第十三章细胞质遗传
合集下载
细胞质遗传—细胞质遗传的现象和特征(普通遗传学课件)
(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）Fra bibliotek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
6 个亚基
复合物
基蛋白
《遗传学》
《遗传学》
细胞质遗传的分子基础
一、叶绿体遗传的分子基础 chloroplast genome
（一）结 构——环状双链DNA
SSC
IRA
IRB
SSC: short single copy sequence
LSC:long single copy sequence
IR: inverted repeats
眼为褐色。现已鉴定这种色素是由犬尿素所形成的， 由一对基因（Aa）控制 。突变型不能合成犬尿素，不 能形成色素，使幼虫皮肤无色，成虫复眼为红色。
麦粉蛾色素遗传的母性影响
（二）持久的母性影响
持久的母性影响： 母亲基因型对子代个体影响持久，影响子代个体终生。 例如：锥实螺的外壳旋转方向的遗传
例如椎实螺的外壳旋转方向的遗传 椎实螺是一种♀、♂同体的软体动物，每一个体都
（三） 通过连续的回交能把母本的核基因全部置换掉， 但母本的细胞质基因及其控制的性状仍不消失。
回交：指两个亲本杂交，杂交F1与亲本之一再杂交。
连续回交：指选取回交后代继续与亲本之一再杂交。
♀A
×B ♂
♀ F1 × B ♂
♀ BC1
×B ♂
♀ BC2
×B ♂
完整word版,刘祖洞遗传学第三版第13章细胞质和遗传
第十三章细胞质和遗传1．母性影响和细胞质遗传有什么不相同？答：1）母性影响是亲代核基因的某些产物也许某种因子积累在卵细胞的细胞质中，对子代某些性状的表现产生影响的现象。
这类效应只能影响子代的性状，不能够遗传。
因此 F1代表型受母亲的基因型控制，属于细胞核遗传系统；细胞质遗传是细胞质中的 DNA 或基因对遗传性状的决定作用。
由于精卵结合时，精子的细胞质经常不进入受精卵中，因此，细胞质遗传性状只能经过母体或卵细胞传达给子代，子代总是表现为母本性状，属于细胞质遗传系统，2）母性影响吻合孟德尔遗传规律；细胞质遗传是非孟德尔式遗传。
3）母性遗传杂交后代有必然的分别比, 只但是是要推迟一个世代而已；细胞质遗传杂交后代一般不出现必然的分别比。
2．细胞质基因和核基因有什么相同的地方，有什么不相同的地方？答：1）相同：细胞核遗传和细胞质遗传各自都有相对的独立性。
这是由于，尽管在细胞质中找不到染色体相同的结构，但质基因与核基因相同，能够自我复制，能够控制蛋白质的合成，也就是说，都拥有牢固性、连续性、变异性和独立性。
2）不相同：A.细胞质和细胞核的遗传物质都是DNA 分子，但是其分布的地址不相同。
细胞核遗传的遗传物质在细胞核中的染色体上；细胞质中的遗传物质在细胞质中的线粒体和叶绿体中。
B. 细胞质和细胞核的遗传都是经过配子，但是细胞核遗传雌雄配子的核遗传物质相等，而细胞质遗传物质主要存在于卵细胞中；C. 细胞核和细胞质的性状表达都是经过体细胞进行的。
核遗传物质的载体（染色体）有均分体系，依照三大遗传定律；细胞质遗传物质（拥有DNA 的细胞器如线粒体、叶绿体等）没有均分体系，是随机分配的。
D.细胞核遗传时，正反交相同，即子一代均表现显性亲本的性状；细胞质遗传时，正反交不相同，子一代性状均与母真相同，即母系遗传。
3．在玉米中，利用细胞质雄性不育和育性恢复基因，制造双交种，有一个方式是这样的：先把雄性不育自交系 A 【（S）rfrf 】与雄性可育自交系B【（ N）rfrf 】杂交，得单交种AB ，把雄性不育自交系C【（ S）rfrf 】与雄性可育自交系D【（N ）RfRf 】杂交，得单交种 CD 。
遗传学：第十三章 细胞质遗传(2013修改)
有功能的配子（gamete）或不能产生在 一定条件下能够存活的合子（zygote） 的现象。
雄性不育性（male sterility）：当不 育性是由于植株不能产生正常的花药、 花粉或雄配子时，就称之。
43科、162属、320个种
（二）、植物雄性不育的分类
1 、 细 胞 核 雄 性 不 育 （ genic male sterility）
第二、叶绿体遗传 （一）、叶绿体遗传的花斑现象 （二）、叶绿体遗传的分子基础
（一）、叶绿体遗传的花斑现象
1. 发现 1901年柯伦斯 Correns在紫茉莉中发现有一
种花斑植株，着生绿色，白色和花斑三种枝条 (如图)。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
1970年11月，在海南得到1株野生稻天然雄花 败育株，即“野败” 。
进行“三系杂交”的研究，1973年成功。 目前的杂交稻亩产达980公斤。
袁隆平先后获得我国特等发明奖和最高科 技奖，以及多个国际奖项，如联合国知识产 权组织“杰出发明家”金质奖、美国费因斯 特基金会“拯救世界饥饿奖”、联合国粮农 组织 “ 粮食安全保障奖”、日本“日经亚洲 大奖”、以色列的“沃尔夫奖”等，并被国 际水稻研究所誉为“杂交水稻之父”。 。
下遗传特点： 正交和反交的遗传表现不同。由细胞质基因控制的性状，只能由母本传
递给子代。 A X B 正交 B X A 反交
母性影响与细胞质遗传的异同：
二者的正反交结果都不一样，细胞质遗传的性状是受细胞质内的遗传物质控制的， 属于细胞质遗传体系，后代的性状来自于母本，而且不符合孟德尔分离规律。
母性影响的性状实质上也是受细胞核内染色体上的基因控制，也属于细胞核遗 传体系，是母体基因表达的产物在卵细胞中的积累而影响子代性状的表达，后代 的分离也符合孟德尔比例，只不过是要推迟一个世代而已。
雄性不育性（male sterility）：当不 育性是由于植株不能产生正常的花药、 花粉或雄配子时，就称之。
43科、162属、320个种
（二）、植物雄性不育的分类
1 、 细 胞 核 雄 性 不 育 （ genic male sterility）
第二、叶绿体遗传 （一）、叶绿体遗传的花斑现象 （二）、叶绿体遗传的分子基础
（一）、叶绿体遗传的花斑现象
1. 发现 1901年柯伦斯 Correns在紫茉莉中发现有一
种花斑植株，着生绿色，白色和花斑三种枝条 (如图)。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
1970年11月，在海南得到1株野生稻天然雄花 败育株，即“野败” 。
进行“三系杂交”的研究，1973年成功。 目前的杂交稻亩产达980公斤。
袁隆平先后获得我国特等发明奖和最高科 技奖，以及多个国际奖项，如联合国知识产 权组织“杰出发明家”金质奖、美国费因斯 特基金会“拯救世界饥饿奖”、联合国粮农 组织 “ 粮食安全保障奖”、日本“日经亚洲 大奖”、以色列的“沃尔夫奖”等，并被国 际水稻研究所誉为“杂交水稻之父”。 。
下遗传特点： 正交和反交的遗传表现不同。由细胞质基因控制的性状，只能由母本传
递给子代。 A X B 正交 B X A 反交
母性影响与细胞质遗传的异同：
二者的正反交结果都不一样，细胞质遗传的性状是受细胞质内的遗传物质控制的， 属于细胞质遗传体系，后代的性状来自于母本，而且不符合孟德尔分离规律。
母性影响的性状实质上也是受细胞核内染色体上的基因控制，也属于细胞核遗 传体系，是母体基因表达的产物在卵细胞中的积累而影响子代性状的表达，后代 的分离也符合孟德尔比例，只不过是要推迟一个世代而已。
13第十三章细胞质遗传
第四节 母性影响
一、母性影响的概念和遗传的特点
1 母性影响(maternal inheritance)
子代表型不受自身基因型的控制，而受母亲 基因型的影响，表现母亲基因型性状的一种遗传 现象叫做母性影响，又叫前定作用。
在椎实螺（Limnaea peregra）的遗传研究 中，曾观察到母性影响的现象。
二、质粒的遗传
质粒，泛指染色体外一切能进行自主复制 的遗传单位，包括共生生物、真核生物的细 胞器和细菌中染色体以外的单纯的DNA分子。 所有细菌质粒都是共价闭合的双链DNA 环，能独立进行自我复制。 大部分质粒在染色体外，某些质粒既能独 立存在于细胞中，又能整合到染色体上，这 种质粒称为附加体。
子代表现母亲基因型(细胞核)的性状
3 母性影响产生的原因 螺壳旋转方向取决于最初卵裂时纺锤体的方向， 而纺锤体方向由母体基因作用于正在发育的卵细 胞；即由于母本核基因的产物存在于卵细胞中， 对子代表型会产生一种预定作用（母本核基因的 前定作用）。
母性影响与细胞质遗传关系？
4.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，不属于细胞质遗传 的范畴。
A. 结构：16,569bp的cccDNA, 能够编码13个蛋白质、2个
rRNA和22个tRNA:
①mRNA: cytb、CO(3个)、ATPase(2个)、NADH脱氢酶 系（7） ②rRNA: 16S和12S ③tRNA: 22个tRNA,作为转录产物加工的“标点符号”— —在tRNA前后为加工酶切位点
叶绿体的增殖、发育和代谢等需要由叶绿体和核基 因共同控制
第三节 线粒体的遗传方式及其分子基础
一、线粒体遗传
核外遗传
（chlamydomonas reinhardi） • 野生型是链霉素-敏感型（sms）。 • Mt ( 交配型) • smr mt+ × sms mt- →全部后代（>95%）smr • sms mt+ × smr mt- →全部后代（>95%）sms
哈工大-遗传学 第十三章 细胞质遗传
表 20-10 衣藻杂交后代的 cpDNA 的浮力密度 杂交 合子 cpDNA 的浮力密度 14N cpDNA 14Nmt+×14Nmt1.69 15N cpDNA 15Nmt+×15Nmt1.70
线粒体的遗传装置能够单独完成DNA复制、基因转录、蛋白
质合成和基因重组，并拥有自身的核糖体；
参与mtDNA的复制、基因转录、蛋白质翻译及基因表达的很
多蛋白质来自核基因编码，对核基因具有一定的依赖性；
线粒体是半自主性的，受核和线粒体 两套遗传系统的共同控制
哈工大-遗传学 第十三章 细胞质遗传
二、线粒体遗传实例
15N cpDNA 1.70 14N cpDNA 14Nmt+×15Nmt1.69 Ruth Sager:《Cytoplasmic Gene and Organelles 》,Academic Press
cademic Press 15Nmt+×14Nmt-
原因：mt+中存在限制-修饰酶系，使来自mt-的cpDNA降解
DD Dd DD Dd
dd
dd Dd DD Dd dd
DD
dd
DD
dd
DD
dd
哈工大-遗传学
第十三章 细胞质遗传
第三节 核外遗传举例
哈工大-遗传学
第十三章 细胞质遗传
一、线粒体(mitochondrion)遗传
哈工大-遗传学 第十三章 细胞质遗传
表 20-10 衣藻杂交后代的 cpDNA 的浮力密度 杂交 合子 cpDNA 的浮力密度 14N cpDNA 14Nmt+×14Nmt1.69 15N cpDNA 15Nmt+×15Nmt1.70
线粒体的遗传装置能够单独完成DNA复制、基因转录、蛋白
质合成和基因重组，并拥有自身的核糖体；
参与mtDNA的复制、基因转录、蛋白质翻译及基因表达的很
多蛋白质来自核基因编码，对核基因具有一定的依赖性；
线粒体是半自主性的，受核和线粒体 两套遗传系统的共同控制
哈工大-遗传学 第十三章 细胞质遗传
二、线粒体遗传实例
15N cpDNA 1.70 14N cpDNA 14Nmt+×15Nmt1.69 Ruth Sager:《Cytoplasmic Gene and Organelles 》,Academic Press
cademic Press 15Nmt+×14Nmt-
原因：mt+中存在限制-修饰酶系，使来自mt-的cpDNA降解
DD Dd DD Dd
dd
dd Dd DD Dd dd
DD
dd
DD
dd
DD
dd
哈工大-遗传学
第十三章 细胞质遗传
第三节 核外遗传举例
哈工大-遗传学
第十三章 细胞质遗传
一、线粒体(mitochondrion)遗传
细胞质遗传ppt课件
(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。
也称为非孟德尔遗传，核外遗传，母体遗传。
生物的遗传体系
染色体基因组
基因（核DNA） 线粒体基因组（mtDNA） 叶绿体基因组（ctDNA CpDNA）
遗 传 物 质
细胞 质基 因组
◆ 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 无论接受何种花粉，其子代只能与提供卵细胞的母本相似， 分别发育成正常绿株、白化株、花斑株。
◆
花斑现象：天竺葵、月见草、卫矛、烟草等
20多种植物中发现。
（二）、玉米埃型条纹斑的遗传
细胞质基因遗传的独立性是相对的，有些性状的变异是由 质核基因共同作用下发生的。
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 如果试验只进行到 全部为右旋(Ss) 全为左旋(Ss) ∴ F1，很可能被误认为细胞质遗传。 ↓自体受精 ↓自体受精 1SS∶2Ss∶1ss（均右旋）
∵ F1的旋转方向同母本一致。
F2 1SS∶2Ss∶1ss（均右旋）
就是说，受精卵的细胞质几
乎全部来自母本产生的卵细 胞。一个性状如果由细胞质 内的基因控制，当然就会表 现为“母系遗传”了。
精细胞与卵细胞的相对比例
看图思考：
有丝分裂时， 细胞质是怎样分配 到两个子细胞中去 的？能像细胞核内 的染色体那样，准 确地平均分配给两 个子细胞吗？
原理：生物的某些性状由细胞质内的 细 遗传物质(细胞质基因)控制。 胞 表现：子代的性状完全由母本 质 决定而与父本无关。 母系 遗 遗传 原理：子代的细胞质几乎全部 传 来自母本的卵细胞。 特点
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。
也称为非孟德尔遗传，核外遗传，母体遗传。
生物的遗传体系
染色体基因组
基因（核DNA） 线粒体基因组（mtDNA） 叶绿体基因组（ctDNA CpDNA）
遗 传 物 质
细胞 质基 因组
◆ 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 无论接受何种花粉，其子代只能与提供卵细胞的母本相似， 分别发育成正常绿株、白化株、花斑株。
◆
花斑现象：天竺葵、月见草、卫矛、烟草等
20多种植物中发现。
（二）、玉米埃型条纹斑的遗传
细胞质基因遗传的独立性是相对的，有些性状的变异是由 质核基因共同作用下发生的。
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 如果试验只进行到 全部为右旋(Ss) 全为左旋(Ss) ∴ F1，很可能被误认为细胞质遗传。 ↓自体受精 ↓自体受精 1SS∶2Ss∶1ss（均右旋）
∵ F1的旋转方向同母本一致。
F2 1SS∶2Ss∶1ss（均右旋）
就是说，受精卵的细胞质几
乎全部来自母本产生的卵细 胞。一个性状如果由细胞质 内的基因控制，当然就会表 现为“母系遗传”了。
精细胞与卵细胞的相对比例
看图思考：
有丝分裂时， 细胞质是怎样分配 到两个子细胞中去 的？能像细胞核内 的染色体那样，准 确地平均分配给两 个子细胞吗？
原理：生物的某些性状由细胞质内的 细 遗传物质(细胞质基因)控制。 胞 表现：子代的性状完全由母本 质 决定而与父本无关。 母系 遗 遗传 原理：子代的细胞质几乎全部 传 来自母本的卵细胞。 特点
第十三章-核外遗传分析
裂时分配是不均匀的。
细胞质遗传：正交和反交的遗传表现不同。
核遗传：表现相同，其状表现于母本时才能遗传给子代，
故又称母性遗传。
母性遗传：
真核生物有性过程：
卵细胞：有细胞核、大量的细胞质和细胞器。
∴能为子代提供核基因和全部或绝大部分胞质基因。
精细胞：只有细胞核，细胞质或细胞器极少或没有。
mtDNA被恢复。在校正事情中有时出现mtDNA的重排，因为
在线粒体基因组中编码蛋白质的基因是广泛散布的，这些缺失
和重排导致有氧呼吸中酶的缺陷，而产生小菌落。
人们提出抑制小菌落对正常的线粒体有抑制效应可能是：
(1)、抑制型线粒体mtDNA可能比正常的线粒体复制得更快，
在细胞中简单地蔓延，所观察的在品种间的抑制性的变异，
DNA进行了比较研究，发现小菌落线粒体DNA除有一些片断
多次重复外，线粒体基因组中还有大片段缺失。可见酵母小菌
落突变是由于线粒体DNA的遗传变异，致使线粒体不能正常执
行其功能，线粒体中蛋白质合成受阻，造成了呼吸代谢的缺陷。
3、抑制小菌落（suppressive petites）
抑制小菌落对野生型产生影
倍体细胞融合产生二倍体对细胞质是大小相同贡献相等的。
中性小菌落的本质是什么？
根据氯化铯密度梯度离心，测出小菌落细胞中线粒体DNA
与大菌落的线粒体DNA明显不同，有时小菌落中甚至还测不出
线粒体DNA 的存在。这说明，小菌落突变使线粒体DNA严重
缺损或大部分丢失。用分子杂交和限制酶分析方法对小菌落线
粒体DNA全部缺失或严重变异的类型与野生型大菌落的线粒体
S至80 S大小不等的颗粒，由两个大小不等的亚基组成，每个亚基只
有一条由线粒体DNA转录而来的rRNA分子。
细胞质遗传：正交和反交的遗传表现不同。
核遗传：表现相同，其状表现于母本时才能遗传给子代，
故又称母性遗传。
母性遗传：
真核生物有性过程：
卵细胞：有细胞核、大量的细胞质和细胞器。
∴能为子代提供核基因和全部或绝大部分胞质基因。
精细胞：只有细胞核，细胞质或细胞器极少或没有。
mtDNA被恢复。在校正事情中有时出现mtDNA的重排，因为
在线粒体基因组中编码蛋白质的基因是广泛散布的，这些缺失
和重排导致有氧呼吸中酶的缺陷，而产生小菌落。
人们提出抑制小菌落对正常的线粒体有抑制效应可能是：
(1)、抑制型线粒体mtDNA可能比正常的线粒体复制得更快，
在细胞中简单地蔓延，所观察的在品种间的抑制性的变异，
DNA进行了比较研究，发现小菌落线粒体DNA除有一些片断
多次重复外，线粒体基因组中还有大片段缺失。可见酵母小菌
落突变是由于线粒体DNA的遗传变异，致使线粒体不能正常执
行其功能，线粒体中蛋白质合成受阻，造成了呼吸代谢的缺陷。
3、抑制小菌落（suppressive petites）
抑制小菌落对野生型产生影
倍体细胞融合产生二倍体对细胞质是大小相同贡献相等的。
中性小菌落的本质是什么？
根据氯化铯密度梯度离心，测出小菌落细胞中线粒体DNA
与大菌落的线粒体DNA明显不同，有时小菌落中甚至还测不出
线粒体DNA 的存在。这说明，小菌落突变使线粒体DNA严重
缺损或大部分丢失。用分子杂交和限制酶分析方法对小菌落线
粒体DNA全部缺失或严重变异的类型与野生型大菌落的线粒体
S至80 S大小不等的颗粒，由两个大小不等的亚基组成，每个亚基只
有一条由线粒体DNA转录而来的rRNA分子。
普通遗传学(第十三章)
酵母菌的生活史 酵母菌小菌落的遗传
29
1
） 酵 母 菌 的 生 活 史
30
2）酵母菌小菌落的遗传
酵母菌
固体培养基 上通气培养，几天后
大菌落
小菌落 1-2%
大菌落
小菌落 1-2% 小菌落
31
正 常 酵 母 和 “ 交小 菌 落 ” 酵 母 杂
32
酵
母
型 小 菌 落
突 变 型 之
间 的 杂 交
敏感型：可被毒素杀死的品系。 为什么放毒型的草履虫能产生毒素呢？
41
有2个因素决定：
➢ K基因：显性，存在于细胞核。 ➢ 卡巴粒（Kappa）：存在于细胞质中的特殊
颗粒，含DNA、RNA、蛋白质（类似细菌， 为细胞内共生体），能自我复制
42
草 履 虫 的 放 毒 型 和 敏 感 型
43
履
（ 没 有 交 换 细 胞 质 ）
不能开花散粉。雌穗发育正常，只要接受 正常花粉，就能结种子。
50
造成植物雄性不育的原因： 生理因素、环境因素等等，我们要讨论要
讨论的是由基因控制的可遗传的雄性不育。
51
2、植物雄性不育性的类型 细胞核雄性不育类型 细胞质雄性不育类型 核质互作雄性不育
52
1）细胞核雄性不育类型 雄性不育：隐性ms控制 正常可育：显性MS控制
草履虫的生活史 草履虫放毒型的遗传
37
1、草履虫的生活史
单细胞原生动物，具有2个小核（2n）+1个 大核（2n）
有2种生殖方式： 无性生殖：细胞直接分裂形成两个个体。 有性生殖：接合生殖、自合生殖
38
草 履 虫 的 接 合 生 殖
39
草履虫的自体受精
29
1
） 酵 母 菌 的 生 活 史
30
2）酵母菌小菌落的遗传
酵母菌
固体培养基 上通气培养，几天后
大菌落
小菌落 1-2%
大菌落
小菌落 1-2% 小菌落
31
正 常 酵 母 和 “ 交小 菌 落 ” 酵 母 杂
32
酵
母
型 小 菌 落
突 变 型 之
间 的 杂 交
敏感型：可被毒素杀死的品系。 为什么放毒型的草履虫能产生毒素呢？
41
有2个因素决定：
➢ K基因：显性，存在于细胞核。 ➢ 卡巴粒（Kappa）：存在于细胞质中的特殊
颗粒，含DNA、RNA、蛋白质（类似细菌， 为细胞内共生体），能自我复制
42
草 履 虫 的 放 毒 型 和 敏 感 型
43
履
（ 没 有 交 换 细 胞 质 ）
不能开花散粉。雌穗发育正常，只要接受 正常花粉，就能结种子。
50
造成植物雄性不育的原因： 生理因素、环境因素等等，我们要讨论要
讨论的是由基因控制的可遗传的雄性不育。
51
2、植物雄性不育性的类型 细胞核雄性不育类型 细胞质雄性不育类型 核质互作雄性不育
52
1）细胞核雄性不育类型 雄性不育：隐性ms控制 正常可育：显性MS控制
草履虫的生活史 草履虫放毒型的遗传
37
1、草履虫的生活史
单细胞原生动物，具有2个小核（2n）+1个 大核（2n）
有2种生殖方式： 无性生殖：细胞直接分裂形成两个个体。 有性生殖：接合生殖、自合生殖
38
草 履 虫 的 接 合 生 殖
39
草履虫的自体受精
第十三章细胞质遗传
叶绿体基因组为半自主性DNA
❖线粒体遗传
1.线粒体遗传的 表现
和叶绿体突变型一样，
原子囊果
分生孢子
线粒体突变型通过细胞 质传递，也不符合孟德 尔的遗传模式。如链孢 霉的缓慢生长型突变(不 产生细胞色素氧化酶)与 野生型的正反交后代在 表型上有明显差异
ad-：腺嘌呤缺陷型， 由核基因决定
2.线粒体遗传的分子基础
基因组印记( genomic imprinting):是指控制某一表型的基 因其成对的等位基因依亲缘(父源或母源) 的不同而呈现差异 性表达。这种差异性表达称为亲缘性差异性表达。有的只有 父源的基因在子代中有转录活性，而母源的同一基因始终处 于沉默状态。而另外一些基因的情况正好相反。我们把父源 等位基因不表达即无转录活性而处于沉默状态者称为父系印 记(paternal imprinting)；若母源等位基因不表达，则称为 母系印记(maternal imprinting)。呈现上述现象的基因称为 印记基因(imprinted gene)。
母性影响和基因组印记这两种遗传现象和细胞质遗传很相 似，但属于细胞核遗传，需要加以区别。
一、母性影响(maternal influence)：子代某一性状的
表型由母体的核基因决定，而不受本身基因型的支配，从 而导致子代的表型和母本相同的现象。
椎实螺：是一种雌雄同体的软体动物，一般通过异体受精繁殖， 若单独饲养，也可以自体受精。椎实螺螺壳的旋转方向有左旋和右 旋是一对相对性状。
II Ii
Ii
Ii
• 玉米条斑叶未形成之前，Ij基因具有细胞核遗传的行为。在核基因隐 性纯合(ijij)时，会引起叶绿体基因发生突变。但是一旦质体发生变异， 就显示出细胞质遗传的特征，一直被持续下去，它的保持不再需要纯 合ijij基因的存在。
遗传学课件13第十三章 细胞质遗传
The Poky mutation resides in the mitochondrial genome . It disrupts the production of cytochromes, it is slow growing (as mentioned earlier), and it has abnormal amounts of mitochondrial cytochrome proteins. Like most organisms, wild-type Neurospora has three main types of cytochrome: a, b, and c . Poky, however, lacks cytochromes a and b and has an excess of cytochrome c. which results in defects in electron transport (energy deficiency).
一、叶绿体遗传的表现
杂种植株所表现的性状完全由母本枝条所决定，与提供花粉的父本枝条无关。因为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何种花粉，其子代只能与提供卵细胞的母本相似，分别发育成正常绿株、白化株、花斑株。
01
所以，控制紫茉莉叶片花斑性状的遗传物质是通过母本传递的。叶子的色素在叶绿体内合成，相关基因也在叶绿体内，紫茉莉叶片花斑性状的遗传属于叶绿体遗传。
♀ AA X aa ♂
F1 Aa
F2 AA Aa aa
3/4
1/4
F3
3/4右旋 1/4左旋
右旋
左旋
右旋
右旋
右旋
⊗
⊗
⊗
♀ aa X AA ♂
- 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)。
第十三章细胞质遗传
基因组印记( genomic imprinting):是指控制某一表型的基 因其成对的等位基因依亲缘(父源或母源) 的不同而呈现差异 性表达。这种差异性表达称为亲缘性差异性表达。有的只有 父源的基因在子代中有转录活性，而母源的同一基因始终处 于沉默状态。而另外一些基因的情况正好相反。我们把父源 等位基因不表达即无转录活性而处于沉默状态者称为父系印 记(paternal imprinting)；若母源等位基因不表达，则称为 母系印记(maternal imprinting)。呈现上述现象的基因称为 印记基因(imprinted gene)。
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：某些细胞内即有
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。
第十三章细胞质遗传
玉米埃型条斑的遗传（inheritance of striped iojap trait）
• 这也是高等植物叶绿体遗传的一个典型例子。埃型条斑基因ij位于 第七染色体上，纯合隐性时（ijij）的玉米植株或是不能成活的白 化苗（这是因为ijij的基因型能引起叶绿体发生突变，不能形成叶 绿素），或是在茎和叶上形成具有特征性的白绿条斑。
什么原因出现上述杂交结果呢？
第十三章细胞质遗传
在小鼠中，只有来自父本基因组的Igf2可以表达，而来自母 本基因组的Igf2基因处于失活状态。所以上述两个杂交实验 的子代基因型均为Igf2Igf2m ，但在第一个实验中的中的 Igf2基因来自母本，在子代中不能表达，表型为突变型。而 在反交中，Igf2基因来自父本，在子代中可以正常表达，所 以表型为正常。可见，小鼠Igf2-Igf2m 等位基因的功能受到 双亲基因组的影响，打上了亲本基因组的印记。
小鼠的Igf2基因编码胰岛素样生长因子-2，对小鼠的正常 发育是必需的，Igf2基因突变(Igf2m)导致小鼠矮小。
Байду номын сангаас
♀Igf2 Igf2 × ♂Igf2m Igf2m ♀Igf2m Igf2m× ♂Igf2 Igf2
正常小鼠 矮小小鼠
矮小小鼠 正常小鼠
F1 Igf2Igf2m矮小小鼠
Igf2Igf2m 正常小鼠
一、母性影响(maternal influence)：子代某一性状的
表型由母体的核基因决定，而不受本身基因型的支配，从而 导致子代的表型和母本相同的现象。
第十三章细胞质遗传
椎实螺：是一种雌雄同体的软体动物，一般通过异体受精繁殖， 若单独饲养，也可以自体受精。椎实螺螺壳的旋转方向有左旋和右 旋是一对相对性状。
第五章 细胞质遗传
第十三章细胞质遗传
本章重点
1. 细胞质遗传与核遗传的差异 2. 细胞质遗传的特点。 3. 质核基因间的关系。 4. 雄性不育：
①．核不育型、质核不育型； ②．孢子体不育、配子体不育 ③．生产应用。
第十三章细胞质遗传
第一节 细胞质遗传的发现及特点
1909年Carl Correns紫茉莉花斑性状的遗传
第十三章细胞质遗传
椎实螺卵裂的方式：螺类的受精卵是螺旋式卵裂。椎实螺外壳旋转方向是
由受精卵第一次和第二次分裂时的纺锤体分裂方向所决定的。受精卵纺锤体 向中线的右侧分裂时为右旋，向中线的左侧分裂时为左旋。
1、2为第一次卵裂，
3、4为第二次卵裂；
1
2
1、3是左旋，
2、4是右旋。
第十三章细胞质遗传
二、基因组印记
精细胞：只有细胞核，而细胞质或细胞器极少或无。 ∴只能提供其核基因，不能或极少提供胞质基因。
∴一切受细胞质基因所决定的性状，其遗传信息只能通过卵细 胞传给子代，而不能通过精细胞遗传给子代。
第十三章细胞质遗传
细胞质遗传的特点
第十三章细胞质遗传
第二节 母性影响与基因组印记
母性影响和基因组印记这两种遗传现象和细胞质遗传很相似， 但属于细胞核遗传，需要加以区别。
紫茉莉中花斑 植株：着生绿色、 白色和花斑三种枝 条，且白色和绿色 组织间有明显的界 限。
第十三章细胞质遗传
Carl Correns
第十三章细胞质遗传
杂种植株所表现的性状完全由母本枝条所决定，与提供花
粉的父本枝条无关。∴控制紫茉莉花斑性状的遗传物质是通
过母本传递的。
第十三章细胞质遗传
概念：由细胞核以外其它任何细胞成分引起的遗传现象都称为细 胞质遗传（核外遗传、非染色体遗传）。
第十三章细胞质遗传
基因组印记是由于DNA结构的修饰导致基因表达的沉默，如 DNA甲基化，组蛋白乙酰化等。受精前来自父方和母方的等位 基因具有不同的甲基化模式是导致基因亲缘性差异表达的主要 原因。基因组印记过程是在配子形成时就已开始，使个体表现 出上代遗传下来的基因组印记的效应。但当该个体产生自身的 配子时，来自父方和母方的印记将全部被消除，然后再重新打 上自身的基因组印记。
F3右旋：左旋=3：第1十三章细胞F质3遗右传 旋：左旋=3：1
不按自己的基因型发 育，而是按母本的基因 型（不是表型）发育。 自己的基因型推迟一代 表现
椎实螺螺壳的方向取
决于最初两次卵裂中纺锤 体的方向，而纺锤体的方 向又是由母体基因通过作 用于正在发育的卵细胞决 定的，所以子代螺壳旋转 方向取决于母体的基因型， 而不是本身的基因型。
基因组印记是表观遗传变异的一种。即DNA序列未变化而表 型发生可遗传变化的现象。
第十三章细胞质遗传
第三节 叶绿体和线粒体遗传
❖叶绿体遗传
1.叶绿体遗传的表现
紫茉莉的花斑叶色遗传中，杂种植株 的表型完全取决于母本枝条的表型，与提 供花粉的枝条无关，而叶色是和叶绿体中 叶绿素的形成有关。
花斑枝条：
绿细胞中含有正常的绿色质体(叶绿
第十三章细胞质遗传
①母本是正常绿色，父本是条斑，呈现典型的孟德尔比例。
（引自石春海等，2007）
第十三章细胞质遗传
细胞质遗传的特点
1.正反交结果不同，F1通常只表现母本的性状。 2.连续回交不会导致母本细胞质基因及其所控制的性状消失。 杂种与父本连续回交，回交后代仍表现母本性状。 3.分离世代不发生性状分离 4.不遵循孟德尔遗传规律
第十三章细胞质遗传
卵细胞：有细胞核、大量的细胞质和细胞器。 ∴能为子代提供核基因和全部或绝大部分胞质基因。
基因组印记( genomic imprinting):是指控制某一表型的基 因其成对的等位基因依亲缘(父源或母源) 的不同而呈现差异 性表达。这种差异性表达称为亲缘性差异性表达。有的只有 父源的基因在子代中有转录活性，而母源的同一基因始终处 于沉默状态。而另外一些基因的情况正好相反。我们把父源 等位基因不表达即无转录活性而处于沉默状态者称为父系印 记(paternal imprinting)；若母源等位基因不表达，则称为 母系印记(maternal imprinting)。呈现上述现象的基因称为 印记基因(imprinted gene)。
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：某些细胞内即有
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。
第十三章细胞质遗传
玉米埃型条斑的遗传（inheritance of striped iojap trait）
• 这也是高等植物叶绿体遗传的一个典型例子。埃型条斑基因ij位于 第七染色体上，纯合隐性时（ijij）的玉米植株或是不能成活的白 化苗（这是因为ijij的基因型能引起叶绿体发生突变，不能形成叶 绿素），或是在茎和叶上形成具有特征性的白绿条斑。
什么原因出现上述杂交结果呢？
第十三章细胞质遗传
在小鼠中，只有来自父本基因组的Igf2可以表达，而来自母 本基因组的Igf2基因处于失活状态。所以上述两个杂交实验 的子代基因型均为Igf2Igf2m ，但在第一个实验中的中的 Igf2基因来自母本，在子代中不能表达，表型为突变型。而 在反交中，Igf2基因来自父本，在子代中可以正常表达，所 以表型为正常。可见，小鼠Igf2-Igf2m 等位基因的功能受到 双亲基因组的影响，打上了亲本基因组的印记。
小鼠的Igf2基因编码胰岛素样生长因子-2，对小鼠的正常 发育是必需的，Igf2基因突变(Igf2m)导致小鼠矮小。
Байду номын сангаас
♀Igf2 Igf2 × ♂Igf2m Igf2m ♀Igf2m Igf2m× ♂Igf2 Igf2
正常小鼠 矮小小鼠
矮小小鼠 正常小鼠
F1 Igf2Igf2m矮小小鼠
Igf2Igf2m 正常小鼠
一、母性影响(maternal influence)：子代某一性状的
表型由母体的核基因决定，而不受本身基因型的支配，从而 导致子代的表型和母本相同的现象。
第十三章细胞质遗传
椎实螺：是一种雌雄同体的软体动物，一般通过异体受精繁殖， 若单独饲养，也可以自体受精。椎实螺螺壳的旋转方向有左旋和右 旋是一对相对性状。
第五章 细胞质遗传
第十三章细胞质遗传
本章重点
1. 细胞质遗传与核遗传的差异 2. 细胞质遗传的特点。 3. 质核基因间的关系。 4. 雄性不育：
①．核不育型、质核不育型； ②．孢子体不育、配子体不育 ③．生产应用。
第十三章细胞质遗传
第一节 细胞质遗传的发现及特点
1909年Carl Correns紫茉莉花斑性状的遗传
第十三章细胞质遗传
椎实螺卵裂的方式：螺类的受精卵是螺旋式卵裂。椎实螺外壳旋转方向是
由受精卵第一次和第二次分裂时的纺锤体分裂方向所决定的。受精卵纺锤体 向中线的右侧分裂时为右旋，向中线的左侧分裂时为左旋。
1、2为第一次卵裂，
3、4为第二次卵裂；
1
2
1、3是左旋，
2、4是右旋。
第十三章细胞质遗传
二、基因组印记
精细胞：只有细胞核，而细胞质或细胞器极少或无。 ∴只能提供其核基因，不能或极少提供胞质基因。
∴一切受细胞质基因所决定的性状，其遗传信息只能通过卵细 胞传给子代，而不能通过精细胞遗传给子代。
第十三章细胞质遗传
细胞质遗传的特点
第十三章细胞质遗传
第二节 母性影响与基因组印记
母性影响和基因组印记这两种遗传现象和细胞质遗传很相似， 但属于细胞核遗传，需要加以区别。
紫茉莉中花斑 植株：着生绿色、 白色和花斑三种枝 条，且白色和绿色 组织间有明显的界 限。
第十三章细胞质遗传
Carl Correns
第十三章细胞质遗传
杂种植株所表现的性状完全由母本枝条所决定，与提供花
粉的父本枝条无关。∴控制紫茉莉花斑性状的遗传物质是通
过母本传递的。
第十三章细胞质遗传
概念：由细胞核以外其它任何细胞成分引起的遗传现象都称为细 胞质遗传（核外遗传、非染色体遗传）。
第十三章细胞质遗传
基因组印记是由于DNA结构的修饰导致基因表达的沉默，如 DNA甲基化，组蛋白乙酰化等。受精前来自父方和母方的等位 基因具有不同的甲基化模式是导致基因亲缘性差异表达的主要 原因。基因组印记过程是在配子形成时就已开始，使个体表现 出上代遗传下来的基因组印记的效应。但当该个体产生自身的 配子时，来自父方和母方的印记将全部被消除，然后再重新打 上自身的基因组印记。
F3右旋：左旋=3：第1十三章细胞F质3遗右传 旋：左旋=3：1
不按自己的基因型发 育，而是按母本的基因 型（不是表型）发育。 自己的基因型推迟一代 表现
椎实螺螺壳的方向取
决于最初两次卵裂中纺锤 体的方向，而纺锤体的方 向又是由母体基因通过作 用于正在发育的卵细胞决 定的，所以子代螺壳旋转 方向取决于母体的基因型， 而不是本身的基因型。
基因组印记是表观遗传变异的一种。即DNA序列未变化而表 型发生可遗传变化的现象。
第十三章细胞质遗传
第三节 叶绿体和线粒体遗传
❖叶绿体遗传
1.叶绿体遗传的表现
紫茉莉的花斑叶色遗传中，杂种植株 的表型完全取决于母本枝条的表型，与提 供花粉的枝条无关，而叶色是和叶绿体中 叶绿素的形成有关。
花斑枝条：
绿细胞中含有正常的绿色质体(叶绿
第十三章细胞质遗传
①母本是正常绿色，父本是条斑，呈现典型的孟德尔比例。
（引自石春海等，2007）
第十三章细胞质遗传
细胞质遗传的特点
1.正反交结果不同，F1通常只表现母本的性状。 2.连续回交不会导致母本细胞质基因及其所控制的性状消失。 杂种与父本连续回交，回交后代仍表现母本性状。 3.分离世代不发生性状分离 4.不遵循孟德尔遗传规律
第十三章细胞质遗传
卵细胞：有细胞核、大量的细胞质和细胞器。 ∴能为子代提供核基因和全部或绝大部分胞质基因。