11第十一章-细胞质遗传
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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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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
20
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
和分生孢子（精细胞）。 ①. 缓慢生长突变型：在正常繁殖条件
下能稳定地遗传下去，经过多次接种移植、 其遗传方式和表现型都不会改变。
②. 试验： 缓慢生长特性只能在通过母本传递给
后代(其核遗传正常，呈1∶1分离)。
③.分析：缓慢生长突变型 在幼嫩培养阶段时无细胞 色素氧化酶，酶是正常代 谢所必需的。
某个体的表现型并不由其自身的基因型直接决定， 而是由母本卵细胞状态决定，母本卵细胞的状态又由 母本的基因型决定。
正交 ♀(右旋)SS×♂(左旋)ss
↓异体受精
反交 ♀(左旋)ss×♂(右旋)SS
↓异体受精
F1 全部为右旋(Ss)
全为左旋(Ss)
↓自体受精
↓自体受精
F2 1SS∶2Ss∶1ss（均右旋） 1SS∶2Ss∶1ss（均右旋）
接受花粉的枝条 提供花粉的枝条 杂种表现
白色
白色
绿色 花斑 白色
白色
绿色
绿色 花斑
绿色
白色
花斑
绿色 花斑
白、绿、 花 斑
结果： 白→白 绿→绿 花斑→白、绿、花斑
枝条和叶色的遗传物质是 通过母本传递的。
原因:
花斑枝条： 绿细胞中含有正常的绿色质体(叶绿体)； 白细胞中只含无叶绿体的白色质体(白色体)； 绿白组织交界区域：某些细胞内既有叶绿体、又有白色体。 ∴紫茉莉的花斑现象是叶绿体的前体（质体）变异而引起的。 花粉中精细胞内不含质体，上述三种分别发育的卵细胞无论接受
1984年，Lonsdale测出玉米mtDNA： * 含有570kbp； * 并存在多个重复序列（主要有6种）； * rRNA基因、tRNA基因和细胞色素C氧
化酶基因均已定位。
㈢、线粒体遗传信息的复制、转录和翻译系统：
下能稳定地遗传下去，经过多次接种移植、 其遗传方式和表现型都不会改变。
②. 试验： 缓慢生长特性只能在通过母本传递给
后代(其核遗传正常，呈1∶1分离)。
③.分析：缓慢生长突变型 在幼嫩培养阶段时无细胞 色素氧化酶，酶是正常代 谢所必需的。
某个体的表现型并不由其自身的基因型直接决定， 而是由母本卵细胞状态决定，母本卵细胞的状态又由 母本的基因型决定。
正交 ♀(右旋)SS×♂(左旋)ss
↓异体受精
反交 ♀(左旋)ss×♂(右旋)SS
↓异体受精
F1 全部为右旋(Ss)
全为左旋(Ss)
↓自体受精
↓自体受精
F2 1SS∶2Ss∶1ss（均右旋） 1SS∶2Ss∶1ss（均右旋）
接受花粉的枝条 提供花粉的枝条 杂种表现
白色
白色
绿色 花斑 白色
白色
绿色
绿色 花斑
绿色
白色
花斑
绿色 花斑
白、绿、 花 斑
结果： 白→白 绿→绿 花斑→白、绿、花斑
枝条和叶色的遗传物质是 通过母本传递的。
原因:
花斑枝条： 绿细胞中含有正常的绿色质体(叶绿体)； 白细胞中只含无叶绿体的白色质体(白色体)； 绿白组织交界区域：某些细胞内既有叶绿体、又有白色体。 ∴紫茉莉的花斑现象是叶绿体的前体（质体）变异而引起的。 花粉中精细胞内不含质体，上述三种分别发育的卵细胞无论接受
1984年，Lonsdale测出玉米mtDNA： * 含有570kbp； * 并存在多个重复序列（主要有6种）； * rRNA基因、tRNA基因和细胞色素C氧
化酶基因均已定位。
㈢、线粒体遗传信息的复制、转录和翻译系统：
第十一章 细胞质遗传《遗传学》
第十一章细胞质遗传本章习题1、什么叫细胞质遗传？它有哪些特点？试举例说明之。
答：细胞质遗传指由细胞质内的遗传物质即细胞质基因所决定的遗传现象和规律，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。
细胞质遗传的特点：⑴. 遗传方式是非孟德尔式的；杂交后一般不表现一定比例的分离。
⑵. 正交和反交的遗传表现不同；F1通常只表现母体的性状，故又称母性遗传。
⑶. 通过连续回交能将母本的核基因几乎全部置换掉，但母本的细胞质基因及其所控制的性状仍不消失。
⑷. 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。
举例：罗兹（Rhoades M. M.）报道玉米的第7染色体上有一个控制白色条纹的基因（ij），纯合的ijij植株叶片表现为白色和绿色相间的条纹。
以这种条纹株与正常绿色进行正反杂交，并将F1自交其结果如下：当以绿色株为母本时,F1全部表现正常绿色与非绿色为一对基因的差别,纯合隐性(ijij）个体表现白化或条纹，但以条纹株为母本时，F1却出现正常绿色、条纹和白化三类植株，并且没有一定的比例，如果将F1的条纹株与正常绿色株回交，后代仍然出现比例不定的三类植株，继续用正常绿色株做父本与条纹株回交，直至ij基因被全部取代，仍然没有发现父本对这个性状的影响，可见是叶绿体变异之后的细胞质遗传方式。
2、何谓母性影响？试举例说明它与母性遗传的区别。
答：由于母本基因型的影响，使子代表现母本性状的现象叫做母性影响，又叫前定作用。
母性影响所表现的遗传现象与母性遗传十分相似，但并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，故不属于母性遗传的范畴。
举例：如椎实螺外壳的旋转方向有左旋和右旋，这对相对性状是母性影响。
把这两种椎实螺进行正反交，F1外壳的旋转方向都与各自的母体相似，成为右旋或为左旋，但其F2却都有全部为右旋，到F3世代才出现右旋和左旋的分离。
这是由一对基因差别决定的，右旋（S+）对左旋（S）为显性，某个体的表现型并不由本身的基因型直接决定，而是由母体卵细胞的状态所决定，母本卵细胞的状态又由母本的基因型所决定。
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
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
-
8
▪ 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
-
6
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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8
▪ 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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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。
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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
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分离型小菌落×大菌落→1/2小菌落子囊孢子 1/2大菌落子囊孢子
中性小菌落×大菌落→全是大菌落子囊孢子 细胞质 抑制性小菌落×大菌落→全是小菌落子囊孢子 小菌落
细胞质小菌落与线粒体有关
⑴ 电子传递系统中的变化
线粒体中负责ATP合成的电子呼吸链失去功能， 不得不依赖于能量产生效率较低的发酵途径。
⑵ 线粒体中蛋白质合成的变化
细胞质中某些质体改变，不能产生叶绿素 ↓
叶片呈绿白相间的条纹 ↓
表现细胞质遗传特征（不再需要ij基因）
质体具有一定程度的遗传自主性
3. 衣藻的核外基因遗传
单细胞绿色藻类 属于真核生物 含一个大的叶绿体 含较多的线粒体 两种交配型
正接合型mt+ 负接合型mt﹣
衣藻的生活周期
衣藻抗链霉素突变有两类：孟德尔方式遗传 细胞质遗传
apt
cob
bar
1: 3
第四节 其他细胞质遗传因子
一. 草履虫的放毒型特性 二. 细菌质粒 三. 真核生物的质粒 四. 果蝇体内感染因子对寄主细胞的影响
草履虫 （二倍体原生动物）
K: 决定细胞质中卡巴粒的增殖 k: 细胞质中卡巴粒不能增殖 卡巴粒: 释放草履虫素
有性接合
KK×kk→Kk
自体受精 Aa→AA or aa
抗药性来自小菌落
抗药性和决定大菌 落基因一起丢失
比较两个基因一起被保留或丢失的频 率可测知基因的连锁关系：
任何两个基因，一起被保留或丢失的
频率越高，连锁越紧密。
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。
杂合体细胞中形成芽时完成。 分离或重组可在二倍体的培养物中直接检测，
即通过观察此芽诱导成孢子时产生的减数分裂产物 检测 。
RF
=
7+1 36+48+7+1
= 6.7%
ⅱ. 丢失分析
利用小菌落诱导时标记基因的丢失来 检测位于mtDNA上的基因的连锁关系。
多个基因同时缺失 的小菌落突变体可 用于基因作图
m2 29.0 －
－
m3 18.0 10.9
－
m4 18.4 26.2
8.8
画出叶绿体基因的遗传图。
m1
18.0
29.0 m2
m3
26.2
m4
8.8 注：数字表示共分离频率
二. 线粒体的遗传表现
1. 红色面包霉的生长迟缓突变 2. 啤酒酵母的小菌落突变 3. 啤酒酵母线粒体基因作图
1. 红色面包酶的生长迟缓突变
第十一章 细胞质遗传
生物的遗传体系
核基因组——染色体——基因(核DNA)
遗传物质
(染色体基因组)
细胞器基因组——线粒体(mtDNA)
细胞质基因组
叶绿体(cpDNA)
非细胞器基因组——质粒DNA
共生体DNA
第一节 细胞质遗传的概念和特点
一. 概念 细胞质基因所决定的遗传现象和遗传规律,称
细胞质遗传。 染色体外遗传 核外遗传
正常线粒体中有独特的蛋白质合成装置，但细 胞质小菌落没有。
⑶ mtDNA组成的变化
中性小菌落缺乏线粒体DNA,抑制性小菌落 mtDNA的结构、组成均有较大改变
抗药性， 在二倍体芽经诱导形成孢子时， 减数分裂产物表现单亲遗传。
3. 啤酒酵母线粒体基因作图
ⅰ 重组分析 在酵母中，核外分离和重组是在在二倍体胞质
生化分析表明： 抗性来自叶绿体，只能由mt+亲本传递（单亲遗传）。
后来发现，mt﹣型的叶绿体在结合后总是被丢失 （5％共存，最终会分离）
4. 衣藻叶绿体基因作图
strr mt+ × strs mt﹣ ↓
0.1%后代同时含有strr和 strs （双亲合子体） 紫外线处理mt+ 亲本, 频率可达40—100％，
正交：poky(♀) ×野生型（♂）→ poky突变型
反交：野生型(♀) 生×活po周ky(期♂) →全为野生型
Poky突变体缺少细胞色素a和b， 但细胞色素c含量超过正常值
2. 啤酒酵母的小菌落突变
生活周期
1940年，Boris Ephrussi等发现小菌落突变， 从遗传方式上分成三类：
分离型小菌落 中性小菌落 抑制性小菌落
左旋
右旋
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
二. 面粉蛾的眼色
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。
第三节 叶绿体和线粒体遗传
母性遗传(少数例外)
二. 特点
1. 正交、反交遗传表现不同。 F1的表型与母本相同， 后代表型分离不呈孟德尔比例。
2. 连续回交,细胞质基因及其控制的性状仍不消失。
3. 非细胞器基因及其决定的性状遗传类似病毒的转导。
第二节 母性影响
一 . 锥实螺外壳的旋转方向
右旋
左旋
右旋
左旋
旋向取决于受精卵最初 几次卵裂纺锤体的方向
↓ 分析叶绿体基因的分离与重组建立遗传图
一个基因经历细胞质分离，另一紧密连锁的基 因也会随着经历细胞质分离的现象，叫做共分离。
共分离频率与基因间的距离成反比
在衣藻的共分离作图中,有四个叶绿体基因m1、m2、m3、 m4。在每对基因都呈杂合状态的胞质杂合体中，基因共分离 的频率如下：
m1
m2
m3
m1 －
基因对 apt bar apt cob bar cob
第一抗性基因丢失
87 aptS barR 27 aptScobR 48 barS cobR
第二抗性基因丢失
120 aptR barS 最高 207/500 18 aptR cobS 最低 45/500 69 barR cobS 中等 117/500
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
1. 紫茉莉花斑的遗传
亲本枝条♀卵细胞×Fra bibliotek花粉 后代表型
白色
任一
白色
绿色
任一
绿色
花斑
任一 花斑，绿和白
？
2. 玉米叶片的埃型条纹遗传
表现细胞核遗传
表现细胞质遗传
核隐性突变基因ij（7染色体上） ↓
短时间 长时间
KK+卡巴粒（放毒型）×kk无卡巴粒（敏感型）
↓
两种情况
短时间接合
长时间接合
Kk+卡 放毒
↓ KK+卡 稳定放毒
Kk无卡 敏感
↓ KK无卡
敏感
kk+卡 不稳定放毒
中性小菌落×大菌落→全是大菌落子囊孢子 细胞质 抑制性小菌落×大菌落→全是小菌落子囊孢子 小菌落
细胞质小菌落与线粒体有关
⑴ 电子传递系统中的变化
线粒体中负责ATP合成的电子呼吸链失去功能， 不得不依赖于能量产生效率较低的发酵途径。
⑵ 线粒体中蛋白质合成的变化
细胞质中某些质体改变，不能产生叶绿素 ↓
叶片呈绿白相间的条纹 ↓
表现细胞质遗传特征（不再需要ij基因）
质体具有一定程度的遗传自主性
3. 衣藻的核外基因遗传
单细胞绿色藻类 属于真核生物 含一个大的叶绿体 含较多的线粒体 两种交配型
正接合型mt+ 负接合型mt﹣
衣藻的生活周期
衣藻抗链霉素突变有两类：孟德尔方式遗传 细胞质遗传
apt
cob
bar
1: 3
第四节 其他细胞质遗传因子
一. 草履虫的放毒型特性 二. 细菌质粒 三. 真核生物的质粒 四. 果蝇体内感染因子对寄主细胞的影响
草履虫 （二倍体原生动物）
K: 决定细胞质中卡巴粒的增殖 k: 细胞质中卡巴粒不能增殖 卡巴粒: 释放草履虫素
有性接合
KK×kk→Kk
自体受精 Aa→AA or aa
抗药性来自小菌落
抗药性和决定大菌 落基因一起丢失
比较两个基因一起被保留或丢失的频 率可测知基因的连锁关系：
任何两个基因，一起被保留或丢失的
频率越高，连锁越紧密。
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。
杂合体细胞中形成芽时完成。 分离或重组可在二倍体的培养物中直接检测，
即通过观察此芽诱导成孢子时产生的减数分裂产物 检测 。
RF
=
7+1 36+48+7+1
= 6.7%
ⅱ. 丢失分析
利用小菌落诱导时标记基因的丢失来 检测位于mtDNA上的基因的连锁关系。
多个基因同时缺失 的小菌落突变体可 用于基因作图
m2 29.0 －
－
m3 18.0 10.9
－
m4 18.4 26.2
8.8
画出叶绿体基因的遗传图。
m1
18.0
29.0 m2
m3
26.2
m4
8.8 注：数字表示共分离频率
二. 线粒体的遗传表现
1. 红色面包霉的生长迟缓突变 2. 啤酒酵母的小菌落突变 3. 啤酒酵母线粒体基因作图
1. 红色面包酶的生长迟缓突变
第十一章 细胞质遗传
生物的遗传体系
核基因组——染色体——基因(核DNA)
遗传物质
(染色体基因组)
细胞器基因组——线粒体(mtDNA)
细胞质基因组
叶绿体(cpDNA)
非细胞器基因组——质粒DNA
共生体DNA
第一节 细胞质遗传的概念和特点
一. 概念 细胞质基因所决定的遗传现象和遗传规律,称
细胞质遗传。 染色体外遗传 核外遗传
正常线粒体中有独特的蛋白质合成装置，但细 胞质小菌落没有。
⑶ mtDNA组成的变化
中性小菌落缺乏线粒体DNA,抑制性小菌落 mtDNA的结构、组成均有较大改变
抗药性， 在二倍体芽经诱导形成孢子时， 减数分裂产物表现单亲遗传。
3. 啤酒酵母线粒体基因作图
ⅰ 重组分析 在酵母中，核外分离和重组是在在二倍体胞质
生化分析表明： 抗性来自叶绿体，只能由mt+亲本传递（单亲遗传）。
后来发现，mt﹣型的叶绿体在结合后总是被丢失 （5％共存，最终会分离）
4. 衣藻叶绿体基因作图
strr mt+ × strs mt﹣ ↓
0.1%后代同时含有strr和 strs （双亲合子体） 紫外线处理mt+ 亲本, 频率可达40—100％，
正交：poky(♀) ×野生型（♂）→ poky突变型
反交：野生型(♀) 生×活po周ky(期♂) →全为野生型
Poky突变体缺少细胞色素a和b， 但细胞色素c含量超过正常值
2. 啤酒酵母的小菌落突变
生活周期
1940年，Boris Ephrussi等发现小菌落突变， 从遗传方式上分成三类：
分离型小菌落 中性小菌落 抑制性小菌落
左旋
右旋
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
二. 面粉蛾的眼色
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。
第三节 叶绿体和线粒体遗传
母性遗传(少数例外)
二. 特点
1. 正交、反交遗传表现不同。 F1的表型与母本相同， 后代表型分离不呈孟德尔比例。
2. 连续回交,细胞质基因及其控制的性状仍不消失。
3. 非细胞器基因及其决定的性状遗传类似病毒的转导。
第二节 母性影响
一 . 锥实螺外壳的旋转方向
右旋
左旋
右旋
左旋
旋向取决于受精卵最初 几次卵裂纺锤体的方向
↓ 分析叶绿体基因的分离与重组建立遗传图
一个基因经历细胞质分离，另一紧密连锁的基 因也会随着经历细胞质分离的现象，叫做共分离。
共分离频率与基因间的距离成反比
在衣藻的共分离作图中,有四个叶绿体基因m1、m2、m3、 m4。在每对基因都呈杂合状态的胞质杂合体中，基因共分离 的频率如下：
m1
m2
m3
m1 －
基因对 apt bar apt cob bar cob
第一抗性基因丢失
87 aptS barR 27 aptScobR 48 barS cobR
第二抗性基因丢失
120 aptR barS 最高 207/500 18 aptR cobS 最低 45/500 69 barR cobS 中等 117/500
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
1. 紫茉莉花斑的遗传
亲本枝条♀卵细胞×Fra bibliotek花粉 后代表型
白色
任一
白色
绿色
任一
绿色
花斑
任一 花斑，绿和白
？
2. 玉米叶片的埃型条纹遗传
表现细胞核遗传
表现细胞质遗传
核隐性突变基因ij（7染色体上） ↓
短时间 长时间
KK+卡巴粒（放毒型）×kk无卡巴粒（敏感型）
↓
两种情况
短时间接合
长时间接合
Kk+卡 放毒
↓ KK+卡 稳定放毒
Kk无卡 敏感
↓ KK无卡
敏感
kk+卡 不稳定放毒