原核生物的基因组成
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。
原核细胞的基因结构
单链DNA
1
2
3
6
5
4
DNA聚合酶反转录酶③基因组和部分基因组(cDNA)比较
怎样从基因中得到我们所需的目的基因呢?依据：目的基因的有关信息。 如：根据基因的核苷酸序列 基因的功能 基因在染色体上的位置 基因的转录产物mRNA 基因翻译产物蛋白质等特性从基因中得到目的基因的方法基因
基因组部分基因 （如:cDNA）（1）.基录成的信使RNA为模板，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需的基因。
终止子：位于基因的尾端的一段特殊的DNA片断，能终止mRNA的转录
标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将有目的基因的细胞筛选出来
载体与表达载体的区别：二者都有标记基因和复制原点两部分DNA片段。表达载体在载体基础上增加了目的基因、启动子、终止子三部分结构
01
用到的工具酶：既用到限制酶切割载体，又用到DNA连接酶将目的基因和载体拼接，两种酶作用的化学键都是磷酸二酯键
练习1：(2008理综山东卷)为扩大可耕地面积，增加粮食产量，黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注。我国科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系。 （2）将重组DNA分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和 法。 （3）由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用 技术，该技术的核心是 和 。 （4）为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素标记的 作探针进行分子杂交检测，又要用 方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性。
C
练习
2）不属于质粒被选为基因运载体的理由是 A、能复制 （ ） B、有多个限制酶切点 C、具有标记基因 D、它是环状DNA
D
练习
原核生物与真核生物的基因结构
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
基因工程复习资料
基因工程复习资料第一章核酸的制备1.主要步骤：分、切、接、转、筛、表2.基因工程的概念：基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。
第二章基因工程工具酶1.生物催化剂：核酶、抗体酶、模拟酶。
2.限制性内切核酸酶：定义：限制性内切核酸酶是一类能识别双链DNA中特殊核苷酸序列（识别序列），并在识别序列上使每条链的一个磷酸二酯键断开的内脱氧核糖核酸酶。
命名：限制性内切核酸酶一般是以第一次提取到这类酶的生物的属名的第一个字母和种名的第一、第二个字母命名的，有的在后面还加菌株（型）代号中的一个字母。
如果从同一种生物中先后提取到多种限制性内切核酸酶，则依次用罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示。
并且名称的前三个字母须用斜体，第一个字母用大写。
3.DNA连接酶：定义：DNA连接酶也称DNA黏合酶，在分子生物学中扮演一个既特殊又关键的角色，那就是连接DNA链3‘-OH末端和，另一DNA链的5’-P末端，使二者生成磷酸二酯键，从而把两段相邻的DNA链连成完整的链的一种酶。
种类：大肠杆菌DNA连接酶、T4DNA连接酶、TscDNA连接酶、真核生物细胞发现的连接酶，如酶Ⅰ、酶Ⅱ、酶Ⅲ等多种类型。
4.DNA片段的连接方法：①具互补黏性末端DNA片段之间的连接：可用E?coli DNA连接酶，也可用T4 DNA连接酶。
②具平末端DNA片段之间的连接：只能用T4 DNA连接酶，并且必须增加酶的用量。
③DNA片段末端修饰后进行连接：DNA片段末端同聚物加尾后进行连接，可按互补粘性末端片段之间的连接方法进行连接；粘性末端修饰成平末端后进行连接；DNA片段5′端脱磷酸化后进行连接；DNA片段加连杆或衔接头后连接。
5.DNA聚合酶：①定义：DNA聚合酶是指以DNA单链为模板，以4种脱氧核苷酸为底物，催化合成一条与模板链序列互补的DNA新链的酶。
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。
原核生物基因
原核生物基因一、引言基因是生物体的基本遗传单位，负责编码生命活动所需的蛋白质。
原核生物是指没有核膜的一类生物，主要包括细菌、支原体、衣原体和蓝藻等。
原核生物基因的研究对于理解生命本质、探索生物进化、开发新的生物技术等方面都具有重要意义。
本文将重点介绍原核生物基因的结构、表达调控、多样性以及其他生物基因的对比等方面的内容。
二、原核生物基因结构原核生物基因通常由编码区和非编码区组成。
编码区负责编码蛋白质，由一系列连续的核苷酸组成，按照三联体密码子的方式编码氨基酸。
非编码区则是一些调控序列，如启动子、终止子等，它们参与基因的表达调控。
原核生物基因的结构相对简单，但它们却具有一些特殊的结构特征，如重叠基因、多顺反子等，这些特征与真核生物基因存在显著差异。
三、原核生物基因表达调控原核生物基因的表达调控主要涉及转录和翻译两个过程。
转录是指将DNA 中的信息转录为RNA的过程，而翻译则是将RNA中的信息翻译成蛋白质的过程。
原核生物基因的转录调控主要包括对转录起始、延伸和终止等过程的调控，而翻译调控则主要涉及对翻译起始、延伸和终止等过程的调控。
此外，原核生物基因的表达还受到环境因素的调节，如温度、pH值、营养物质等。
这些调控机制使得原核生物能够快速适应环境变化，维持生命活动。
四、原核生物基因的多样性原核生物基因具有丰富的多样性，这与其独特的进化历程和适应环境变化的能力密切相关。
原核生物基因的多样性主要体现在以下几个方面：1.物种多样性：原核生物包括许多不同的物种，如细菌、支原体、衣原体和蓝藻等，它们具有各自独特的基因组和遗传特征。
2.基因重组与变异：原核生物基因组中的基因可以通过重组和变异等方式产生遗传变异，这有助于它们适应不断变化的环境条件。
3.适应性进化：某些原核生物在特定的环境条件下能够发生适应性进化，产生新的基因和蛋白质，从而更好地适应环境变化。
4.共生与互作：某些原核生物之间存在共生或互作关系，这种关系有助于它们在特定环境下的生存和繁衍。
原核基因表达调控特点
原核基因表达调控特点原核生物是指没有真核细胞核的生物，包括细菌和古细菌。
原核生物的基因表达调控具有以下特点：1. 基因结构简单：原核生物的基因通常由一个连续的DNA片段组成，没有内含子和外显子的区别。
这种简单的基因结构使得原核生物的基因表达调控更为直接和高效。
2. 没有转录因子：转录因子是对基因表达起调控作用的蛋白质，通过结合到DNA上的特定序列来激活或抑制转录过程。
然而，在原核生物中，没有类似的转录因子存在。
原核生物的基因表达调控主要通过DNA序列上的启动子和终止子来实现。
3. 启动子和终止子：在原核生物的基因中，启动子是位于转录起始位点上游的DNA序列，终止子是位于转录终止位点下游的DNA序列。
启动子和终止子的序列特点会直接影响基因的转录活性。
例如，启动子上的TATA盒序列通常是原核生物中的转录起始位点，终止子上的rho独立终止序列可以使转录过程自动终止。
这些序列的存在和特点决定了基因的表达水平和调控方式。
4. 负反馈调控：原核生物的基因表达调控中普遍存在负反馈调控机制。
负反馈调控是指基因产物通过结合到自己的启动子或调控区域上，从而抑制自身的转录活性。
这种调控机制可以使得基因的表达水平保持在一定的稳态，并且对外界环境的变化具有一定的适应性。
5. 调控网络简单：与真核生物相比，原核生物的基因调控网络更为简单。
原核生物中的基因调控主要是单个基因与单个调控元件的相互作用，这种简单的调控网络可以使得基因表达的调控更为精确和高效。
6. 高度节约：原核生物的基因表达调控过程非常节约能量和资源。
由于原核生物基因的结构简单，基因表达调控的过程也相对简单，不需要大量的转录因子和调控蛋白的参与，节约了细胞的能量和物质消耗。
原核生物的基因表达调控具有基因结构简单、没有转录因子、启动子和终止子的作用、负反馈调控、调控网络简单和高度节约等特点。
这些特点使得原核生物能够在复杂的环境中快速适应和响应，保证基因表达的高效和精确。
原核生物基因组
第26页，幻灯片共43页
第27页，幻灯片共43页
➢
Col质粒（Col plasmid）
又称大肠杆菌素因子
▪ 大肠杆菌中发现，含编码大肠杆菌素的基因
▪ 大肠杆菌素是由E.coli的某些菌株所分泌的细菌素
，能通过抑制复制、转录、转译或能量代谢等而专一 地杀死其它肠道细菌。
▪ 凡带Col因子的菌株，由于质粒本身编码一种免 疫蛋白，从而对大肠杆菌素有免疫作用，不受其 伤害。
复制所必需的。 ▪如果质粒DNA的大部分区域被去掉，而只保留质粒的ori序列，而
且质粒是环状的，则质粒仍然能进行复制。分子克隆中利用质 粒载体的结构基础。
第38页，幻灯片共43页
质粒的复制型
▪ θ型复制（主） ¡单向复制
¡双向复制
▪ 滚环复制
第39页，幻灯片共43页
（四）质粒的标记
▪选择标记：用于鉴别目标 DNA(载体)的存在
▪复制的方向性 ▪复制的终止
▪复制起始 ▪复制型
第37页，幻灯片共43页
▪复制起点（ori）是一段特定的DNA序列，长约几百碱基对
，在其相关的调控元件中含有由质粒或宿主染色体编码的、参与DNA
合成起始调控因子的结合位点。
▪在大多数质粒中，与复制有关的蛋白质基因位于它们的作用
位点——ori序列附近，因此ori位点周围的小范围DNA是质粒
关于原核生物基因组
第1页，幻灯片共43页
原核生物的概念
什么是原核生物（prokaryote）？
细菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体、
放线菌和蓝绿藻等原始生物的总称，是最简单的细
胞生物体。
第2页，幻灯片共43页
§（一）原核生物基因组的特征
原核生物基因组的特点
一、原核生物基因组结构的特征:1、原核生物的染色体是由一个核酸分子（DNA或RNA）组成的，DNA（RNA）呈环状或线性，而且它的染色体分子量较小。
2、功能相关的基因大多以操纵子形式出现。
如大肠杆菌的乳糖操纵子等。
操纵子是细菌的基因表达和调控的一个完整单位，包括结构基因、调控基因和被调控基因产物所识别的DNA 调控原件（启动子等）。
3、蛋白质基因通常以单拷贝的形式存在。
一般而言，为蛋白编码的核苷酸顺序是连续的，中间不被非编码顺序所打断。
4、基因组较小，只含有一个染色体，呈环状，只有一个复制起点，一个基因组就是一个复制子。
6、重复序列和不编码序列很少。
越简单的生物，其基因数目越接近用DNA 分子量所估计的基因数。
如MS 2 和λ噬菌体，它们每一个基因的平均碱基对数目大约是1300 。
如果扣除基因中的不编码功能区，如附着点attP ，复制起点、黏着末端、启动区、操纵基因等，几乎就没有不编码的序列了。
这点与真核生物明显不同，据估算，真核生物不编码序列可占基因组的90 ％以上。
这些不编码序列，其中大部分是重复序列。
在原核生物中只有嗜盐细菌、甲烷细菌和一些嗜热细菌、有柄细菌的基因组中有较多的重复序列，在一般细菌中只有rRNA 基因等少数基因有较大的重复。
9、功能密切相关的基因常高度集中，越简单的生物，集中程度越高。
例如，除已知的操纵子外，λ噬菌体7 个头部基因和11 个尾部基因都各自相互邻接。
头部和尾部基因又相邻接，又如，有关DNA 复制基因O 、P ；整合和切离基因int ，xis ；重组基因red α、red β；调控基因N 、c Ⅰ、c Ⅱ、c Ⅲ、cro 也集中在一个区域，而且和有关的结构基因又相邻近。
10 DNA绝大部分用于编码蛋白质，结构基因多为单拷贝11、结构基因中无重叠现象（一段DNA序列编码几种蛋白质多肽链）12、基因组中存在可移动的DNA序列，如转座子和质粒等二、原核生物基因组功能的特点：1、染色体不与组蛋白结合。
初二生物原核生物基因组结构
初二生物原核生物基因组结构原核生物是一类最简单的生物，包括细菌和古细菌。
与真核生物相比，原核生物具有独特的基因组结构。
本文将介绍原核生物基因组的特点和结构。
一、基因组大小和复制方式原核生物的基因组相对较小，通常只包含几千到几百万个碱基对。
这与真核生物的基因组相比较小，因为原核生物的基因组中没有大量重复的DNA序列和非编码区域。
原核生物的基因组复制方式也与真核生物有所不同。
真核生物的基因组复制是以线性DNA分子为基础的，而原核生物的基因组复制则是以环状DNA分子为基础的。
这种环状DNA分子称为染色体。
二、DNA序列和基因结构原核生物基因组中的DNA序列相对较简单，通常包含少量非编码区域和大量编码区域。
编码区域包含了基因，而非编码区域则包含了启动子、转录因子结合位点等重要的调控元件。
原核生物基因的结构也与真核生物有所不同。
真核生物基因通常是由内含子和外显子组成的，而原核生物基因则通常没有内含子，只包含一个连续的编码区域。
这种结构的基因称为“典型基因”。
三、基因组组织和启动子原核生物基因组中基因的组织和编码区域之间的间隔相对较短。
这些间隔区域通常包含了启动子、转录因子结合位点等重要的调控元件。
启动子是控制基因转录的关键部分，它位于基因的起始位置。
原核生物的启动子通常由一系列特定序列组成，这些序列可与转录因子结合，从而启动基因的转录过程。
四、基因的表达和调控原核生物的基因表达和调控方式也与真核生物有所不同。
原核生物的基因表达和调控主要发生在转录水平上，而真核生物除了转录调控外，还包括转录后调控、翻译调控和后转录调控等多个层次。
原核生物的基因表达主要受到启动子的调控，当转录因子结合到启动子上时，可以激活或抑制基因的转录过程。
转录因子的结合与启动子上的特定序列相匹配，这种特异性结合是基因调控的关键。
综上所述，原核生物基因组有其独特的结构与特点。
相对于真核生物，原核生物的基因组较小，基因的组织和结构也有所不同。
第2章 原核生物基因组与病毒基因
3. Col质粒(也称大肠杆菌素生长因子)：是可以产生大 肠杆菌素(colicin)的大肠秆杆菌质粒。大肠杆菌素能 阻止不含这种质粒的大肠杆菌生长。
三、质粒的一般性质
1、质粒的主要成分：
ΦX174噬菌体的基因结构
Ala Glu Gly Val Met 终止
- GCGˊG AAˊG GAˊG TGˊATGˊTAAˊTG TˊCT-
Arg Lys Glu 终止
起始 Ser
二、大肠杆菌基因组特征
〈一〉大肠杆菌基因组： 1、分子量：2.64 x109Da，4 639 221 bp。 2、染色体DNA总长度：1100-1400um。 3、基因组：约有3500个基因。
是指携带有效接触基因的质粒，只能使细菌接合， 本身不能被传递。
2. 可移动型质粒(mobilizable plasmid)：
可以被传递，但不能使细菌Байду номын сангаас合。
3.自传递型质粒(self transmissible plasmid)：
是兼具上述两种功能的质粒，如F质粒兼有接合和 可移动的双重性质。
二、质粒的类型 （3）
DNA或RNA；单链或双链；闭合环状或是线性分子。 3．基因组中有重叠基因现象。
使较小的基因组能携带较多的遗传信息。 4．基因组中具有操纵子结构。 5．病毒基因可连续（噬菌体）也可间断（真核细胞病毒）。 6. 重复序列少，不像真核生物基因组。 7．非编码区少，编码序列大于90％。 8．基因组是单倍体（逆转录病毒有两个拷贝）。 9．相关基因丛集 形成一个功能单位或转录单元。
二、DNA病毒：基因组的一般特点
第二章 基因组DNA和染色体
倍。
最简单的多细胞生物线虫其基因组有8×107bp，大 约是酵母的4倍，而进化到昆虫，基因组必须大于 8×108 bp，进化到哺乳动物更要具有大于2×109bp 的基因组。DNA的含量与有机体之间存在这样的关 系并不难理解，随着有机体变的复杂，他们需要更多 的核DNA。
a a a a a cut a a a a a
aa
a
denaturation
aa
a renaturation
a
aa a
a
DNA with unique sequence. Its complexity is high.
b c d e cut
f
Note that the size of the
g
genome by itself does not h
简单序列DNA又叫卫星DNA（satellite DNA），当用密度梯 度离心法分离基因组DNA时，含有简单序列DNA的片断就会 形成卫星带（satellite band)。例如，将人的基因组DNA截断 成50～100 Kb的片段，就会形成一个主带（浮力密度为1.701 gcm-3）和三个卫星带（1.687, 1.693以及1.697 gcm-3）
Main Components in Eukaryotic Genomes
1、快速复性组分
在复性动力学实验中，大约10－15％的哺乳动物DNA快速 复性组分，其Cot½ 值小于0.01。快速复性组分代表着简单序 列DNA。简单序列DNA是由重复序列（repetitive sequence）构成的，所谓重复DNA是指在DNA分子或整个 基因组中出现两次以上的一段DNA序列。构成简单序列DNA 的重复序列一般由一些完全相同或相似的短寡聚核苷酸序列 串连在一起形成的，长度可能有几百Kb，因此又称串连重复 DNA(tandem repeats)。一个基因组可能含有几种不同类 型的简单序列DNA，各含有一个不同的重复单位。
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。
原核基因组的结构特点
原核基因组的结构特点
原核基因组的结构特点主要包括以下几个方面：
1. 通常由一条环状双链DNA分子组成，这是原核生物基因组的主要特点之一。
2. 基因组中只有一个复制起点，这使得原核生物的DNA复制相对简单和快速。
3. 基因通常是连续的，没有内含子。
原核生物的基因组中很少有内含子，这使得基因表达更为简单和直接。
4. 基因组中重复序列很少，这意味着基因组相对较为紧凑，没有大量的重复序列。
5. 编码蛋白质的结构基因多为单拷贝基因，这可能与原核生物基因组的简单性和进化历史有关。
6. 基因组中存在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，这些区域对于基因的表达和调控具有重要作用。
7. 基因组中存在可移动的DNA序列，包括插入序列和转座子等。
这些可移动的DNA序列可以影响基因的表达和基因组的稳定性。
8. 原核生物基因组中存在操纵子结构，这是原核生物基因表达调控的一种重要方式。
操纵子结构包括调节基因、结构基因和调控序列，它们协同作用以控制基因的表达。
原核基因组的结构特点相对简单和紧凑，但它们仍然具有高度的遗传多样性和适应性，这使得原核生物能够在各种环境中生存和繁衍。
原核生物基因组的特征
原核生物基因组的特征原核生物基因组是一组构成特定微生物细胞核中的全部遗传信息的基因组组成部分。
它是由细菌、古细菌和变形虫基因组中所有细胞核内的DNA包含的数据组成的。
原核生物基因组的特征如下：一、基因数量。
原核生物基因组的基因数量较少，通常少于10,000个。
古细菌基因组的基因数最少，一般只有3000到4000个。
而某些复杂的原核生物细胞有7000到8000个基因。
二、基因冗余。
由于原核生物细胞是通过复制、基因突变和演化过程来形成的，因此，原核生物基因组可能包含冗余基因，即存在重复结构和功能的基因。
三、基因重组。
以DNA片段为基础的重组技术促进了原核生物基因组的进化。
原核生物基因组可以通过转移异源DNA片段来重组，从而增加细菌的适应性和调节其生理功能。
四、基因功能。
原核生物基因组的基因具有多功能，即同一基因参与多种生理功能的调控。
此外，由于原核生物基因组的大小较小，因此基因之间的关系较复杂，基因的表达模式也较复杂。
五、拨轮机制。
拨轮机制是原核生物基因组进化调控的主要机制，它不需要新增基因来完成基因重组，而是在已有基因之间随机调节进行调控。
六、基因转录。
原核生物基因组中基因表达的转录看似渐进的，但经常会有复杂的情况出现，也就是转录过程中会存在基因组的复杂和有趣的表达模式，如多个基因之间的相互关系，共同影响转录的过程，以及基因多样化的情况等。
总之，原核生物基因组的特征是基因数量少、存在冗余基因、重组机制和多功能、拨轮机制以及渐进的转录等。
这些方面要求研究人员对原核生物基因组有深入的了解，从而带来新的发现和认识，为促进生物组学研究和生命科学技术的发展奠定基础。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
【例2】由200个氨基酸组成的一种蛋白质，决定其结构的基因( )
A 在原核生物中较长
B 在真核生物中较长
C 在原核生物和真核生物中一样长 D 基因长度不依赖于原核或真核细胞的结构状态
【答案】B
【解析】真核细胞中的结构基因是由内含子和外显子组成，在转录时，需把内含 子转录部分剪切掉，把外显子转录部分拼接起来，而原核生物的结构基因没有内 含子。
能力、思维、方法 全品高考复习方案
【例1】真核生物编码蛋白质的基因经转录产生有功能的成熟的信使RNA的过程
是( )
A 转录后直接产生的信使RNA
B 将内含子转录部分剪掉，外显子转录部分拼接而成 C 将外显子转录部分剪掉，内含子转录部分拼接而成
【答案】B
D 三种都有
【解析】外显子是能够编码蛋白质的部分，内含子是不能编码蛋白质的部分。
课前热身
全品高考复习方案
4 下列关于真核细胞基因结构的叙述中，正确的是( D )
A 真核细胞的基因仅由外显子和内含子组成
B 真核细胞的基因区段都具转录功能
C 真核细胞的基因能编码蛋白质的区段叫做内含子
D 真核细胞基因结构的主要特点是编码区是间隔的、不连续的
5 人的血红蛋白中，有一种叫做β—株蛋白，它的基因有1700个碱基对，其中有
题干中并未明确是原核细胞的基因，还是真核细胞的基因，实际要考查的就是原 核细胞同真核细胞基因结构的共同点，选项中B、C、D均不是原核细胞同真核细 胞基因结构的共同点，应选A。
【错解分析】解答此类题目易出现的障碍：不能准确掌握基础知识。 排除障碍的方法是： ①准确掌握基础知识。 ②运用比较的方法，在同中求异、在异中白质编码基因
D 起调控作用的基因
课前热身
全品高考复习方案
二、简答题 1 原核细胞的基因由成百上千个核苷酸组成。在基因表达过程中，能转录为相应的信使 RNA，进而指导蛋白质合成的区段，叫做编码区，而不能编码蛋白质的区段叫做非编码区 。 2 真核细胞基因结构比较复杂，能够编码蛋白质的核苷酸序列被不能编码蛋白质的核苷 酸序列分隔开来，而成为一种不连续形式。
外显子3个，内含子2个，能编码146个氨基酸。那么，外显子内的碱基对占整个
基因碱基总数的比例是( A )
A 26%
B 30%
C 42%
D 56%
6 在人类基因组计划的研究中，科学家认为：人类基因组全部DNA约有32亿个
碱基对，而估计基因的碱基对数目约占全部碱基的10%，这里所说的基因是指
( C) A 编码区与非编码区
不能编码蛋白 质的区域，调 控遗传信息的 表达
启动子 终止子
位置 功能 位置 功能
编码区上游紧靠着转录起点
引导RNA聚合酶与基因的正确 部位结合
编码区下游紧靠着转录的终点 的位置
阻碍RNA聚合酶的移动，并使 其从DNA模板链上脱离下来
课前热身
全品高考复习方案
一、选择题
1 原核细胞的基因结构是由( B ) A 外显子和内含子组成的 B 编码区段和非编码区段组成的 C 编码基因和非编码基因组成 D RNA聚合酶、编码区和非编码区组成 2 下列有关非编码区的叙述中，不正确的是( A ) A 非编码区转录时不起作用 B 非编码区不能编码蛋白质 C 非编码区下游有RNA聚合酶结合位点 D 非编码区由编码区上游和下游的DNA序列组成 3 RNA聚合酶的作用是( C ) A 控制RNA的合成 B 与特定蛋白质结合构成转录场所 C 催化DNA转录形成信使RNA D 沿DNA分子移动催化DNA合成
引导RNA聚合酶与基因的正确 部位结合
位置 功能
编码区下游紧靠着转录的终点 的位置
阻碍RNA聚合酶的移动，并使 其从DNA模板链上脱离下来
要点、疑点、难点 全品高考复习方案
编码区
2 真核细胞的基因结构
间隔的、不连续的
外显子
内含子
编码区中能够编码蛋白质的 序列
编码区中不能够编码蛋白质 的序列
非编 码区
能力、思维、方法 全品高考复习方案
【例3】基因是由( ) A 编码区和非编码区两部分组成 B 外显子和内含子两部分组成 C RNA聚合酶结合位点、外显子、内含子组成 D RNA聚合酶结合位点、外显子组成
【答案】A
【解析】此题考查的是基因结构的知识。解答此类题目须从以下三方面分析：① 明确原核细胞的基因结构，②明确真核细胞的基因结构，③明确原核细胞和真核 细胞基因结构的共同点。
延伸、拓展
全品高考复习方案
【例4】人的一种凝血因子基因，有186000个碱基对，能够编码2552个氨基酸， ①试计算，凝血因子基因中外显子的碱基对在整个基因碱基对中所占的比例?② 从此比例中可以得出什么结论?
【答案】①4%②在真核细胞中，编码序列所占比例很小，调控序列所占比例较 大，说明了真核细胞基因结构及功能的复杂性。
【解析】此题涉及到真核细胞的基因结构和基因表达的知识。解答此类题目须从 以 下 三 方 面 分 析 ： ① mRNA 上 的 三 个 相 邻 碱 基 ( 密 码 子 ) 决 定 一 个 氨 基 酸 ， ② mRNA是由DNA(基因)的一条链为模板转录来的，③通过计算，只能计算出基因 中编码区的外显子所含核苷酸数目，而非编码区和内含子中的核苷酸数目是计算 不出来的。 根据题意：mRNA上的碱基数为2552×3＝7656，基因中的核苷酸数为7656×2＝ 15312个，即为7656对，外显子中碱基对所占的比例就为7656/186000×100%＝ 4%。凝血因子基因中有186000个碱基对，而编码蛋白质的却仅占4%，说明调控 序列所占的比例较大，反映出真核细胞基因结构和功能的复杂性。
3 人类基因组计划工作的主要内容是：绘制遗传图、物理图、序列图和转录图等四张图 。 4 2000年6月26日，美、英、法、德、日和我国科学家共同宣布：人类基因组草图的绘制 已经完成。 5 人类基因组计划的研究有深远的意义，其中在医学上的意义是利于多种疾病的诊断和 治疗，特别是遗传病的诊治。 6 我国能参加人类基因组计划研究有什么意义?在生物基因组研究方面目前已取得哪些进 展。 我国地域辽阔，民族众多(56个)，在这些群体中，有较多的隔离度高的大家系，以及丰富 的遗传病家系病例，为人类基因组多样性研究提供丰富的材料和资源。 目前除参与人类基因组计划研究，承担1%的测序工作外，还开展水稻基因组序列研究及 中华民族基因组若干位点基因结构的研究，并已取得具有国际先进水平的成果。
全品高考复习方案
第十一课 遗传和基因工程
第二课时
基因的结构
要点、疑点、难点
1 原核细胞的基因结构
全品高考复习方案
编码区
能够转录为相应的信使RNA，进而指导蛋白质的合成，也就 是说能够编码蛋白质的区段
非编 码区
不能编码蛋白 质的区域，调 控遗传信息的 表达
启动子 终止子
位置 功能
编码区上游紧靠着转录起点