遗传学-核外遗传学

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1、遗传学的主要分支学科核外遗传学1一、概念细胞质遗传:由细胞质遗传物质引起的遗传和变异现象。又称非染色体遗传、非孟德尔遗传、染色体外遗传、核外遗传、母体遗传。细胞质基因组:细胞器:ctDNA(ChloroplastDNA)mtDNA(MitochondriaDNA)非细胞器第一节细胞质遗传的概念2遗传物质核基因组染色体细胞质基因组细胞器基因组非细胞器基因组质体基因组(DNA)叶绿体基因组(ctDNA)线粒体基因组(mtDNA)共生体基因组(果蝇因子)附加体基因组(细菌质粒)基因(核DNA)3二、细胞质

2、遗传的特点1.遗传方式是非孟德尔式的;杂交后代一般不分离或无孟德尔分离。2.正交和反交的遗传表现不同;F1通常只表现母本的性状,故细胞质遗传又称为母性遗传。3.通过连续回交能将母本的核基因逐步置换掉,但母本的细胞质基因及其所控制的性状仍不消失质－核异质系4.由附加体或共生体决定的性状,其表现往往类似病毒的转导或感染。45第二节叶绿体的遗传一、叶绿体遗传的表现:1.紫茉莉中花斑植株:着生绿色、白色和花斑三种枝条,而且白色和绿色组织之间有明显的界限。678玉米条纹叶的遗传ij(核基因)叶绿体白色体

3、条纹、白色9一、叶绿体遗传的分子基础:1.叶绿体DNA特征:裸露、双链、环状DNA,多拷贝:30-60/chloroplastThousands/cellCsCl中的浮力密度与核DNA相差小……不易分离无5mC102.叶绿体基因组(100kb)rbcL:RuBP羧化酶大亚基atp:ATPase23S:rRNA16S:rRNA11编码叶绿体rRNA、tRNA的基因编码核糖体(70S)的基因光合膜蛋白、RuBP羧化酶大亚基蛋白抗药性(除草剂)、温度敏感性、营养缺陷等基因ctDNA能编码126个蛋白质,12

4、﹪序列是专为叶绿体的组成进行编码;123.叶绿体的半自主性具有一套完整的复制、转录和翻译系统,但又与核基紧密联系。mRNA:无PolyA,与细菌相似。能被70S核糖体翻译,而不能被80S核糖体翻译rRNA:与原核生物rRNA、真核生物核编码的rRNA都不同。tRNA:除pro、lys、asp、glu、cys外,都是自身编码。RuBP羧化酶小亚基、叶绿素合成、电子传递、CO2固定等主要由核编码。13第三节线粒体遗传一、线粒体遗传的表现141.红色面包霉缓慢生长突变型的遗传正反交生长缓慢:缺乏细胞色素

5、氧化酶152.酿酒酵母小菌落突变型的遗传小菌落酵母细胞内缺少细胞色素a和b、细胞色素氧化酶不能进行有氧呼吸,不能进行有效地利用有机物产生小菌落。16二、线粒体遗传的分子基础1.线粒体DNA特征:裸露、双链、环状(线状或放射状)DNA,多拷贝:Thousands/cellCsCl中的浮力密度与核DNA相差较大小……易分离GC含量低没有重复序列重链(H)和轻链(L)172.线粒体基因组人、鼠、牛:16kb玉米:570kb细胞色素c氧化酶I、II、III细胞色素bATPaseaarRNA18线粒体rRN

6、A、tRNA的基因核糖体(60、74、75S)的基因细胞色素氧化酶个亚基ATPase亚基细胞色素b阻遏蛋白193.线粒体的半自主性可以自主合成核酸、蛋白质:有核糖体(75S)、rRNA、tRNA和mRNA但是mRNA无polyA,密码子有特殊性:egUGA:核:终止子线粒体:Trp半自主性的细胞器:含有100多种蛋白质:线粒体自身编码:其中10种左右核基因编码:线粒体基质、内膜、外膜、转录翻译所需蛋白20第四节共生体的遗传一、背景知识1.共生体:寄生在某些生物的细胞质中,不是细胞生存的必需组分,但是

7、对寄主有一定影响的颗粒,有自身的遗传物质,可以自我复制或者随寄主一起复制,表现类似于细胞质遗传的效应。212.草履虫:原生动物大核－负责营养小核－负责遗传(AAAaaa)22繁殖方式:无性繁殖:AaAa有性繁殖(接合):AA×aaAa参考图11-10自体受精:Aa1AA:1aa参考图11-11类型:放毒型:细胞质中有共生颗粒－Kappa粒(细菌)敏感型:细胞质中没有Kappa粒(细菌)23Kappa粒(细菌):外膜──细胞壁内膜──细胞膜DNA──像细菌24二、双核草履虫放毒性的遗传草履虫基因型

8、:K:k:接合自体受精无性繁殖A接合时间短B接合时间长25有K基因:无Kappa粒,Kappa粒不能无中生有没有K基因:有Kappa粒,不能持久可见:K:是Kappa粒存在的必要条件,而不是充分条件。质与核:既相互独立又相互影响。26第五节植物雄性不育植物的雄性不育:雄蕊发育不正常,不能产生有正常功能的花粉,但其雌蕊发育正常,能接受正常花粉而受精结实。在植物界是很普遍的,18个科的110多植物中存在。如水稻、玉米、高梁、大小麦、甜菜、油菜等。水稻、油菜、