细胞质遗传-细胞质遗传的物质基础（普通遗传学课件）

《遗传学》共生体遗传共生体的遗传共生体不是细胞生存所需要的必要组成部分，仅以某种共生的形式存在于细胞之中的细胞质颗粒。能够自我复制，或者在核基因组的作用下进行复制；对寄主表现产生影响，类似细胞质遗传的效应。最常见的共生体颗粒遗传的事例是草履虫放毒性的遗传。一、结构草履虫是一种常见的原生动物，种类很多。大核(1个)，是多倍体，主要负责营养；小核(1-2个)，是二倍体、主要负责遗传。二、繁殖（一）无性生殖一个个体经有丝分裂成两个个体。1.AA和aa二倍体接合；2.大核开始解体，小核经减数分裂为8个小核；3.每一个体中有7个小核解体，留下小核，再经一次有丝分裂。4.两个体互换1个小核，并与未交换小核合并；（二）有性生殖草履虫接合生殖5.小核合并为二倍体，基因型为Aa；6.大核已完全解体，小核又经两次有丝分裂，两个个体分开，接合完成；7.每一个体中的两个小核发育成两大核；8.小核再经一次有丝分裂，两个亲本各自进行分裂。（三）自体受精产生基因分离和纯合草履虫自体受精生殖1.两个小核分别进行减数分裂，形成8个小核，其中7个解体，仅留1个小核；2.小核经一次有丝分裂而成为2个小核；3.两个小核融合成为一个二倍体小核；4.小核经2次有丝分裂形成4个二倍体小核；5.2个小核发育成2个大核；6.1个细胞分裂成2个，各含2个二倍体体小核。放毒型：带有K基因，又有卡巴(Kappa)粒，才能稳定分泌出一种毒素(草履虫素)。敏感性：有K或k基因，而无卡巴粒，则不产生草履虫素。Kappa粒位于细胞质内(呈游离状态)，K位于核内。草履虫素能杀死其它无毒的敏感型。三、草履虫放毒性的遗传特点放毒型的遗传基础细胞质中的卡巴粒和核内K基因，同时存在时才能保证放毒型的稳定。K基因本身不产生卡巴粒，也不合成草履虫毒素，仅能保证卡巴粒在细胞质内持续存在。杂交试验放毒型(KK＋卡巴粒)与敏感型(kk，无卡巴粒)的杂交。杂交时间短：仅交换两个小核中的一个，未交换细胞质内的卡巴粒，F1其表型不变。自体受精后基因分离纯合，仅胞质中有卡巴粒和基因型为KK的草履虫为放毒型，其余均为敏感型。杂交时间长：同时交换小核与胞质中的卡巴粒，F1均表现为放毒型。F1自体受精后基因纯合；无性繁殖，kk基因型中的卡巴粒渐渐丢失而成为敏感型。以上实验可知：只有KK或Kk+卡巴粒的个体能保持放毒性。核内K基因

细胞质内卡巴粒的增殖

产生草履虫素。kk+卡巴粒个体虽有卡巴粒，但无K基因而不能保持其放毒性，多次无性繁殖后使卡巴粒逐渐减少

为敏感型。KK或kk基因型个体无卡巴粒时均为敏感型。卡巴粒不受K或k基因的控制。卡巴粒虽然依附于K基因，但仍有一定的独立性，可以自行复制。核基因可以引起质基因的突变，质基因的存在决定于核基因，但质基因具有一定的独立性，能够决定遗传性状的表现。《遗传学》质粒遗传一、质粒的概念质粒是存在于细菌、真菌等微生物细胞中、独立于染色体外、能进行自我复制的遗传因子。是共价闭合的环状DNA分子，大小在1~200kb。二、质粒的特征质粒“友好”地借居于宿主细胞内。靠宿主细胞才能完成自己的复制，而质粒对宿主细胞的生存不是必需的。质粒不是单纯的寄生，所携带的遗传信息能赋予细菌特定的遗传性状。E.coli的F因子的遗传最具代表性。E.coli一般进行无性繁殖，有时也能进行个体间接合生殖。大肠杆菌的各个菌株中找到了不同类型的质粒，主要有三种类型的质粒：F质粒、R质粒和Col质粒。三、质粒实例（一）F质粒F因子或性质粒，能使寄主染色体上的基因和F质粒一道转移到原先不存在的该质粒受体细胞中。携带F质粒的菌株称为F+菌株，不携带F质粒的菌株称为F-菌株，F质粒整合到宿主染色体上的菌株为高频重组菌株Hfr。（二）R质粒通称抗药性因子，可编码一种或数种抗菌素抗性基因，并可将这种抗性转移到缺乏该质粒的适宜受体细胞中，使后者也获得同样的抗菌素抗性能力。（三）Col质粒即产生大肠杆菌素因子，编码控制大肠杆菌素合成的基因，大肠杆菌素是一类可以使不带有Col质粒的亲缘关系密切的细菌菌株致死的蛋白质。除F-(无F因子)细胞不能彼此接合外，其它细胞的接合都可能发生。如：F+×F+、F+×F-；Hfr×F+、Hfr×F-；F因子：性因子或致育因子。《遗传学》线粒体遗传线粒体是一种小型的细胞器，在酵母和较高等生物体中均可以看到，但不可见于细菌和病毒之中。一、酵母菌小菌落的遗传酵母有一种“小菌落”个体。这种类型经培养后只能产生小菌落。小菌落酵母×正常个体↓二倍体正常↓减数分裂单倍体正常，不分离小菌落。

正常线粒体小菌落线粒体小菌落酵母菌细胞内，缺少细胞色素a和b，还缺少细胞色素氧化酶，这些酶类，存在于细胞线粒体中，表明这种小菌落的变异与线粒体的基因组变异有关。酵母菌小菌落的遗传二、链孢霉缓慢生长型的遗传链孢霉有一种缓慢生长突变型，呼吸弱，生长慢，这是由于线粒体结构和功能不正常，细胞色素氧化酶缺少，氧化作用降低，生长缓慢。

进行有性生殖时，正反交结果不同：杂交后代不出现一定的分离，表现非孟德尔式遗传。po♀×野生型♂→后代全部为po。野生型♀×po♂→后代全部为野生型。链孢霉缓慢生长型的遗传与质体的遗传相比，线粒体基因组的遗传与核基因组间的关系更紧密。一方面，线粒体在遗传具有半自主性。能够自我复制、转录和翻译表达(决定性状表现)另一方面，线粒体基因组编码线粒体(有氧代谢过程)中不到10%的结构与功能蛋白；其余部分由核基因编码。三、线粒体遗传的特点《遗传学》叶绿体遗传一、叶绿体叶绿体是绿色植物细胞质基因存在的主要场所之一。叶绿体DNA仅占细胞DNA总量的2%-4%，是闭合的双链环状分子。二、紫茉莉的花斑叶色遗传（一）紫茉莉的花斑现象花斑枝条：绿细胞中含有正常的绿色质体(叶绿体)；白细胞中只含无叶绿体的白色质体(白色体)；绿白组织交界处细胞内既有叶绿体，又有白色体；紫茉莉花斑现象是叶绿体前体（质体）变异而引起的。（二）花斑现象原因分析花粉中精细胞内不含质体，上述三种分别发育的卵细胞无论接受何种花粉，其子代只能与提供卵细胞的母本相似，分别发育成正常绿株、白化株、花斑株。花斑现象：天竺葵、月见草、卫矛、烟草等20多种植物中发现。三、玉米条纹叶的遗传胞质基因遗传的独立性是相对的，有些性状的变异是由质核基因共同作用下发生的。1943年，Rhoades报道玉米细胞核内第7染色体上有一个控制白色条纹(iojap)的基因ij，纯合ijij株叶片表现为白色和绿色相间的条纹。1.母本是正常绿色，父本是条斑，呈现典型孟德尔比例。（一）遗传特点F23绿：1白形成条斑的原因？虽从卵子得到正常叶绿体，但ii本身不能形成正常叶绿体，而是形成