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第五节 共生体和质粒决定的染色体外遗传
作者:农学院    文章来源:浙江大学精品课程网    点击数:2100    更新时间:2007/7/5
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  一、共生体的遗传:

  ㈠、共生体(symbionts):不是细胞生存所必需的组成部分,仅以某种共生的形式存在于细胞之中。能够自我复制,或者在核基因组作用下进行复制;对寄主表现产生影响,类似细胞质遗传的效应。

  ㈡、草履虫放毒型的遗传:

  1.结构:
  草履虫(Paramecium aurelia)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。

草履虫

  2.繁殖:
  ⑴.无性生殖:一个个体经有丝分裂成两个个体。
   ⑵.有性生殖:
  ①.AA和aa二倍体接合;
  ②.大核开始解体,小核经减数分裂8个小核;
  ③.每一个体中有7个小核解体,留下小核,再经一次分裂。
  ④.两个体互换1个小核,并与未交换小核合并;
  ⑤.小核合并二倍体,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。

  ⑶. 自体受精(autogamy) 产生基因分离和纯合:
自体受精
  a、b.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;
  c.小核经一次有丝分裂而成为2个小核;
  d.两个小核融合成为一个二倍体小核;
  e.小核经2次有丝分裂形成4个二倍体小核;
  f.2个小核发育成2个大核;
  g.1个细胞分裂成2个,各含2个二倍体体小核。

  ㈢、草履虫放毒性的遗传特点:

  放毒型:带有K基因和卡巴(Kappa)粒(直径0.2-0.8μ),才能稳定分泌出一种毒素(草履虫素)。
  敏感型: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。
  ①.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。
  ②.K 基因本身不产生卡巴粒,也不合成草履毒虫素,仅能保证卡巴粒在细胞质内持续存在。
  ③.杂交试验:
  放毒型(KK+卡巴粒)与敏感型(kk,无卡巴粒)的杂交。
草履虫素

  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,其余为敏感型。
  请看右图。
杂交时间短
杂交时间长

  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。
  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。
  请看左图。

  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,
  多次无性繁殖后卡巴粒逐渐减少为敏感型。
  * KK或kk基因型个体在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。

  二、质粒的遗传:

  1.质粒(plasmid):
  一种附加体,几乎存在于每一种细菌细胞中,是一种自主的遗传成分,能够独立地进行自我复制。
  E.coli质粒嵌合到染色体上称附加体。
  大部分质粒独立于染色体,决定细菌的某些性状,其遗传具有类似细胞质遗传的特征。

质粒


  2.E.coli的F因子的遗传:
  E. coli一般进行无性繁殖,有时也能进行个体间接合生殖。
  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。
E.coli的F因子的遗传
  三、细胞质遗传和细胞核遗传的异同:

  ㈠、共同点:

  虽然细胞质DNA在分子大小和组成上与核DNA有某些区别,但作为一种遗传物质,在结构和功能上仍与核DNA有许多相同点。
  * 均按半保留方式复制;
  * 表达方式一样,
           核糖体
    DNAmRNA蛋白质
  * 均能发生突变,且能稳定遗传,其诱变因素亦相同。

  ㈡、不同点:

  细胞质DNA
  核DNA
  突变频率大
  较强的定向突变性
  正反交不一样
  基因通过雌配子传递
  基因定位困难
  载体分离无规律
  细胞间分布不均匀
  某些基因有感染性
  突变频率较小
  难于定向突变性
  正反交一样
  基因通过雌雄子传递
  杂交方式进行基因定位
  有规律分离
  细胞间分布均匀
  无感染性

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