第十一章 细胞质遗传与母性影响
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紫茉莉花斑性状的遗传
早在1908年，孟德尔定律的重新发现 者之一Correns就曾报道过不符合孟德尔定 律的遗传现象。他发现紫茉莉中有一种花 斑植株，着生纯绿色、白色和花斑三种枝 条。
整理版
25
紫茉莉花斑性状的遗传
接受花粉枝条 提供花粉枝条 杂种植株表现
白色
白色
白色
绿色
白色
花斑
wk.baidu.com白色
绿色
白色 绿色 花斑
目前知道这是由于σ因子引起的，
有人认为σ因子是一种病毒，称σ病毒。
整理版
14
3 线粒体(mitochondria)遗传：
线粒体基因组的大小及特征：
1963年发现了线粒体DNA， 为裸露环状（极少数线状）DNA 分子。动物细胞线粒体DNA一般 在14~39kb，但原生动物可达 50kb。植物线粒体DNA比动物 线 粒体DNA大，可达200kb~2500kb。
敏感型纯合子为：kk
整理版
10
刚开始时是
放毒型， 5~8代后变 为敏感型
整理版
11
草履虫素是κ颗粒产生的，但κ颗粒的存在有赖 于核基因K的存在，kk + κ(卡巴粒)是不稳定的，5~8
代后κ(卡巴粒)颗粒会丢失。
κ (卡巴粒)颗粒是草履虫的内共生细菌，是一
种杆菌。在放毒型的细胞中有两种κ颗粒——不透明 的N体和透明的B体。N体经一定条件的诱导可转变 为B体，B体可放毒。事实上N体是一种含溶源化噬 菌体的细菌，经诱导以后产生噬菌体，有毒的物质 是噬菌体产生的。
P IjIj♀ ijij♂
绿色
条纹
F1
Ijij 全部绿色
F2 IjIj Ijij ijij
3 绿︰1 白条
整理版
28
P ijij ♀ IjIj ♂
条纹
绿色
F1 Ijij Ijij Ijij
绿条白
条♀ Ijij IjIj绿♂
IjIj IjIj IjIj Ijij Ijij Ijij
绿条 白绿条白
--半自主细胞器。整理版
21
整理版
22
控制区
tRNA基因
整理版
23
4 叶绿体（chloroplast)遗传
叶绿体基因组的大小及特征：
与线粒体DNA的结构相似，叶绿体DNA也是 双链环状DNA分子。其大小在120~217kb之间。 一个叶绿体通常含有10~30个DNA分子。
整理版
24
叶绿体遗传的表现
trp
AGA AGG arg stop
arg
整理版
leu
met trp ser
20
线粒体的核质共同控制：
由于线粒体的DNA分子较小，
所以能编码的遗传信息量有限，如
人的线粒体基因组共编码13个
mRNA，2个rRNA及22个tRNA，总
共只有37个基因。因此线粒体的蛋
白质更多的是由核基因编码的，是
一个典型的核质共同控制的细胞器-
整理版
12
• 这是一个典型的草履虫-细菌-噬菌体的共生
体系。这种通过感染而获得可遗传性状的 现象称为遗传感染。
•
草履虫除κ颗粒外，还有σ颗粒、λ颗
粒等。
整理版
13
2 果蝇的CO2敏感型：
敏感型♀ x 野生型♂ 敏感型 敏感型 ♂ x 野生型 ♀ 极少数敏感型
极少数敏感型是由于精子带有极少 的细胞质。
第八章 细胞质遗传与母性影响
整理版
1
一 细胞质遗传
遗传学上将真核细胞核内染色体和相 当于核内染色体的细菌基因组（俗称 染色体）所携带基因的遗传称为核遗 传，将细胞质内基因的遗传称为细胞 质遗传（cytoplasmic inheritance）。
整理版
2
细胞质遗传也称核外遗传、染 色体外遗传、非染色体遗传，由于 控制性状的遗传因子在细胞质内而 不在细胞核内，因此它的遗传行为 不符合孟德尔式遗传。
绿色 绿色 绿色
花斑
白色 绿色 花 斑 整理版
白色、绿色、花斑 白色、绿色、花斑 白色、绿色、花斑26
图 紫茉 莉花斑的 叶绿体遗 传模型 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
整理版
27
玉米叶片埃形条纹的遗传
1943年，Rhoades报道玉米的 第7染色体上有一个控制白色 条纹的基因(ij)
整理版
15
线粒体的起源
• 内共生假说: • 1970，Margulis，真核细
胞祖先是种吞噬细胞；线 粒体祖先是种革兰氏阴性 菌。前者吞后者 • 细胞分化假说: • 原始的原核细胞质膜内陷 包被DNA，然后再分化形 成独立的细胞器。
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16
质基因和核基因的关系:
• 1. 核基因在遗传中起主导作用； • 2. 质基因在某些性状上起主导作用，但也
整理版
3
• 由于卵子中细胞质含量 较多,而精子细胞质含量极少， 所以子代的细胞质主要来自 于母本，因此核外遗传的特 征是：子代获得母本的基因 而表现为与母本相同的性状， 不出现分离比----母系遗传。
整理版
4
细胞质遗传的特点:
1. 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。
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6
整理版
7
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8
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9
某些品系的草履虫能产生所谓的草履虫 素，称放毒型；草履虫素会杀死不放毒的 草履虫（敏感型）。
草履虫的放毒型既与细胞质有关，也与 细胞核有关。
即必须同时存在：细胞质因子卡巴粒(κ 颗粒)及细胞核因子K基因才能保持稳定的 放毒性状。
放毒型纯合子为：KK + κ(卡巴粒)
2. 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(轮回亲本化)。
3. 由附加体或共生体决定性状，其表现 往往类似病毒的转导或感染。
整理版
5
1 草履虫的放毒型：
草履虫细胞内有大核和小核 大核主管营养，小核主管遗传。
草履虫有两种生殖方式，无
性生殖（裂殖）及有性生殖（接 合生殖和自体受精）。
整理版
19
线粒体基因组的遗传密码：
线粒体有独立的蛋白质翻译系统，其核糖体大 小也与原核生物相似。1979年发现线粒体遗传密码与 通用密码有些不同。表现出遗传密码的不通用性。
密码子
核基因 人类
线粒体基因
酵母
果蝇
CUU CUC leu leu
thr
CUA CUG
AUA
ile
met
met
UGA
stop
trp
受核基因调节； • 3. 细胞质基因更常见的是对核遗传起弥补
或后备作用，质基因只具半独立性遗传系 统。
整理版
17
核质DNA比较
整理版
18
• 线粒体基因组结构更象原核生物的基因组 结构而与真核基因组有比较大的区别，如 基因排列紧密、裸露、闭合环状等。
•
一个线粒体有1~几个DNA分子，人线
粒体有2~3个。
早在1908年，孟德尔定律的重新发现 者之一Correns就曾报道过不符合孟德尔定 律的遗传现象。他发现紫茉莉中有一种花 斑植株，着生纯绿色、白色和花斑三种枝 条。
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紫茉莉花斑性状的遗传
接受花粉枝条 提供花粉枝条 杂种植株表现
白色
白色
白色
绿色
白色
花斑
wk.baidu.com白色
绿色
白色 绿色 花斑
目前知道这是由于σ因子引起的，
有人认为σ因子是一种病毒，称σ病毒。
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3 线粒体(mitochondria)遗传：
线粒体基因组的大小及特征：
1963年发现了线粒体DNA， 为裸露环状（极少数线状）DNA 分子。动物细胞线粒体DNA一般 在14~39kb，但原生动物可达 50kb。植物线粒体DNA比动物 线 粒体DNA大，可达200kb~2500kb。
敏感型纯合子为：kk
整理版
10
刚开始时是
放毒型， 5~8代后变 为敏感型
整理版
11
草履虫素是κ颗粒产生的，但κ颗粒的存在有赖 于核基因K的存在，kk + κ(卡巴粒)是不稳定的，5~8
代后κ(卡巴粒)颗粒会丢失。
κ (卡巴粒)颗粒是草履虫的内共生细菌，是一
种杆菌。在放毒型的细胞中有两种κ颗粒——不透明 的N体和透明的B体。N体经一定条件的诱导可转变 为B体，B体可放毒。事实上N体是一种含溶源化噬 菌体的细菌，经诱导以后产生噬菌体，有毒的物质 是噬菌体产生的。
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
条♀ Ijij IjIj绿♂
IjIj IjIj IjIj Ijij Ijij Ijij
绿条 白绿条白
--半自主细胞器。整理版
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整理版
22
控制区
tRNA基因
整理版
23
4 叶绿体（chloroplast)遗传
叶绿体基因组的大小及特征：
与线粒体DNA的结构相似，叶绿体DNA也是 双链环状DNA分子。其大小在120~217kb之间。 一个叶绿体通常含有10~30个DNA分子。
整理版
24
叶绿体遗传的表现
trp
AGA AGG arg stop
arg
整理版
leu
met trp ser
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线粒体的核质共同控制：
由于线粒体的DNA分子较小，
所以能编码的遗传信息量有限，如
人的线粒体基因组共编码13个
mRNA，2个rRNA及22个tRNA，总
共只有37个基因。因此线粒体的蛋
白质更多的是由核基因编码的，是
一个典型的核质共同控制的细胞器-
整理版
12
• 这是一个典型的草履虫-细菌-噬菌体的共生
体系。这种通过感染而获得可遗传性状的 现象称为遗传感染。
•
草履虫除κ颗粒外，还有σ颗粒、λ颗
粒等。
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2 果蝇的CO2敏感型：
敏感型♀ x 野生型♂ 敏感型 敏感型 ♂ x 野生型 ♀ 极少数敏感型
极少数敏感型是由于精子带有极少 的细胞质。
第八章 细胞质遗传与母性影响
整理版
1
一 细胞质遗传
遗传学上将真核细胞核内染色体和相 当于核内染色体的细菌基因组（俗称 染色体）所携带基因的遗传称为核遗 传，将细胞质内基因的遗传称为细胞 质遗传（cytoplasmic inheritance）。
整理版
2
细胞质遗传也称核外遗传、染 色体外遗传、非染色体遗传，由于 控制性状的遗传因子在细胞质内而 不在细胞核内，因此它的遗传行为 不符合孟德尔式遗传。
绿色 绿色 绿色
花斑
白色 绿色 花 斑 整理版
白色、绿色、花斑 白色、绿色、花斑 白色、绿色、花斑26
图 紫茉 莉花斑的 叶绿体遗 传模型 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
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玉米叶片埃形条纹的遗传
1943年，Rhoades报道玉米的 第7染色体上有一个控制白色 条纹的基因(ij)
整理版
15
线粒体的起源
• 内共生假说: • 1970，Margulis，真核细
胞祖先是种吞噬细胞；线 粒体祖先是种革兰氏阴性 菌。前者吞后者 • 细胞分化假说: • 原始的原核细胞质膜内陷 包被DNA，然后再分化形 成独立的细胞器。
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质基因和核基因的关系:
• 1. 核基因在遗传中起主导作用； • 2. 质基因在某些性状上起主导作用，但也
整理版
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• 由于卵子中细胞质含量 较多,而精子细胞质含量极少， 所以子代的细胞质主要来自 于母本，因此核外遗传的特 征是：子代获得母本的基因 而表现为与母本相同的性状， 不出现分离比----母系遗传。
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细胞质遗传的特点:
1. 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。
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某些品系的草履虫能产生所谓的草履虫 素，称放毒型；草履虫素会杀死不放毒的 草履虫（敏感型）。
草履虫的放毒型既与细胞质有关，也与 细胞核有关。
即必须同时存在：细胞质因子卡巴粒(κ 颗粒)及细胞核因子K基因才能保持稳定的 放毒性状。
放毒型纯合子为：KK + κ(卡巴粒)
2. 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(轮回亲本化)。
3. 由附加体或共生体决定性状，其表现 往往类似病毒的转导或感染。
整理版
5
1 草履虫的放毒型：
草履虫细胞内有大核和小核 大核主管营养，小核主管遗传。
草履虫有两种生殖方式，无
性生殖（裂殖）及有性生殖（接 合生殖和自体受精）。
整理版
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线粒体基因组的遗传密码：
线粒体有独立的蛋白质翻译系统，其核糖体大 小也与原核生物相似。1979年发现线粒体遗传密码与 通用密码有些不同。表现出遗传密码的不通用性。
密码子
核基因 人类
线粒体基因
酵母
果蝇
CUU CUC leu leu
thr
CUA CUG
AUA
ile
met
met
UGA
stop
trp
受核基因调节； • 3. 细胞质基因更常见的是对核遗传起弥补
或后备作用，质基因只具半独立性遗传系 统。
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核质DNA比较
整理版
18
• 线粒体基因组结构更象原核生物的基因组 结构而与真核基因组有比较大的区别，如 基因排列紧密、裸露、闭合环状等。
•
一个线粒体有1~几个DNA分子，人线
粒体有2~3个。