因组。
2)真核基因具有许多复制起点,每个复制子大小不一。
每一种真核生物都有一定的染色体数目,除了配子为单倍体外,体细胞一般为双倍体,即含两份同源的基因组。
3)真核基因都出一个结构基因与相关的调控区组成,转录产物的单顺反子,即一分子mRNA只能翻译成一种蛋白质。
4)真核生物基因组中含有大量重复顺序。
5)真核生物基因组内非编码的顺序(NCS)占90%以上。
编码序列占5%。
6)真核基因产断列基因,即编码序列被非编码序列分隔开来,基因与基因内非编码序列为间隔DNA,基因内非编码序列为内含子,被内含子隔开的编码序列则为外显子。
7)真核生物基因组功能相关的基因构成各种基因家族,它们可串联在一起,亦可相距很远,但即使串联在一起成族的基因也是分别转录的。
原核生物和真核生物 基因组的差别
真核生物基因表达调控
• 断裂基因:真核生物无操纵子,基因是不连续的,同 一基因的编码序列被数量不等的非编码序列间隔 隔成多个较小的片段。 • 编码蛋白的片段叫外显子(exon),非编码蛋白的片 段叫内含子(intron)。基因组中不编码的区域多于 编码区域,因此真核基因被称为断裂基因。内含子 虽然不被翻译,但特定的核苷酸序列对RNA的精确 剪接加工是不可缺少的。 • 如已经发现血红蛋白α链的内含子突变会引起剪 接差错,使合成α链结构异常而导致地中海贫血症。
原核生物DNA结构特点
大多数为双螺旋结构,少数以单链形式存在, 核苷酸大多数为环状,少数为线状·有些细菌 有染色体外遗传因子,即质粒DNA。
真核生物基因组
真核生物的遗传物质集中在细胞核中,并与 某些特殊的蛋白质组成核蛋白,形成一种致 密的染色体结构。且染色体数量多,结构复 杂。由几个或几十个更多的双链DNA分子 组成。 基因组大,结构复杂,DNA有多个复制起 点,每个基因组中含有数万个基因。
原核生物的基因表达调控
• 原核生物不同于真核生物的基因结构,存在 转录单元,即操纵子·原核生物的转录受操纵 子控制,任何开启和关闭操纵子的因素都会 影响基因的转录,从而控制基因的表达。
操纵子
• 定义:基因表达的一个协调单位,包括在功能上 相关的几个结构基因和由启动子和操纵基因组成 的控制部位。 • 原核生物基因组中,功能相关的基因常丛集在基因 组的一个或几个特定部位,形成一个功能单位或转 录单元,其活性受到同步调控,它们可被转录为多个 mRNA分子,叫多顺反子。操纵子是最具典型的模 式, • 如大肠杆菌中含2584个已知和推知的操纵子。
核小体
真核生物存在以核小体为单位的染色质结 构,染色质的基本结构是核小体。 核小体是双螺旋DNA以左手螺旋绕在4对组 蛋白H2A,H2B, H3, H4所组成的八聚体核 心外1.75周,形成的结构。并与组蛋白H1构 成的连接区相连起来形成串珠样结构。
原核生物与真核生物的遗传物质与基因组织结构的差异
原核生物与真核生物的遗传物质与基因组织结构的差异按照细胞的结构和遗传物质在细胞内的分布可将生命有机体划分为原核生物和真核生物两大类。
噬菌体和病毒既不是原核生物也不是真核生物它们是一种超分子的亚细胞生命形式它们的遗传物质是DNA或RNA。
特征原核生物真核生物核膜无有不同染色体数目11核小体结构无有核仁无有遗传交换质粒介导单向配子融合DNA是原核生物染色体的主要组成成分含量占染色体的80以上其余为RNA和蛋白质。
原核生物的遗传物质一般为环状DNADNA存在于细胞内相对集中的区域一般称为拟核nucleoid但并无核膜包裹。
拟核当中的DNA只以裸露的核酸分子存在虽与少量蛋白质结合但不形成染色体结构。
当然它还有一些位于拟核之外的遗传物质——质粒和转座因子。
真核生物中也含有转座因子原核生物一般只有一条染色体即一个核酸分子DNA或RNA而且染色体DNA大多数以双链、共价闭和、环状的形式存在。
多少年来一直以为原核生物的单一环状染色体是区别于真核生物中的多条线状染色体的最好标志。
然而越来越多的研究证明除单一环状的染色体外有些细菌具有多条环状染色体还有些细菌具有线状染色体。
如根癌土壤杆菌含有2条染色体其中一条是长度为3.0Mb的环状染色体另一条是长度为2.1Mb的线状染色体原核细胞中含有一些DNA结合蛋白它们与DNA结合后帮助DNA进行高度折叠。
这些参与DNA折叠的蛋白质称为类组蛋白histone-like protein。
除类蛋白外DNA还与其他蛋白质相结合如与复制、转录和加工有关的蛋白质结合在一起这样其环状染色体DNA以紧密缠绕的、致密的、不规则小体形式存在该小体即是拟核。
真核生物基因组与原核生物基因组有很大的差异真核生物基因的结构、基因表达的过程、表达调控等方面都远比原核生物复杂。
真核生物和原核生物的最大差异之一是遗传物质的分布和存在状态。
原核细胞的遗传物质是以裸露DNA或RNA的形式位于拟核之中而真核细胞的遗传物质是以与组蛋白和非组蛋白相结合缠绕成多条染色体的形式集中于细胞核中。
关于原核生物和真核生物的知识点总结
关于原核生物和真核生物的知识点总结原核生物和真核生物是生物界中两个主要的分类群体。
它们在细胞结构、遗传物质、代谢途径等方面存在明显的差异。
本文将从细胞结构、遗传物质、代谢途径三个方面总结原核生物和真核生物的不同之处。
一、细胞结构原核生物的细胞结构相对简单,主要由细胞质、细胞膜、细胞壁、核糖体和核酸组成。
细胞质是原核生物的细胞内液体,其中包含了各种生物化学反应所需的物质。
细胞膜是由脂质分子组成的薄膜,起到细胞的保护和选择性通透的作用。
细胞壁则是许多原核生物中独有的结构,它可以提供细胞的形态稳定性和保护细胞不受外界环境的影响。
核糖体是原核生物中的蛋白质合成机器,位于细胞质中,没有被细胞膜包围。
细胞核则是原核生物中缺失的结构,其遗传物质直接位于细胞质中。
真核生物的细胞结构相对复杂,除了具有原核生物细胞的基本结构外,还存在细胞核、内质网、高尔基体、线粒体等细胞器。
细胞核是真核生物细胞中最显著的特征,其中包含了大部分的遗传物质。
内质网是一个复杂的膜系统,参与蛋白质的合成、修饰和分泌。
高尔基体则是与内质网相连的一系列扁平膜囊泡,主要参与蛋白质的后续修饰和分泌。
线粒体是真核生物中能量产生的主要场所,通过细胞呼吸产生ATP。
二、遗传物质原核生物的遗传物质为单个环状DNA分子,位于细胞质中,没有被细胞核包围。
原核生物的DNA较为简单,不含有内含子,基因结构相对较为简单。
此外,原核生物中还存在一些环状DNA的附属结构,称为质粒,可以自主复制和传递。
真核生物的遗传物质为线状DNA分子,位于细胞核中,由核膜包围。
真核生物的DNA较为复杂,含有内含子,基因结构相对较复杂。
真核生物的DNA与蛋白质共同组成染色质,通过染色质的紧密程度来调控基因的表达。
三、代谢途径原核生物的代谢途径相对简单,主要通过细胞膜上的酶来完成。
原核生物中存在多种代谢途径,如糖酵解、无氧呼吸、光合作用等。
其中,光合作用是一种特殊的代谢途径,只存在于一部分原核生物中。
阐述真核生物基因组结构特点
真核生物是一类拥有真正的细胞核的生物。
它们的基因组结构与原核生物不同,具有以下几个特点:1.基因组大小不一:真核生物的基因组大小不一,从数百万到数十亿个碱基对不等。
这是因为真核生物的基因组中不仅包含编码蛋白质的基因,还包含其他功能基因,如调控基因、功能未知基因等。
2.基因组有组织结构:真核生物的基因组呈现出组织结构,分布在染色体上。
染色体是由DNA 和蛋白质构成的,在细胞核内进行染色体分离和细胞分裂过程中发挥重要作用。
3.基因组中含有多种基因:真核生物的基因组中含有多种基因,包括编码蛋白质的基因、调控基因、功能未知基因等。
这些基因在基因组中的分布不均匀,有的集中在染色体的某些区域,有的分布在整个基因组的各个部分。
4.基因组中含有冗余信息:真核生物的基因组中含有大量冗余信息,即同一基因的多个副本。
这是因为真核生物的基因组经常经历染色体重组,使得同一基因的多个副本分布在染色体的不同位置,从而增加了基因组的冗余度。
冗余信息在基因组的稳定性中起着重要作用,可以在基因组遭受损伤时提供替代品。
5.基因组中含有跨基因区:真核生物的基因组中含有跨基因区,即与编码蛋白质无关的DNA 序列。
这些序列可能具有调控基因表达的功能,也可能是遗传信息的载体。
跨基因区在基因组的结构和功能中发挥着重要作用。
总的来说,真核生物的基因组结构具有复杂性和多样性,与原核生物相比具有较大的差异。
这些差异决定了真核生物的生物学特征,如多倍体、染色体分离、细胞分裂、发育等。
研究真核生物的基因组结构,不仅有助于我们了解真核生物的生物学特征,还能为我们提供重要的基础知识,帮助我们解决生物学问题。
真核生物细胞核基因组的特点
真核生物细胞核基因组的特点
真核生物细胞核基因组与原核生物基因组相比,具有以下主要特点:
1.基因组大小更大
真核生物细胞核基因组的大小通常在几百万到几十亿碱基对之间,大大超过原核生物。
这是由于真核基因组包含大量的非编码DNA序列。
2.线性分子结构
真核生物的DNA分子以线性形式存在于细胞核内,而不是环状结构。
3.含有间隔子
真核基因的编码序列常常被非编码的内含子序列所间隔,需要剪切才能形成成熟mRNA。
而原核基因一般不含内含子。
4.基因组分为多条染色体
真核基因组通常由多条线性染色体DNA分子组成,每条染色体携带成百上千个基因。
5.含有大量重复序列
真核基因组中存在大量的高度重复和中度重复的非编码DNA序列。
6.基因表达受精细调控
真核生物基因的转录和翻译过程受多种调控机制的复杂调节,如染色质重塑、转录因子等。
7.存在序列可移动性
真核基因组中存在转座子和反转录病毒等可移动的DNA序列元件。
8.基因组进化较缓慢
由于真核生物有性生殖,其基因组进化速率较原核生物慢。
总的来说,真核生物细胞核基因组不仅规模大、结构复杂,而且基因表达和进化模式也与原核生物有所不同,反映了真核生物更高级的遗传调控水平。
原核生物的基因组结构特点
原核生物的基因组结构特点
原核生物的基因组结构特点主要包括以下几点:
1. 缺乏真核生物常见的细胞器:原核生物的基因组结构通常不包含真核生物中常见的细胞器,如线粒体和叶绿体。
2. 单个环状染色体:大多数原核生物的基因组是由一个单个环状染色体组成的,与真核生物不同,它们一般没有染色体的复杂组织和结构。
3. 缺乏内含子:原核生物的基因组通常不包含内含子,这是与真核生物基因组的重要差异之一。
原核生物的基因通常是连续的,即基因序列直接编码蛋白质。
4. 低复杂度:相比真核生物的基因组,原核生物的基因组通常较小且相对简单。
它们的基因数目相对较少,基因大小较小,缺乏复杂的调控序列和进化常见的重复序列。
总的来说,原核生物的基因组结构特点为单个环状染色体、缺乏内含子、缺乏真核生物常见的细胞器,并具有相对低复杂度。
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①使目的基因在受体细胞中稳定存在并
遗传给子代。
②同时使目的基因能表达和发挥作用。
IMN
2. 一个表达载体组成:
复制原点+目的基因+启动子+终止子+标记基因
(1)启动子:是一段有特殊结构的______,位于基因的_____,是 ________识别和结合的部位,能驱动基因转录出____,最终获得所 需的______。 (2)终止子:也是一段有特殊结构的_____ ,位于基因的______。 (3)标记基因的作用:是为了鉴定受体细胞中________,从而将 含有_______的细胞筛选出来。常用的标记基因是___________。 (4)复制原点:复制的起点
相同 点
原则 条件
碱基互补配对 模板、原料(dCTP、dATP、dGTP、dTTP)、能量、酶、引物等
解旋方 式
氢键在高温下断 裂,双链全部解
开
解旋酶催化氢键逐步断裂
场所
体外
主要在细胞核中
不同 点
引物 酶
DNA
热稳定DNA聚合酶
(Taq酶)
RNA 解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等
结果
在短时间内形成 大量的DNA片段
一、原核生物与真核生物的基因结构
1、原核生物基因结构
非编码区
编码区
非编码区
…A‥………ATGTGCACGTAGTTA………‥G… …T‥启…动…子 …TACACGTGCATCAAT……终…止子‥C…
编码区上游
编码蛋白质
编码区下游
调控遗传信息的表达 (调控程序)
(1)编码区和非编码区
能编码蛋白质的区段叫做编码区; 不能编码蛋白质的区段叫做非编码区, 在非编码区上有调控遗传信息表达的核苷酸序列
④一对引物:一对寡核苷酸序列,与目的基因的起始段互补
⑤加热
(5)前提:一段已知目的基因的核苷酸序列,以便根据这
一序列合成引物
(6)结果:以__指__数_方式扩增,即__2_n _扩增(n为扩增循环的次数)
(7)PCR技术扩增与DNA复制的比较:
(4)过程:
高温变性(解旋为单链)
低温退火(引物与单链互补序列结合)
非编码区 启动子
RNA聚合酶
编码区
ATGTGCACGTAGTTA TACACGTGCATCAAT
AUGUGCACGUAGUUA
非编码区 终止子
(2)启动子、RNA聚合酶、终止子
启动子:位于基因首端一段能与RNA聚合酶结合并能 起始mRNA合成的序列。没有启动子,基因就不能转录。
RNA聚合酶:能够识别启动子上的结合位点并与其结合 的一种蛋白质.
可以
部分基因可以
说明19/11/2基因的组建过程就包含基因工程的基本操 作步骤工作量大,具有一定的盲目 性.
9
限制酶切割
生物材料 便于寻找并获得组②反转录法-----cDNA
基因的构建方法之一: ①直接分离法(鸟枪法)
DNA单链 合成第二条DNA链
c类型cDNA基因组大小
小
大
基因中启动子
无
有
基因中内含子
无
有
基因多少 某种生物的部分基因 某种生物的全部基因
物种之间的基 因交流
②利用PCR技术扩增
③化学方法人工合成
2、利用PCR技术扩增目的基因
(1)概念:是一项在已知特定DNA片段的碱基序列情况下,在
生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。
(2)原理:DNA复制(碱基互补配对原则)
(3)过程: (4)条件: ①模板DNA( 需含有目的基因 )
②四种脱氧核苷酸 ③热稳定DNA聚合酶
(2)非编码区和非编码序列
非编码序列包括非编码区和编码区的内含子
终止子 原核细胞的基因结构 真核细胞的基因结构
①相同点:都是由能够编码蛋白质的编码区和具有调控作用的非编 码区构成。②不同点:原核细胞基因的编码区是连续的;真核细胞 的编码区是间隔的,不连续的。
二、基因工程的基本操作程序:
阅读教材P8-12,回答下列相关问题: 1、基因工程的基本操作流程图:
终止子:位于基因的尾端的一段特殊的DNA片断, 它能阻碍RNA聚合酶的移动,并使其从DNA模板链 上脱离下来,使转录终止。
2、真核生物的基因结构
非编码区
编码区
编码蛋白质
非编码区
启动子
终止子
外显子
内含子
(能编码蛋白质) (不能编码蛋白质)
(1)外显子和内含子 外显子能编码蛋白质,内含子不能编码蛋白质。
(一)目的基因的获取
限制酶切割
生物材cDNA→①从基因 中获取②利用PCR技术扩增
③化学方法人工合成1、从基因中直接获取:(1)基因的概念:见P9(2)基因的分类:(按外源DNA片段的来源分类)
-----原核生物的基因组 提取某种生物的全部DNA 用适当的限制酶切 一定大小的DNA片段 将DNA片段与真核生物的cDNA
原核细胞的基因:
真核细胞的基因
在细胞质内转录
mRNA
在细胞质中将mRNA 分离并加入反转录酶
适温延伸(在Taq酶的作用下合成 与模板互补的DNA双链)
重复循环
PCR(多聚酶链式反应)
【比较】PCR技术和DNA的复制
PCR技术
DNA复制
过程
DNA变性(90~95℃)→退火 (复性55~60℃)→子链延伸 (70~75℃)→重复循环
DNA复制起始,RNA引物形成 →DNA片段生成→RNA引物水解 →完整的DNA分子形成
形成完整的DNA分子
3、人工合成的目的基因
1)反转录法: 目的基因的mRNA
反转录
单链DNA
合成
双链DNA (即目的基因)
2)根据已知的氨基酸序列合成DNA法 :(化学合成仪)
蛋白质
mRNA
的氨基 推测 的核苷
推测
结构基因 的核苷酸
化学 合成
酸序列
酸序列
序列
目的 基因
(二)基因表达载体的构建
----基因工程的核心 1. 构建表达载体的目的: