文稿分析第九章

1、第九章第九章 细胞质遗传细胞质遗传（细胞质遗传的概念细胞质遗传的概念）第一节第一节 细胞质遗传的主要特点和细胞质遗传的主要特点和遗传机制遗传机制第二节第二节 细胞质基因和细胞核基因细胞质基因和细胞核基因的关系的关系细胞质遗传的概念细胞质遗传的概念n核遗传核遗传：染色体基因组所控制的遗传现象：染色体基因组所控制的遗传现象和遗传规律。和遗传规律。n细胞质遗传细胞质遗传：由细胞质基因所决定的遗传：由细胞质基因所决定的遗传现象和遗传规律，有时也称为现象和遗传规律，有时也称为核外遗传或核外遗传或母性遗传。母性遗传。第一节第一节 细胞质遗传的主要特点细胞质遗传的主要特点和遗传机制和遗传机制一、细胞质遗传的

2、实例一、细胞质遗传的实例 二、细胞质遗传的特性二、细胞质遗传的特性三、三、细胞质遗传的机制细胞质遗传的机制四、细胞质遗传的物质基础四、细胞质遗传的物质基础 1紫茉莉的遗传紫茉莉的遗传( (1909，Carl Corrans) )1紫茉莉的遗传紫茉莉的遗传( (1909，Carl Corrans) ) 母本叶母本叶后代后代父本叶父本叶白色白色白色白色白色白色白色白色白色白色绿色绿色绿色绿色绿色绿色绿色绿色绿色绿色绿绿白白斑斑绿绿白白斑斑绿绿白白斑斑绿绿白白斑斑绿绿白白斑斑白色白色绿色绿色?2. 链孢霉的线粒体遗传链孢霉的线粒体遗传n表示提供原子囊果的类型，表示提供原子囊果的类型，A+为野生型，为

3、野生型，A-为生为生长缓慢突变型。长缓慢突变型。nA+A-A+nA-A+A-n研究证明研究证明:突变体的线粒体结构和功能都不正常，突变体的线粒体结构和功能都不正常，细细胞色素氧化酶的活性发生了变化，氧化作用降低了。胞色素氧化酶的活性发生了变化，氧化作用降低了。3.柳叶蕨的遗传柳叶蕨的遗传黄花柳叶蕨黄花柳叶蕨A、刚毛柳叶蕨、刚毛柳叶蕨B 黄花黄花AB AB1 （AB1某些性状与黄花母本相同）某些性状与黄花母本相同） AB2 （相同性状仍与母本相同）（相同性状仍与母本相同） 25代代 AB25 （相同性状仍与母本相同）（相同性状仍与母本相同） 反之，刚毛柳叶蕨为母本与黄花柳叶蕨杂交，反之，刚毛柳叶

4、蕨为母本与黄花柳叶蕨杂交，BA25某些某些性状总象性状总象B。 ?连续回交及其遗传效应连续回交及其遗传效应二、细胞质遗传的特性二、细胞质遗传的特性后代的表型象母亲（后代的表型象母亲（又叫母系遗传，偏母又叫母系遗传，偏母遗传遗传） ；正交和反交后代的表型不同。；正交和反交后代的表型不同。不遵循孟德尔遗传，后代不出现一定的比不遵循孟德尔遗传，后代不出现一定的比例例(非孟德尔式遗传非孟德尔式遗传)。代表两种细胞核代表两种细胞核代表两种质体代表两种质体代表两种线粒体代表两种线粒体P配子配子F1精卵结合精卵结合三、细胞质遗传的机制三、细胞质遗传的机制1. 精卵结合形成的合子由父母双亲所提供的精卵结合形成

5、的合子由父母双亲所提供的遗传物质不均等。遗传物质不均等。在受精卵的原生质体中，在受精卵的原生质体中，核来自于父母双方，核来自于父母双方，而细胞质却几乎完全而细胞质却几乎完全来自其母亲来自其母亲（精子受精时胞质很少甚至不（精子受精时胞质很少甚至不能进入卵细胞中）。能进入卵细胞中）。紫茉莉的遗传紫茉莉的遗传 n绿叶、白叶和绿白斑绿叶、白叶和绿白斑叶叶绿白斑绿白斑 白白绿绿绿白斑绿白斑白白绿绿绿白斑绿白斑？母本不同颜色的母本不同颜色的叶绿体叶绿体传递时随机分配传递时随机分配 白白绿绿绿白斑绿白斑 为何由同一受精卵发育来的植株同时表现为何由同一受精卵发育来的植株同时表现为绿色、白色、为绿色、白色、绿白

6、斑绿白斑色枝条呢？色枝条呢？ 受精卵有丝分裂时，细胞质随机分配受精卵有丝分裂时，细胞质随机分配三、细胞质遗传的机制三、细胞质遗传的机制2. 在细胞分裂过程中，细胞质基因呈现不均等在细胞分裂过程中，细胞质基因呈现不均等分配，因此细胞质遗传不遵循孟德尔定律。分配，因此细胞质遗传不遵循孟德尔定律。四、四、 细胞质遗传的物质基础细胞质遗传的物质基础线粒体基因组线粒体基因组（mtDNA）叶绿体基因组叶绿体基因组 （ctDNA ,CpDNA）细胞细胞共生体共生体基因组基因组（草履虫中的卡巴粒）（草履虫中的卡巴粒）细菌细菌质粒质粒基因组基因组（F因子）因子）非细胞器非细胞器基因组基因组细胞器细胞器基因组基因

7、组细细胞胞质质基基因因组组n人线粒体基因组全长人线粒体基因组全长16,569bp，不与组蛋不与组蛋白结合，白结合，呈裸露双链呈裸露双链闭合环状分子。闭合环状分子。n据其转录产物在据其转录产物在CsCl中密度的不同中密度的不同分为重分为重链和轻链，外环含链和轻链，外环含G较多，称重链较多，称重链(H链链)，内环含内环含C较多，称轻较多，称轻链链(L链链) 。叶绿体基因组叶绿体基因组156kb156kb第二节第二节 细胞质基因和细胞核基因细胞质基因和细胞核基因的关系的关系一、一、 核质协同作用核质协同作用二、二、 母性影响母性影响三、三、 禾谷类作物的雄性不育禾谷类作物的雄性不育 一、一、 核质协

8、同作用核质协同作用?一、一、 核质协同作用核质协同作用n草履虫的放毒遗传草履虫的放毒遗传n草履虫（草履虫（1大核大核2小核）小核）n草履虫的生殖草履虫的生殖n无性生殖无性生殖n有性生殖有性生殖n自体受精自体受精n异体接合异体接合n草履虫的放毒型与敏感型草履虫的放毒型与敏感型n草履虫放毒型与敏感型的接合草履虫放毒型与敏感型的接合草履虫的自体受精草履虫的自体受精自体受精后新形成的二倍体均为纯合体自体受精后新形成的二倍体均为纯合体草履虫的异体接合草履虫的异体接合接合生殖遵循孟德尔规律接合生殖遵循孟德尔规律草履虫的放毒型与敏感型草履虫的放毒型与敏感型n有一种草履虫能产生毒素，能抑制或杀死其它某有一种草

9、履虫能产生毒素，能抑制或杀死其它某些品系。这种品系为放毒品系，对毒素敏感的为些品系。这种品系为放毒品系，对毒素敏感的为敏感品系。敏感品系。n放毒型细胞质中存在放毒型细胞质中存在卡巴粒卡巴粒（直径（直径0.2m，外有，外有双层膜，内含双层膜，内含DNA、RNA、蛋白质、脂类），产、蛋白质、脂类），产生草履虫毒素。生草履虫毒素。卡巴粒因子的存活增殖需要核基卡巴粒因子的存活增殖需要核基因因K，而隐性基因，而隐性基因k不能维持卡巴粒因子的存活增不能维持卡巴粒因子的存活增殖。因此永久地放毒素需两种因子存在。殖。因此永久地放毒素需两种因子存在。 草履虫的放毒型与敏感型草履虫的放毒型与敏感型放毒型放毒型KK

10、+卡巴粒卡巴粒（永久）（永久）Kk+卡巴粒卡巴粒（永久）（永久）kk+卡巴粒卡巴粒（短暂）（短暂）敏感型敏感型KKKkkk草履虫放毒型与敏感型的接合草履虫放毒型与敏感型的接合接合时间短：不交换细胞质接合时间短：不交换细胞质接合时间长：交换细胞质接合时间长：交换细胞质放毒型：放毒型：25%放毒型：放毒型：50%思考思考nKK(卡巴粒）与卡巴粒）与Kk敏感型长时间接合，并敏感型长时间接合，并自体受精自体受精5-8代后敏感型的比例有多少？代后敏感型的比例有多少？25%二、二、 母性影响母性影响 定义定义：指子代的表型受：指子代的表型受母本核基因型母本核基因型的影的影响而和母亲表型相似的现象。响而和母

11、亲表型相似的现象。 分类：分类： 短暂的母性影响短暂的母性影响：仅影响到后代的幼龄时：仅影响到后代的幼龄时期，对后代的成体无影响。期，对后代的成体无影响。 持久母性影响持久母性影响：影响后代的成体。：影响后代的成体。短暂的母性影响短暂的母性影响如：麦粉蛾如：麦粉蛾 野生型野生型体内能合成犬尿素，进一步可形成色体内能合成犬尿素，进一步可形成色素，使幼虫皮肤为素，使幼虫皮肤为有色有色，成虫复眼为，成虫复眼为褐色褐色； 突变突变型不能把前体物合成犬尿素，不能形成型不能把前体物合成犬尿素，不能形成色素，使幼虫皮肤色素，使幼虫皮肤无色无色，成虫复眼为，成虫复眼为红色红色。n野生型个体野生型个体AA与突变

12、型个体进行正反交，与突变型个体进行正反交，F1Aa幼虫都有色，让幼虫都有色，让F1 Aa与隐性突变体测与隐性突变体测交，结果如下：交，结果如下：?持久母性影响持久母性影响如：椎实螺如：椎实螺外壳螺旋方向有左旋（逆时针）和右旋（顺时针）两种。由外壳螺旋方向有左旋（逆时针）和右旋（顺时针）两种。由一对等位基因控制。一对等位基因控制。D（右旋）对（右旋）对d（左旋）显性。（左旋）显性。 ？不管正交还是反交，都推迟一代（不管正交还是反交，都推迟一代（F3）进行分离。）进行分离。持久母性影响持久母性影响n解释：解释：研究发现椎实螺外壳旋转方向是由受精卵分裂时研究发现椎实螺外壳旋转方向是由受精卵分裂时纺锤

13、纺锤体分裂方向体分裂方向决定的，并由受精前的母体基因型决定。决定的，并由受精前的母体基因型决定。 左旋左旋受精卵纺锤体向中线受精卵纺锤体向中线左侧左侧分裂；分裂； 右旋右旋受精卵纺锤体向中线受精卵纺锤体向中线右侧右侧分裂。分裂。母体基因型母体基因型受精卵受精卵纺锤体分裂方向纺锤体分裂方向椎实螺外壳旋转方向椎实螺外壳旋转方向思考思考n母性影响和母性遗传（细胞质遗传）是母性影响和母性遗传（细胞质遗传）是一个概念吗？一个概念吗？n母性影响是指子代的表型受母本核基因型的母性影响是指子代的表型受母本核基因型的影响而和母亲表型相似的现象，从本质上讲影响而和母亲表型相似的现象，从本质上讲是核遗传，而母性遗传

14、是细胞质遗传。是核遗传，而母性遗传是细胞质遗传。 三、三、 禾谷类作物的雄性不育禾谷类作物的雄性不育 1. ：植物的雄蕊发育不正常，不：植物的雄蕊发育不正常，不能产生正常的花粉；雌蕊正常，可以接受外能产生正常的花粉；雌蕊正常，可以接受外来花粉而结实。只可作为母本接受花粉，不来花粉而结实。只可作为母本接受花粉，不可作为父本提供花粉。可作为父本提供花粉。 已在已在4343科、科、162162属、属、320320个种个种以上植物发以上植物发现了雄性不育。现了雄性不育。三、三、 禾谷类作物的雄性不育禾谷类作物的雄性不育 2. 植物雄性不育分为：环境引起的雄性不育，染色体植物雄性不育分为：环境引起的雄性

15、不育，染色体畸变造成的雄性不育和基因突变引起的雄性不育。畸变造成的雄性不育和基因突变引起的雄性不育。 环境引起的雄性不育环境引起的雄性不育 物理杀雄：物理杀雄： 化学杀雄：化学杀雄： 基因控制的雄性不育基因控制的雄性不育 核基因控制的雄性不育核基因控制的雄性不育 细胞质基因控制的雄性不育细胞质基因控制的雄性不育 核质互作控制的雄性不育核质互作控制的雄性不育 核质互作控制的雄性不育核质互作控制的雄性不育RF:可育的核基因，可育的核基因，rf:不育的核基因，不育的核基因，N:可育的细胞质基因，可育的细胞质基因，S:不育的细胞质基因。不育的细胞质基因。 RfRf Rfrf rf rfN可育可育 N(

16、RfRf) N(Rfrf) N(rfrf) 可育可育 可育可育 可育可育 S不育不育 S(RfRf) S(Rfrf) S(rfrf) 可育可育 可育可育 不育不育 三三 系系杂交种杂交种不育系不育系保持系保持系恢复系恢复系S(rfrf)N(rfrf)N(RfRf)S(Rfrf)二区三系育种二区三系育种二区三系育种二区三系育种 S(rfrf)不育系不育系 N(rfrf)保持系保持系S(rfrf) 不育不育 S(rfrf)不育系不育系 N(RfRf)恢复系恢复系S(Rfrf) 可育可育保种区保种区制种区制种区2. 水稻专家水稻专家袁隆平袁隆平练习练习n基因型为基因型为Dd的椎实螺自交，其子代的基因

17、的椎实螺自交，其子代的基因型和表型如何？若这个子代自交，它们下型和表型如何？若这个子代自交，它们下一代的表型如何？开始做实验的椎实螺表一代的表型如何？开始做实验的椎实螺表型是怎样的？型是怎样的？本章要点本章要点n细胞质遗传的特性细胞质遗传的特性n细胞质遗传的机制细胞质遗传的机制n玉米埃型条斑的遗传玉米埃型条斑的遗传 n草履虫的放毒遗传草履虫的放毒遗传n椎实螺外壳旋转方向的遗传椎实螺外壳旋转方向的遗传n禾谷类作物的雄性不育禾谷类作物的雄性不育机制和二区三系育机制和二区三系育种种名词解释名词解释n细胞质遗传细胞质遗传n母性影响母性影响n植物雄性不育植物雄性不育 习题习题P310 1、3、611判断某一生物性状的遗传方式