遗传学11细胞质遗传共82页
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细胞质遗传PPT课件
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母性影响的表现与细胞质遗传相似，但不 是由于细胞质基因组所决定的，而是由于 核基因的产物在卵细胞中积累所决定的， 例:椎实螺外壳旋转方向的遗传 椎实螺外壳旋转方向由一对基因控制
右旋(S+)对左旋(S)为显性 母本基因型→卵细胞状态→后代表现型 F3出现3:1分离，故又叫做延迟遗传
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9
S+S+ S+S+
P IjIj♀ ijij♂
绿色
条纹
F1
Ijij 全部绿色
F2 IjIj Ijij ijij
3绿：1白条
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P ijij ♀ IjIj ♂
条纹
绿色
F1 Ijij Ijij Ijij
绿条白
♀ Ijij IjIj绿
IjIj IjIj IjIj Ijij Ijij Ijij
绿条 白绿条白
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二、叶绿体遗传的分子基础
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3
真核生物细胞质中的遗传物质主要存在于： 线粒体、质体、中心体等细胞器中。
在原核和某些真核生物的细胞质中，除细胞 器外，还有另一类称：附加体(episome)和共 生体(symbiont)的细胞质颗粒，如，大肠肝菌 的F因子
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
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4
二、细胞质遗传的特点
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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。
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2. 高等植物的叶绿体基因组：
第十一章 细胞质遗传
◆叶绿体基因组是存在于核基因组之外的另一 遗传系统， 遗传系统，它含有为数不多但作用不小的遗传 基因。 基因。 ◆但是，与核基因组相比，叶绿体基因组在遗 但是，与核基因组相比， 传上所起的作用是十分有限的： 传上所起的作用是十分有限的：
就叶绿体自身的结构和功能而言， 就叶绿体自身的结构和功能而言，叶绿体基因组 所提供的遗传信息仅仅是其中的一部分，对叶绿体十 所提供的遗传信息仅仅是其中的一部分， 分重要的叶绿素合成酶系、 分重要的叶绿素合成酶系、电子传递系统以及光合作 固定途径有关的许多酶类， 用中CO2 固定途径有关的许多酶类，都是由核基因编 用中 码的。 码的。
椎实螺卵裂方式 (a)右旋 (b)左旋 右旋 左旋
欧洲麦蛾（ 欧洲麦蛾（Ephestia kuhuniella）色素的遗传 ） 欧洲麦蛾野生型幼虫的皮中含有色素， 欧洲麦蛾野生型幼虫的皮中含有色素，成虫复 眼为深褐色。这种色素是由犬尿氨酸所形成的， 眼为深褐色。这种色素是由犬尿氨酸所形成的， 由一对基因（ ）控制。 由一对基因（Aa）控制。
线粒体基因组大小变化较大， 哺乳动物的约 线粒体基因组大小变化较大，从哺乳动物的约 16kbp到高等植物的几百 的几百kbp(如玉米的为 如玉米的为570kbp) 到高等植物的几百 如玉米的为
(二)线粒体基因组的结构 ◆人、鼠和牛的mt 鼠和牛的 DNA显示相同的基本 显示相同的基本 遗传信息结构。 遗传信息结构。
第十一章 细胞质遗传
第1节 节 第2节 节 3节 第 3节 第4节 节 第5节 节 第6节 节 细胞质遗传的概念和特点 母性影响 叶绿体遗传 线粒体遗传 共生体和质粒的遗传 植物雄性不育的遗传
第1节 细胞质遗传的概念和特点 一 细胞质遗传的概念
◆由细胞质基因所决定的遗传现象和遗传规律 细胞质遗传(cytoplasmic inheritance)， 叫做细胞质遗传 叫做细胞质遗传 ， ◆细胞质遗传又称: 细胞质遗传又称 非染色体遗传(non-chromosomal inheritance) 非染色体遗传 非孟德尔遗传(non-Mendelian inheritance) 非孟德尔遗传 染色体外遗传(extra-chromosomal inheritance) 核外遗传(extra-nuclear inheritance) 核外遗传 母体遗传(maternal inheritance) 母体遗传
遗传学细胞质遗传
绿色
白色、绿色、 花斑
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细胞器基因组的遗传
叶绿体的遗传
P
ijij ♀ × IjIj ♂
玉米条纹叶的遗传
条纹
绿色
P
IjIj ♀ × ijij♂
绿色
条纹
F1 Ijij 绿色
Ijij Ijij 条纹 白色
F1
Ijij 全部绿色
Ijij ♀ × IjIj ♂
条纹
绿色
F2
保持系
与不育系杂交后，仍能保持不育系雄性不育的特征的品系
恢复系
同不育系杂交后能使F1代花粉恢复正常可育的品系
现在是29页\一共有35页\编辑于星期日
“两区三系”制
不育系和保持系隔离区繁殖不育系
不育系和恢复系隔离区杂交制种
×
S (rfrf )
N (rfrf )
不育系
保持系
×
S (rfrf )
N (RfRf )
终止子
发现的生物
人和酵母的线粒体 酵母的线粒体 人的线粒体 人的线粒体
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线粒体基因组
线粒体是半自主性的细胞器
mtDNA虽能自主复制，但需要核基因组为其编码DNA
聚合酶 线粒体虽有自己的核糖体、tRNA，并能在线粒体内翻译
mtDNA转录的mRNA，但其核糖体蛋白质由核基因编码
非细胞质组分的遗传因子
细胞质遗传资源的重要价值
经过改造的质粒用作各种特殊用途的载体， 携带目的基因经转化获得生产上所需的各类 工程菌 噬菌体和病毒也可作为载体，在基因工程或 基因治疗中发挥重要作用
现在是24页\一共有35页\编辑于星期日
十一章细胞质遗传
50%致死 胚胎致死
♀♀
♂♂
图 20- 果蝇眼色的母体影响
置换。
• 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。
第三节 叶绿体遗传
1）1908，Carl Corrans，非孟德尔遗传发现 者，紫茉莉花斑枝条
（一）叶绿体系统的核外遗传
• 1909年由Carl Corrans发现（irabilis jalapa）
表 20-8 紫茉莉花斑植物杂交的结果
表 20-5 酵母线粒体中合成的酶亚基
酶
分子量
亚基
(Kda) 线粒体中合成
细胞质中合成
ATPase
340 ATPase 6、8、9 ATP 1、2、3、4、7
(对寡霉素敏
(FO 膜因子)
（F1 ATPase）
感)
细胞色素 C 氧 137
CO 1、2、3
CO 4、5、6、7
化酶
细胞色素 bc1 160 细胞色素 b 脱辅
LSC:long single copy sequence
IR: inverted repeats
LSC
Fig. 19- The chloroplast genome is a circle, divided by two inverted repeats into the short single copy sequence and long single copy sequence (GENES Ⅵ Fig24.3 )
酵母小菌落(peptite)突变
• 1940，Boris Ephrnssi • 在正常的细胞群体中有0.1%～1%的
细胞会自发变成小菌落。在插入剂 （ 如 ： 溴 化 乙 锭 ， EB ） 存 在 时 100% 的细胞都变成小菌落。
14遗传学第11章-细胞质遗传
§11 细胞质遗传Chapter Eleven Cytoplasmic Inheritance 核遗传（细胞核遗传）指染色体基因组所控制的遗传现象和遗传规律。
细胞质遗传指由细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、母性遗传等。
细胞质基因组是所有细胞器和细胞质颗粒中遗传物质的统称。
在真核生物的有性过程中：卵细胞有细胞核、大量的细胞质和细胞器，为子代提供核基因和全部或绝大部分的细胞质基因。
精细胞只有细胞核，细胞质或细胞器极少或没有，为子代只能提供核基因，不能或极少提供细胞质基因。
因此，一切受细胞质基因所决定的性状，其遗传信息一般只能通过卵细胞传给子代，而不能通过精细胞遗传给子代。
代表两种细胞核代表两种细胞质代表两种质体A B B A细胞质遗传的特点1 正反交的遗传表现不同2 连续回交母本的性状不消失3 由附加体和共生体决定的性状表现类似病毒的转导或感染§11.1 母性影响§11.2 叶绿体遗传§11.3 线粒体遗传§11.4 植物细胞质雄性不育§11.1 母性影响1 概念正反交的结果不同，子代的表型受母亲细胞核基因型的影响而和母亲表型一样的现象叫母性影响。
2 种类短暂的母性影响：麦粉蛾持久的母性影响：椎实螺短暂的母性影响：麦粉蛾（Ephestia phestia）野生型：幼虫皮肤有色，成虫复眼深褐色（犬尿素）突变型：幼虫皮肤无色，成虫复眼红色（缺乏犬尿素）⏹图13-1持久的母性影响：椎实螺（Limnaea）⏹图11-2椎实螺外壳旋向的遗传椎实螺外壳旋向的遗传受母亲基因型制约正交反交椎实螺的受精卵是螺旋式卵裂，成体外壳的旋向决定于最初两次卵裂中纺锤体的方向。
1、2为第一次卵裂3、4为第二次卵裂1和3是左旋2和4是右旋母性影响与细胞质遗传的区别母性影响性状表现依赖于母方细胞核基因的作用，而这些基因是以经典方式传递的，它的特点是父方的显性基因延迟一代表现和分离。
11第十一章-细胞质遗传PPT课件
一 . 锥实螺外壳的旋转方向
右旋
左旋
-
6
右旋
左旋
-
7
旋向取决于受精卵最初 几次卵裂纺锤体的方向
左旋
右旋
-
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▪ 锥实螺旋壳方向的遗传属于核遗传范畴 ▪ 由于受精前母体卵细胞状态决定子代性状 表现的母性影响也称为前定作用
▪ 其孟德尔分离比例（3:1）在F3 代才表现 也称为延迟遗传
-
9
二. 面粉蛾的眼色
任何两个基因，一起被保留或丢失的
频率越高，连锁越紧密。
-
34
在酵母中一个由多种抗性(aptR barR cobR)的菌系被用来诱导 500个小菌落，其中人一对抗性标记中丢失了一种抗性的小菌落数 列于下表，请利用这些结果画一线粒体基因图。
基因对 apt bar apt cob bar cob
第一抗性基因丢失
暂时的母性影响，缺乏A基因，不能制造色素， 随个体发育色素逐渐消耗，成虫时已成为红色。
-
10
第三节 叶绿体和线粒体遗传
一. 叶绿体的遗传表现
1. 紫茉莉的花斑叶色遗传 2. 玉米叶片的埃型条纹遗传 3. 衣藻的核外遗传 4. 衣藻叶绿体基因作图
-
11
1. 紫茉莉花斑的遗传
亲本枝条
♀卵细胞×♂花粉 后代表型
↓ KK+卡 稳定放毒
Kk无卡 敏感
↓ KK无卡
敏感
kk+卡 不稳定放毒
kk无卡 敏感
Kk+卡 放毒
↓ KK+卡 稳定放毒
Kk卡 放毒
↓ KK+卡 稳定放毒
kk+卡 不稳定放毒
kk+卡 不稳定放毒
第五节 植物雄性不育性
右旋
左旋
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右旋
左旋
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旋向取决于受精卵最初 几次卵裂纺锤体的方向
左旋
右旋
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▪ 锥实螺旋壳方向的遗传属于核遗传范畴 ▪ 由于受精前母体卵细胞状态决定子代性状 表现的母性影响也称为前定作用
▪ 其孟德尔分离比例（3:1）在F3 代才表现 也称为延迟遗传
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二. 面粉蛾的眼色
任何两个基因，一起被保留或丢失的
频率越高，连锁越紧密。
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在酵母中一个由多种抗性(aptR barR cobR)的菌系被用来诱导 500个小菌落，其中人一对抗性标记中丢失了一种抗性的小菌落数 列于下表，请利用这些结果画一线粒体基因图。
基因对 apt bar apt cob bar cob
第一抗性基因丢失
暂时的母性影响，缺乏A基因，不能制造色素， 随个体发育色素逐渐消耗，成虫时已成为红色。
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第三节 叶绿体和线粒体遗传
一. 叶绿体的遗传表现
1. 紫茉莉的花斑叶色遗传 2. 玉米叶片的埃型条纹遗传 3. 衣藻的核外遗传 4. 衣藻叶绿体基因作图
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1. 紫茉莉花斑的遗传
亲本枝条
♀卵细胞×♂花粉 后代表型
↓ KK+卡 稳定放毒
Kk无卡 敏感
↓ KK无卡
敏感
kk+卡 不稳定放毒
kk无卡 敏感
Kk+卡 放毒
↓ KK+卡 稳定放毒
Kk卡 放毒
↓ KK+卡 稳定放毒
kk+卡 不稳定放毒
kk+卡 不稳定放毒
第五节 植物雄性不育性
遗传学第11章 细胞质遗传
●长度大小约80~600kb。最大的来自天竺葵 长度大小约 。最大的来自天竺葵cpDNA， ， 只有85kb。 有 217kb，而一种绿藻的 ，而一种绿藻的cpDNA只有 只有 。 ●拷贝数：以显花植物为例,其每个叶肉细胞中约有 拷贝数：以显花植物为例 其每个叶肉细胞中约有 100 个叶绿体 每个叶绿体中又含有 个叶绿体,每个叶绿体中又含有 每个叶绿体中又含有100 多个质体基因组 拷贝。大麦：60个叶绿体 叶绿细胞，200个cpDNA分子 拷贝。大麦： 个叶绿体/叶绿细胞， 个 分子/ 个叶绿体 叶绿细胞 分子 叶绿体，＞ 分子/叶绿细胞 叶绿体，＞10000个cpDNA分子 叶绿细胞；拟南芥：核 ，＞ 个 分子 叶绿细胞；拟南芥： 基因组、线粒体基因组和叶绿体基因组的比例 基因组、线粒体基因组和叶绿体基因组的比例=1:13:280
（2）叶绿体的序列结构与基因组成 ） ○反向重复序列（IRA和IRB） 反向重复序列（ ○大单拷贝区（large single-copy region，LSC） 大单拷贝区（ ， ） ○小单拷贝区（small single-copy region，SSC） 小单拷贝区（ ， ） 含有87-183个基因，其中一半以上与蛋白质合 个基因， 含有 个基因 成有关。 成有关。
与紫茉莉花斑叶色一样， 与紫茉莉花斑叶色一样，天竺葵花斑叶性状也是通过细 胞质遗传的，但由于其精子中带有少量的细胞质， 胞质遗传的，但由于其精子中带有少量的细胞质，少数叶绿 精子中带有少量的细胞质 体则可以通过精子向后代传递，因此二者又是有区别的。 体则可以通过精子向后代传递，因此二者又是有区别的。 紫茉莉、 紫茉莉、天竺葵镶嵌花斑遗传的比较 紫 茉 莉 ♀ 亲 代 ♂ ♀ ♂ ♀ 天 竺 葵 ♂ ♀ ♂
绿色 × 花斑
细胞质遗传PPT课件
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第三节、叶绿体遗传
紫 茉 莉 花 斑 性 状 的 遗 传 玉 米 条 纹 叶 的 遗 传 质 体 的 遗 传 特 点
质 体 遗 传 的 分 子 基 础
第17页/共92页
紫茉莉花斑性状的遗传
• 柯伦斯(1908)： • 不符合孟德尔定律的遗传现象
• 紫茉莉枝条色性状： • 绿色 • 白色(无白色植株) • 花斑
第四节、线粒体遗传
红色面包霉缓慢生长突变型遗传(p280) 线粒体遗传的特点
线粒体遗传的分子基础(p281-283)
第37页/共92页
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第四节、线粒体遗传
红色面包霉缓慢生长突变型遗传 线粒体遗传的特点
线粒体遗传的分子基础
第38页/共页
线粒体遗传的特点
• 与质体的遗传相比，线粒体基因组的遗传与核基因组间的关系更紧密 • 一方面，线粒体在遗传具有半自主性 • 能够自我复制、转录和翻译表达 (决定性状表现) • 另一方面，线粒体基因组编码线粒体(有氧代谢过程)中不到10%的结构与功能蛋白；其余部分由核基 因编码
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第8页/共92页
连续回交的遗传表现
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第9页/共92页
10/101
第一节 细胞质遗传 的概念和特点
一、细胞质遗传的概念 二、细胞质遗传的特点
三、质体遗传 四、线粒体遗传 五、共生体和质粒决定的染色体外遗传
第10页/共92页
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第二节 母性影响
母性影响的概念与实质 椎实螺外壳旋转方向的母性影响
一、细胞质遗传的概念 二、细胞质遗传的特点
三、质体遗传 四、线粒体遗传 五、共生体和质粒决定的染色体外遗传
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第三节、叶绿体遗传
紫 茉 莉 花 斑 性 状 的 遗 传 玉 米 条 纹 叶 的 遗 传 质 体 的 遗 传 特 点
质 体 遗 传 的 分 子 基 础
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紫茉莉花斑性状的遗传
• 柯伦斯(1908)： • 不符合孟德尔定律的遗传现象
• 紫茉莉枝条色性状： • 绿色 • 白色(无白色植株) • 花斑
第四节、线粒体遗传
红色面包霉缓慢生长突变型遗传(p280) 线粒体遗传的特点
线粒体遗传的分子基础(p281-283)
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第四节、线粒体遗传
红色面包霉缓慢生长突变型遗传 线粒体遗传的特点
线粒体遗传的分子基础
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线粒体遗传的特点
• 与质体的遗传相比，线粒体基因组的遗传与核基因组间的关系更紧密 • 一方面，线粒体在遗传具有半自主性 • 能够自我复制、转录和翻译表达 (决定性状表现) • 另一方面，线粒体基因组编码线粒体(有氧代谢过程)中不到10%的结构与功能蛋白；其余部分由核基 因编码
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连续回交的遗传表现
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第一节 细胞质遗传 的概念和特点
一、细胞质遗传的概念 二、细胞质遗传的特点
三、质体遗传 四、线粒体遗传 五、共生体和质粒决定的染色体外遗传
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第二节 母性影响
母性影响的概念与实质 椎实螺外壳旋转方向的母性影响
一、细胞质遗传的概念 二、细胞质遗传的特点
三、质体遗传 四、线粒体遗传 五、共生体和质粒决定的染色体外遗传