第七章核外遗传分解.ppt

三、细胞质基因与核基因的联系 细胞质基因和细胞核基因共同编码某种或某些蛋白质。 细胞质基因既可独立控制性状的发育，又可与核基因共同作用，两者能引起相似或相同的表现型效应。 细胞质基因和细胞核基因共同建造细胞器。 核基因保证了细胞质基因的延续。 叶绿体内遗传信息的复制、转录和翻译系统: ctDNA与核DNA复制相互独立，但都是半保留复制方式； 叶绿体核糖体为70S，而细胞质中核糖体为80S； 叶绿体中蛋白质合成需要的20种氨基酸载体tRNA分别由核DNA和ct DNA共同编码。其中脯氨酸、赖氨酸、天冬氨酸、谷氨酸和半胱氨酸为核DNA所编码，其余10多种氨基酸为ctDNA所编码。 第四节线粒体遗传 一、 红色面包霉的poky突变 野生型：菌丝体正常生长。 缓慢生长突变型poky：1952年Mitchell分离到一种生长速度缓慢的突变型。 遗传表现： 缓慢生长特性能够通过无性生殖稳定遗传； 正反交的遗传表现不同，缓慢生长特性只能在通过母本传递给后代。 poky♀×野生型 ♂ 野生型♀×poky♂ 解释： 缓慢生长突变型的线粒体结构不正常，在幼嫩培养阶段时无细胞色素氧化酶，酶是正常代谢所必需的。 参与细胞色素氧化酶生物合成的有关基因存在于线粒体之中，因此是通过母本传递的。 二、啤酒酵母的petite突变 1940年，Boris Ephrnssi在正常的酵母细胞群体中发现有0.1%~1%的细胞会自发变成小菌落，有3种类型： 分离型：核基因突变型 中性型：mtDNA丢失 抑制型：mtDNA突变 分离型小菌落：与正常型大菌落杂交，后代中大菌落与小菌落的分离比例为1:1； 中性型小菌落：与正常型大菌落杂交，后代全部为大菌落； 抑制型小菌落：与正常型大菌落杂交，后代有大菌落和小菌落，但两者不呈1:1的分离比例。 解释： 酵母线粒体上与细胞色素和细胞色素氧化酶有关的基因发生突变。 小菌落酵母细胞缺少细胞色素a和b、细胞色素氧化酶→不能有氧呼吸→不能有效利用有机物→产生小菌落。 三、线粒体遗传的分子基础 线粒体DNA分子特点 mt DNA无重复序列； mt DNA 的浮力密度比较低； mt DNA的G、C含量比A、T少，如酵母mtDNA的GC含量为21%； mt DNA两条单链的密度不同，分别为重链(H)和轻链(L)； mt DNA非常小，仅为核DNA十万分之一。 线粒体遗传信息的复制、转录和翻译系统： 复制方式为半保留复制，由线粒体DNA聚合酶完成。 有自身的核糖体，且不同的生物差异大。 线粒体的密码子与核基因密码子有差异，如AUA编码蛋氨酸而不是异亮氨酸。 半自主性的细胞器：线粒体内100多种蛋白质中，约有10种是线粒体本身合成的，包括细胞色素氧化酶亚基、4种ATP酶亚基和1种细胞色素b亚基。 第五节其它细胞质遗传因子 共生体(symbionts)：除了叶绿体、线粒体以外，在某些生物的细胞质中还存在着一种细胞质颗粒，它们并不是细胞生存的必需组成部分，而是以某种共生的形式存在于细胞之中，因而被称为共生体。这种共生体颗粒能够自我复制，或在寄主细胞核基因组的作用下进行复制，连续地保持在寄主细胞中，并对寄主的表现产生一定的影响，产生类似细胞质遗传的效果。 草履虫的放毒型遗传 草履虫细胞内有大核和小核，大核是多倍体，主要负责营养；小核是二倍体、主要负责遗传。 草履虫有两种生殖方式，无性生殖(裂殖)及有性生殖(接合生殖和自体受精)。 草履虫的接合生殖 草履虫的自体受精 草履虫中有一个特殊的品系能够分泌一种毒素，即草履虫素，称为放毒型。这种毒素对其本身无害，但能杀死其它品系的草履虫。不能分泌草履虫素并被杀死的品系为敏感型。 草履虫放毒型品系的细胞内必须含有两种因子：一是细胞质内的卡巴粒κ，它可控制合成草履虫素；二是细胞核内的显性基因K，K基因可维持细胞质中卡巴粒的持续存在和繁殖。因此： 放毒型草履虫基因型：KK/Kk+κ； 敏感型草履虫基因型：kk+κ或KK/kk+无卡巴粒。 接合时间短： 只发生细胞核交换，而无细胞质交换。交换后两个亲本的基因型均为Kk。但原为放毒型的亲本仍保持放毒特性，原为敏感型的亲本因没有卡巴粒，仍然为敏感型。这两个个体如再进行自体受精，由于经过减数分裂，以后又分别产生等比例的KK和kk纯合子。 接合时间长： 同时发生细胞核和细胞质交换。这样不仅接合的亲本自身都能放毒，它们的自体受精后代，不管是KK或是kk基因型，也都能放毒。再经若干代无性繁殖之后，KK个体仍保持放毒特性，kk个体则变为敏感类型。 第六节细胞质遗传系统的相对独立性 一、植物细胞质雄性不育性 植物雄性不育(male sterility)：是指植物的雄蕊发育不正常，不能产生正常功能的花粉，但它的雌蕊发育正常，