细胞质遗传
细胞质遗传
细胞质遗传
细胞质遗传是指通过细胞质中遗传物质的传递，影响后代性状的过程。
虽然细胞核内的核酸控制了大部分遗传信息，但细胞质中的线粒体和叶绿体也扮演着重要的角色。
细胞质遗传的机制
细胞质遗传主要通过线粒体和叶绿体中的DNA来实现。
线粒体是细胞内的能量中心，负责细胞内的能量转化，而叶绿体是光合作用的场所。
这两种细胞器都含有自己的DNA，通过雌性细胞质的传递来影响后代性状。
线粒体和叶绿体的DNA是环状的，相对于更为复杂的细胞核DNA而言，它们相对较小且编码的基因数量有限。
然而，这些基因对于细胞的正常功能至关重要。
细胞质遗传的影响
细胞质遗传可以导致一些遗传病的传递。
如果母亲携带有突变的线粒体DNA，那么她的子代继承这些突变的可能性会很高。
这种现象被称为“母系遗传”。
另外，细胞质遗传也被发现与一些植物的性状传递有关。
例如，某些植物的叶绿体DNA编码了一些影响光合作用效率的基因，这就导致了在杂交后代中出现了不同的叶形和叶色。
细胞质遗传的意义
了解细胞质遗传对于生物科学的发展至关重要。
通过研究细胞质遗传，人们可以更深入地了解遗传信息的传递机制，从而为疾病的治疗和预防提供更多可能性。
另外，细胞质遗传的研究也为农业和植物育种领域提供了一些新的思路。
通过深入研究植物叶绿体和线粒体的遗传机制，人们可以更好地改良作物，提高农作物的产量和品质。
总的来说，细胞质遗传虽然在遗传学中占据较小的一部分，但是其独特的传递方式和影响机制使其在生物科学领域中扮演着不可或缺的角色。
不断地深入研究和探索细胞质遗传，将有助于揭示生命的奥秘并推动人类社会的发展进步。
遗传学细胞质遗传
雄性不育得遗传决定类型
核质互作雄性不育型
由细胞质遗传因子和核基因 互相作用共同控制花粉育性 得类型
大多数正常品种与之杂交后 代仍为雄性不育
少数携带特殊恢复基因得品
种与之杂交后代正常可育
N
雄性不育得遗传决定类型
细胞质雄性不育型
决定花粉败育得基因在细胞质中 任何正常品种与其杂交,F1均为雄性不育 只能被保持而不能被恢复
胞质不育基因得载体
线粒体基因组(mtDNA)就是雄性不育基因得载体
不育系线粒体得亚显微结构和 mt DNA 与正常植株(如保持 系)有明显得差异
叶绿体基因组(cpDNA)就是雄性不育基因得载体
不育系和保持系之间在叶绿体超微结构和叶cpDNA上存在 明显不同
质核互作雄性不育性得发生机理
质核互补控制假说
终止子 亮氨酸 leu 异亮氨酸 ile 精氨酸 arg
例外情况
色氨酸 trp 苏氨酸 thr 甲硫氨酸 met
终止子
发现得生物
人和酵母得线粒体 酵母得线粒体 人得线粒体 人得线粒体
线粒体基因组
线粒体就是半自主性得细胞器
mtDNA虽能自主复制,但需要核基因组为其编码 DNA聚合酶 线粒体虽有自己得核糖体、tRNA,并能在线粒体内 翻译mtDNA转录得mRNA,但其核糖体蛋白质由核基 因编码 线粒体膜蛋白大多从核基因组中转录,在细胞质中合 成后再转运进入线粒体
叶绿体基因组
叶绿体就是半自主性得细胞器
cpDNA虽能自主复制,编码其核糖体RNA及部分 tRNA,但不能编码自身得DNA复制、转录和翻译过 程所需得全部蛋白质因子和酶 不能编码类囊体所有得结构蛋白和酶系,膜脂代谢所 需得酶系
非细胞质组分得遗传因子
遗传学第8章细胞质遗传
酸为核DNA所编码，其余十几种氨基酸为ctDNA所编码。
第四节 线粒体遗传
一、线粒体遗传的表现 二、线粒体遗传的分子基础
一、线粒体遗传的表现
举例：红色面包霉缓慢生长突变型的细胞质遗传 1。原子囊果相当于一个卵细胞，它包括细胞质和细胞核两部分；分生孢子在 受精时只提供细胞核，相当于精子。 2。红色面包霉缓慢生长突变型，在正常繁殖条件下能很稳定地遗传下去。 将突变型的原子囊果和野生型的分生孢子受精结合时，所有子代都是突变型； 反之，所有子代都是野生型的。 3。缓慢生长的特性被原子囊果携带，就能传递给所有子代；如果由分生孢子 携带，就不能传递给子代。 4。生化分析：突变型不含细胞色素氧化酶，这种酶是由线粒体控制合成的。
㈡、线粒体基因组的构成： ➢1981年Kanderson最早测出人的mt DNA全序列为16569bp。 ➢人、鼠、牛的mtDAN全序列均被测出：
2个rRNA基因；22个tRNA 基因；13个蛋白质基因等；
人、鼠和牛的mtDNA分别有 16569bp、16275bp和16338bp。
者的差异较小。
㈡、叶绿体基因组的构成： 1、低等植物的叶绿体基因组：
⑴. ct DNA仅能编码叶绿体本身结构和组成的一部分物质； 如各种RNA、核糖体（70S）蛋白质、光合作用膜蛋白 和RuBp羧化酶8个大亚基。
⑵. 特性：与抗药性、温度敏感性和某些营养缺陷有关。
2. 高等植物的叶绿体基因组：
2. cytoplasmic inheritance ：由细胞质基因所决定的遗传 现象和遗传规律，也称为非孟德尔遗传，核外遗传。
染色体基因组
基因（核DNA）
细胞质遗传名词解释
细胞质遗传名词解释
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遗传现象和遗传规律。
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。
遗传学细胞质遗传
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。
41
④.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。
∴线粒体的蛋白是由线粒体本身和核基因共同编码的， 是一种半自主性的细胞器。
42
第五节 共生体和质粒决定的染色体 外遗传
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
（二）持久的母性影响
例： 椎实螺外壳 的旋转方向受母亲基 因型控制，终生不变。 它受一对等位基因控 制，右旋(D)对左旋(d) 为显性。
椎实螺正反交，F1旋转方向都与各自母本相似，即右 旋或左旋，F2却都为右旋，F3才出现右旋和左旋的分 离。
P ♀DD × dd♂
右旋 左旋
♀dd × DD♂
左旋 右旋
36
线粒体数目及mt DNA大小：
生物种类 酵母
几种生物的 mt DNA
每细胞中 线粒体数
mt DNA 大小 (kb)
22
84
鼠（L 细胞）
500
16.2
人（Hela 细胞） 800
16.6
mt DNA 与 核 DNA 比值
0.18
0.002 0.01
37
㈡、线粒体基因组的构成：
1981年Kanderson最早测出人的mt DNA全序列为16569 bp。 人、鼠、牛的mtDAN全序列中测出：
遗传学细胞质遗传
第四节 线粒体遗传
一、线粒体遗传旳体现
（一）红色面包霉生长缓慢突变型旳遗传
突变型原子囊果 × 野生型分生孢子 （缓慢生长型） （生长速度正常）
↓ 突变型
野生原子囊果 × 突变型分生孢子 ↓
野生型
成果分析：
缓慢生长突变型在幼嫩培养阶段不含细胞 色素氧化酶，且线粒体构造不正常 细胞色素氧化酶旳产生与线粒体直接有关
二、叶绿体基因组
叶绿体DNA（chloroplast DNA，ctDNA） ctDNA与细菌旳DNA相同，闭合双链旳环状 构造，裸露旳DNA ； 每一种叶绿体内ctNDA分子数目不拟定，高等 植物中约30~60拷贝。 ctDNA能自主复制、转录和翻译 叶绿体性状同步受核DNA和ctDNA控制，在遗传 上有半自主性
的枝条
的表现
白色
白色
绿色
白色
花斑
白色
绿色
绿色
绿色
花斑
白色
花斑
绿色
花斑
花斑
杂种植株所体现旳性状完全由母本枝条所决定，
与提供花粉旳父本枝条无关。可知控制紫茉莉花
斑性状旳遗传物质是经过母本传递旳。
原因：
正常质体
绿色
细胞正常 随机分配 细 白色质体
白色
质体和白 色质体
胞 正常质体和白
色质体
花斑
花斑枝条：
基因组
附加体基因组（细菌质粒）
一、细胞质遗传概念
二、 细胞质遗传旳特点
1.正交和反交旳体现不同 2.杂交后裔旳表型分离不符合Mendel百分比； 3.经过连续回交，能把母体旳核基因全部置换掉， 母体旳细胞质基因及其控制旳性状不消失； 4.由附加体或共生体决定旳性状，其体现类似于病 毒旳转导和感染； 5.只能经过卵细胞传递给后裔。
细胞质遗传
三系二区配套育种
六、母性影响
母性影响又称母性效应，母系影响， 是指子代的表型不受自身基因型控制， 受母亲基因型影响，其表型同目前相 同的现象。 其分为二种类型： 一种是短暂的，只影响子代个体的幼 龄期； 另一种是持久的，影响子代个体终生。
母性影响所表现的遗传现象和细胞质遗 传十分相似，但它在本质上时另一类遗 传现象。 它属于细胞质遗传的范畴。而且，母性 影响经过几代后，影响消失，则性状遗 传也随之改变。
但是一般由核基因所决定的性状，正交 和反交的遗传表现是完全一致的。
2.杂交后代子代不出现孟德尔式的分离比。
3. 通过连续的回交能把母本的核基因全部臵 换掉，但母本的细胞质基因及其控制的性状 仍不消失。 4.具有细胞质异质性与细胞质分裂和重组。
同一细胞内含有不同基因型细胞器（如叶绿 体或线粒体）的现象称为细胞质异质性。
这类细胞在分裂过程中，细胞器无规则地随 机分离，子代细胞获得不同基因型细胞器或 获得的比例不同，导致细胞或个体间的表型 差异，这种分配过程称为细胞质分裂和重组。
二、细胞器基因组的遗传
1.叶绿体的遗传
紫茉莉花斑叶色的遗传
母本枝条的类型 父本枝条的类型 白 白 绿 花斑 白 绿 绿 花斑 白 花斑 绿 花斑 子代的类型 白
有色 褐眼
幼虫： 有色 成虫： 褐眼
幼虫：有色 成虫：红眼
2.持久的母性影响
在椎实螺发育中，其受精卵是螺 旋卵裂形式，它的整个发育决定于第 一次卵裂，而第一次卵裂决定于卵母 细胞的来源。所以椎实螺发育归根决 定于母体的基因型和这种基因型所影 响的卵母细胞。（见下图）
椎实螺外壳右旋（D）对左旋（d）显性。
第42讲细胞质遗传
第42讲细胞质遗传一、考点内容全解（一）本讲考点是什么1.细胞质遗传（1）细胞质遗传的物质基础：叶绿体、线粒体、质粒等细胞质结构中的DNA。
（2）细胞质遗传的主要特点是：母系遗传；后代不出现一定的分离比。
（3）细胞核遗传和细胞质遗传是相互依存、相互制约，不可分割的，共同控制生物的性状。
2.核质互作杂交育种—三系配套一区：培育不育系S（rr）和保持系N（rr）S（rr）×N（rr）S（rr）N（rr）二区：培育杂交种S（Rr）和恢复系N（RR）S（rr）×N（RR）S（Rr）N（RR）一、细胞质遗传的概念：细胞质遗传：由胞质遗传物质引起的遗传现象（又称非染色体遗传、非孟德尔遗传、染色体外遗传、核外遗传、母性遗传）。
细胞质基因组：所有细胞器和细胞质颗粒中遗传物质的统称。
二、细胞质遗传的特点：（1）母系遗传：具有相对性状的亲本杂交，F1总是表现出母本性状的遗传现象。
（2）分离比不确定：两个亲本杂交，若出现性状分离，不会像细胞核遗传那样出现一定的分离比。
3. 形成特点的原因：（1）受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞。
（2）生殖细胞在进行减数分裂时，细胞质中的遗传物质不能像核内的遗传物质那样进行有规律的分离，而是随机地、不均等地分配到子细胞中去。
细胞质遗传的物质基础线粒体和叶绿体中存在DNA，都能够进行自我复制，并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成，控制生物的某些性状。
细胞质遗传在实践中的应用：细胞质遗传主要应用在作物育种上。
（一）杂种优势1. 概念：在农业生产上，杂交种表现出生长整齐、植株健壮、产量高、抗虫抗病能力强等特点。
2. 弊端：杂种优势往往只表现在两个品种杂交后的第一代上。
杂种第一代所结的种子再种下去，长出来的杂种第二代（F2）就会出现生长不齐、产量下降等现象。
因此要保持作物的杂种优势，就必须年年配制第一代杂交种。
提问：若利用矮秆（A）植株和抗病（B）植株，培育既矮秆又抗病的植株，其杂交的遗传图解如何？杂交的后代性状分离的情况如何？（二）雄性不育植株1. 概念：雄蕊发育不正常，不能产生可育的花粉，但是雌蕊正常可育，可以接受其他植株的花粉而产生种子，这种现象在遗传学上称为雄性不育。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
减数 分裂
花
斑
减数 分裂
枝
条 减数
分裂
具有两种质体的 卵原细胞进行减 数分裂时，质基 因如何分配？ 质基因随机地、 不均等地分配
3 没有 花斑枝条产生 2020/11/3 种
一定比例的卵细胞16
卵原细胞类型 卵细胞类型
减数 分裂
后代植株类型
受精 发育
绿色植株
花
斑
减数
枝
分裂
条
受精后有 丝分裂产
生三种细 花斑植株
列四种组合中能说明这一结论的
①♀甲×♂乙 → F1呈甲性状 ②♀甲×♂乙 → F1呈乙性状 ③♀乙×♂甲 → F1呈甲性状 ④♀乙×♂甲 → F1呈乙性状
A、 ①②
√C、 ①④ 2020/11/3
B、 ③④
D、 ②③
22
植物甲的核基因为AA，质基因为r；植物乙的
核基因为aa，质基因为R。若将甲(母本)×乙
胞，发育
减数 分裂
受精 白色植株
发育
1、什么情况下细胞质遗传会出现性状分离？ 2、2细020/胞11/3质遗传出现的性状分离为什么没有一定的分离1比7 ？
花斑紫茉莉为什么会有三种枝条？
受精卵
绿色枝条
白色枝条
花斑枝条
不管是减数分裂还是有丝分裂，质基因都是
随机地、不均等地分配到子细胞中去。
2020/11/3
2020/11/3
2）若F1出现性状分离，其性状不出现一定的
分离比
4
。
归纳总结： 一、细胞核遗传
1、不管正交、反交，子代都表现为显性性 状，与母本无关。
2、若出现性状分离，一定具有一定的分离比
二、细胞质遗传
1、子代性状因正交或反交而不同（由母本决 定）表现为母系遗传。
2、若出现性状分离，不会出现一定的分离比
2020/11/3
13
♀ 绿色
白色
♀白色
绿色
P
配子
F1
绿色
白色
绿色枝条或白色枝条能产生几种卵细胞？ 绿色枝条或白色枝条只能产生一种
卵2020细/11/3 胞，所以不会发生性状分离。
14
花斑枝条可以产生多少种卵细胞？ 各种卵细胞之间有无一定的比值？
2020/11/3
15
卵原细胞类型 卵细胞类型 后代植株类型
称为正交，乙(母本)×甲称为反交，则F1的
基因型是
√A．正交F1为Aa(r)，反交F1为Aa(R)
B．正交F1为AA(r)，反交F1为aa(R)
C．正交F1为Aa(R)，反交F1为Aa(r)
D．正交F1为AA(R)，反交F1为aa(r)
2020/11/3
23
人类神经性肌肉衰弱症是线粒体基因控制的遗传 病，如右图所示的遗传图谱中， 若Ⅰ—1号为患 者(Ⅱ一3表现正常)，图中患此病的个体是
细胞质遗传
一 细胞核与细胞质遗传研究的实验材料
2020/11/3
豌豆
花斑紫茉莉2
母本 孟德父尔本的豌豆杂交母实本验 父本
P 高茎 × 矮茎
P 矮茎 × 高茎
F1
高茎
自交
F1 高茎
自交
F2 高茎 矮茎 3 ：1
F2 高茎 矮茎 3：1
特点：
1）无论正交、反交，F1总表现显性 性状，与母本无 关
2）杂种后代的性状出现一定的 分离 比。
2020/11/3
11
在遗传家系图中若出现“母病儿女必病” 的情况，则初步判断为细胞质遗传。
母系遗传是“女性传女性”吗？
2020/11/3
12
如果以花斑的枝条作为母本，子代除了 花斑植株，还出现绿色植株和白色植株， 这是否与细胞质遗传的母系遗传相违背？
为什么以绿色枝条或白色枝条作为母本 时，后代不发生性状分离，而以花斑枝 条作为母本时，后代就发生性状分离？
18
花斑紫茉莉一定会有三种枝条？
受精卵
绿色枝条 白色枝条
绿色枝条
白色枝条
想想花斑紫茉莉的其他可能类型
2020/11/3
19
疑误辨析：
以花斑紫茉莉作为母本时，子代除了花斑 植株，还出现绿色植株和白色植株，这并 不与细胞质遗传的母系遗传相违背。因为 这种条件下，后代到底表现为何种性状， 完全取决于母本产生的卵细胞类型，而与 父本没有关系。
只能随机地、不均等地分配到子细胞中去。
2020/11/3
8
绿色枝条叶肉细胞：只含叶绿体
花 斑 白色枝条叶肉细胞：只含白色体 植 株
花斑枝条叶肉细胞：含三种细胞
质体主要分为叶绿体和白色体
质体≠质粒≠基粒
2020/11/3
9
♀ 绿色 P DD
白色 dd
♀白色
dd
绿色 DD
配子 D
d
d
D
F1
Dd
Dd
绿色
2020/11/3
5
同样是基因控制的性状，为什么细胞质遗传 和细胞核遗传表现出如此明显的区别呢？ 根本原因是：
控制豌豆植株高度的的基因属于 细胞核基因（核基因）
控制花斑紫茉莉枝条颜色的基因属于 细胞质基因 （质基因）
DD
2020/11/3
dd
6
存在位置
存在方式
核基因
细胞核的 染色体上
与蛋白质结合， 在染色体上呈 直线排列
2020/11/3
3
紫茉莉花斑植株的杂交结果 ：
受粉枝(母本) 供粉枝(父本) 种子发育成的植株
绿色
绿色
绿色
辨白析色 ：
细胞质遗传一花斑定没有
性状分离吗绿色？
白色
白色
白色
花斑
绿色、白色、花斑
花斑
绿色 白色
绿色、白色、花斑 绿色、白色、花斑
花斑
特点：
1）无论正交、反交，F1总 细胞质的叶绿 体、线粒体上
不与蛋白质结合 呈双链、环状等 形状单独存在
2020/11/3
7
下列哪一项不是核基因和质基因的共同特点 A、有遗传效应的DAN片段
√B、都有可能发生基因突变
C、都是成对存在的，都具控制相对性状的 基因 D、基因的表达会受环境影响
正因为质基因不是成对存在的，所以质基因
白色
1、无论正交、反交，后代核基因组成 相同 。
2、后代的质基因组成因正交或反交而 不同 。 完全由母本决定。因为受精卵中的质基因
202几0/11/3乎全部来自卵细胞，从而体现 母系 遗10 传
细胞质遗传表现为母系遗传的主要原因是 A．精子细胞质中不含有遗传物质
√B．受精卵的细胞质几乎全部来自卵细胞 C．精子细胞中没有线粒体和叶绿体 D．受精卵的遗传物质全部来自于母本
A、Ⅱ4、Ⅱ5、Ⅲ7
B、Ⅱ5、Ⅲ7、Ⅲ8
√C、Ⅱ4、Ⅱ5、Ⅲ8 D、Ⅱ4、Ⅲ7、Ⅲ8
2020/11/3
2020/11/3
20
归纳总结： 一、细胞核遗传 1、不管正交、反交，子代都表现为显性性
状，与母本无关。 2、若出现性状分离，一定具有一定的分离比
二、细胞质遗传
1、子代性状因正交或反交而不同（由母本决 定）表现为母系遗传。
2、若出现性状分离，不会出现一定的分离比
2020/11/3
21
练习
甲性状和乙性状为细胞质遗传。下