一、细胞质遗传病实例

　　（一） 紫茉莉的花斑现象

　　1901年，柯伦斯发现紫茉莉中有一种花斑植株，着生绿色，白色和花斑三种枝条 。他分别以这三种枝条上的花作母本，用三种枝条上的花粉分别授给上述每个作为母本的花上，杂交后代的表现如下表。

　　由此可知，决定枝条和叶色的遗传物质是通过母本传递的。花斑枝条的绿叶细胞含有正常的绿色质体(即叶绿体)，白细胞只含无叶绿素的白色质体(白色体)，而在绿白组织之间的交界区域，某些细胞里既有叶绿体，又有白色体。由此得出结论：植物的这种花斑现象是叶绿体的前体——质体变异造成的。由于质体在细胞分裂中随机分配给子细胞，而不象染色体那样均等的分配。

　　因此，经过多次的细胞分裂，一个原来含有两种质体(正常和变异)的细胞，就会分裂成细胞质内含有正常质体、含有白化质体以及含有混合质体的三种细胞。由于精子内不含质体，所以由上述三种细胞分别发育的卵细胞，无论接受何种花粉的精子受精，其子代将与提供卵子的母本相似，分别发育成正常绿色植株、白化植株和花斑植株。

　　（二） 线粒体遗传

　　♀表示提供原子囊果的类型，A+为野生型，A-为生长缓慢突变型。

　　♀A+×♂A-→A+；♀A-×♂A+→A-

　　啤酒酵母属于子囊菌，它在有性生殖时，不同交配型相结合形成的二倍体合子。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。

　　如果把小菌藩酵母同正常个体交配，则只产生正常的二倍体合子。它们的单倍体后代也表现正常，不再分离小菌落。

　　在这两组杂交中，所有的染色体基因决定的性状都表现1∶1分离。表明，当缓慢生长特性被原子囊果携带时，就能传给所有子代。而这种特性由分生孢子携带，就不能传给子代。生长缓慢的突变型不仅不正常，而且在幼嫩培养阶段不含细胞色素氧化酶，细胞色素氧化酶的产生与线粒体有关，所以可以推测，有关的基因在线粒体中。

二、细胞质遗传的机制

　　还不是很清楚，只是有一些关于核质互作不育的机理假说。

　　1、质核互补控制假说：认为细胞质不育基因位于线粒体体内。在胞质正常的情况下（N），线粒体DNA可携带可育的遗传信息，经转录合成正常的mRNA，继而在线粒体核糖体上合成各种蛋白质，从而保证雄蕊发育过程中，全部代谢活动正常进行，最终导致形成结构功能正常的花粉。

　　当线粒体DNA发生变异后，只要核基因中有Rf基因，就可能转录出mRNA，合成花粉发育用的蛋白质等，如果核基因rf，因无补偿作用而表现为花粉不育。如果N与Rf同时存在，N就起调节基因作用。

　　2、病毒危害假说：认为造成不育的原因，可能是由于病毒侵害造成的，这种病毒侵染敏感菌株（rfrf）后，不危害2倍体宿主细胞，但却能杀死单倍体的花粉，而Rf能给予花粉以一种抗性，来抵抗病毒的有害作用。

三、细胞质遗传的物质基础

　　细胞质遗传（cytoplasmic inheritance）是指子代的性状由细胞质内的基因所控制的，是细胞质内的基因所控制的遗传现象和遗传规律。

　　细胞质基因：线粒体、叶绿体中的DNA上和细胞质粒上的基因。

　　细胞质遗传现象表明，细胞质内具有控制某些性状的遗传物质——细胞质基因（简称质基因）。但是，科学家用电子显微镜观察，在细胞质内并没有找到像染色体一样的结构。1962年，科学家里斯（Ris）和普兰特（Plant）等用电子显微镜观察衣藻、玉米等植物的超薄切片，发现在叶绿体的基质中有长度为20.5nm左右的细纤维存在。用DNA酶处理，这种细纤维就消失。由此证明，这种细纤维结构就是叶绿体DNA。

　　后来，科学家用生物化学的方法，证明了细胞的线粒体中也含有DNA。线粒体和叶绿体中的DNA，都能够自我复制，并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。

四、细胞质遗传的特点和相关概念

　　特点及原因

　　（1）特点

　　①母系遗传：不论正交还是反交，Fl性状总是受母本(卵细胞)细胞质基因控制；

　　②杂交后代不出现一定的分离比。

　　（2）原因

　　①受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞；

　　②减数分裂时，细胞质中的遗传物质随机不均等分配。

　　相关概念

　　染色体外基因：也叫细胞质基因，是细胞器和细胞质颗粒中的遗传物质统称。质粒、卡巴粒、叶绿体基因、线粒体基因等。

　　质粒：原核、细菌、小环DNA。松弛型和严紧型2类。

　　线粒体基因：mtDNA，线状、环状，能单独复制，同时受核基因控制。哺乳动物：无内含子，有重叠基因突变率高。

　　叶绿体基因：ctDNA，环状，可自主复制，也受核基因控制。

　　卡巴粒：草履虫体内细胞质颗粒

　　细胞质遗传：子代的性状是由细胞质内的基因所控制的遗传现象。也叫母系遗传、核外遗传、细胞质遗传、母体遗传、非孟德尔式遗传。