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。
- 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)。
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：