核外遗传医学宣教课件

1、第一节 母性影响一、短暂的母性影响 1.麦蛾肤色的遗传野生型A 产生犬尿素突变型a 不产生犬尿素 A- aa幼虫肤色 有色 无色成虫眼色 褐眼 红眼P AA aaF1 Aa幼虫肤色:有色成虫眼色:褐色F1 Aa aa Aaaa Aa aa Aa aa幼虫肤色: 有色 无色 有色 有色成虫眼色: 褐眼 红眼 褐眼 红眼第一节 母性影响一、短暂的母性影响 1.麦蛾肤色的遗传野2.结果的解释1）母本核基因产物存在于卵的细胞质中;2）受精时，精卵细胞提供的细胞质的量是不一样的，受精卵的细胞质几乎全由母方提供;3）当细胞质中的犬尿素用完后，即表现自身基因型性状.二、持久的母性影响1.椎实螺螺口方向遗传P

2、 DDdd P ddDD F1 Dd（右）F1 Dd（左）F2 DD Dd dd (右) F2 DD Dd dd (右) F3 右 右 左F3 右 右 左3 右 ：1左3右：1左D-:右旋dd:左旋2.结果的解释二、持久的母性影响1.椎实螺螺口方向遗传P 核外遗传医学宣教课件 3）子代表现母亲基因型(细胞核)的性状 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。2 特点 1）正反交F1表型不一样； 2）F3才表现F2代核基因型的性状分离比（3：1属于孟德尔核遗传）； 三、母性影响的概念和遗传的特点

3、 3）子代表现母亲基因型(细胞核)的性状 3 母性影响的原因 由于母本核基因的产物存在于卵的细胞质中，对子代表型产生的一种预定作用。（母本核基因的前定作用） 3 母性影响的原因第二节 核外遗传的性质与特点一、细胞质遗传的概念 指位于细胞核或类核体以外的遗传物质所控制性状的遗传现象（extranuclear inheritance）二、细胞质遗传的实例 1 高等植物叶绿体的遗传1）紫茉莉质体的遗传 紫茉莉枝条颜色遗传的杂交实验 1909年 Correns C. 2) 特点：正反交结果不表现经典的遗传学规律； 杂交子代的颜色子代表型与父本无关，而与母本表型一样 3) 解释：控制性状的基因位于胞质中

4、，杂交后代的胞质几乎全来自母本。第二节 核外遗传的性质与特点一、细胞质遗传的概念二、细胞质 2 真菌异核体实验 2 真菌异核体实验第三节 细胞内敏感性物质的遗传一、草履虫放毒型的遗传1943 Sonnjeborn T .M.草履虫卡巴粒（ Particle）的遗传 草履虫有一个大的营养核(2n)和两个小的生殖核(2n)，其生殖方式： 1)无性生殖： 2)有性生殖: A. 自体受精：同一个体，大核(2n)消失，两个小核(2n)各自减数分裂(4+4=8)，后留下一个小核(8-7，n)；小核有丝分裂一次后合并(nn+n2n)，再分裂成大核(2n)和两个小核(2n)。 第三节 细胞内敏感性物质的遗传一

5、、草履虫放毒型的遗传1943核外遗传医学宣教课件B. 接合生殖：两虫体结合，大核(2n)消失，两个小核(2n)减数分裂保留一个(8-7，n), 有丝分裂(n+n)然后两个虫体彼此交换一个核.B. 接合生殖：两虫体结合，大核(2n)消失，两个小核(2n 短暂结接合：小核交换，胞质不交换，虫体分开，各形成一个2n核； 较长时间接合：小核和胞质均交换，虫体分开，各形成一个2n核。 *放毒型的遗传既取决于细胞质里的粒，又受核基因K的控制。 粒：由双层膜包裹，含DNA, RNA和酶系的小颗粒，为共生的放毒型细菌。 短暂结接合：小核交换，胞质不交换核外遗传医学宣教课件二、果蝇的感染性遗传 1.CO2敏感遗

6、传 果蝇： CO2抗性： CO2敏感 原因: 胞质中的 颗粒，为感染性因子，可改变雌体对CO2的敏感性，并通过雌体遗传。 2.性比失调：雄性比例极低，甚至缺失，由胞质中螺旋体所引起，只传给雌体而不传给雄体雄体早亡。 二、果蝇的感染性遗传第四节 线粒体的遗传方式及其分子基础一、酵母的小菌落突变 在自发或者诱发条件下，可产生小菌落缺少细胞色素氧化酶；小菌落（交配型A）与正常酵母（交配型a）杂交，合子（Aa）减数分裂产生的4个子囊孢子小菌落消失。解释：1.小菌落的形成是由于线粒体基因突变，不能表达正常的与呼吸作用有关的酶，呼吸受阻，菌落生长缓慢； 2.当小菌落与正常的酵母杂交时，胞质融合，线粒体均复

7、制，并随机分配到子囊孢子中，每个子囊菌都获得正常的线粒体，小菌落消失。第四节 线粒体的遗传方式及其分子基础一、酵母的小菌落突变 二、线粒体基因组1. 线粒体基因组的一般性质 1)多为环状双链DNA，极少数为线状DNA(eg.四膜虫); 2)各物种线粒体DNA的大小不一；植物的比动物的大 3)一个细胞内有多个线粒体，一个线粒体内有多个mtDNA分子； 4)无重复的核苷酸序列，有短的多聚核苷酸序列； 二、线粒体基因组1. 线粒体基因组的一般性质5）动物的mtDNA分子热稳定性不均一； 6)mtDNA的复制有 型、D环、等形式的半保留复制形式； 7)mtDNA的复制与核DNA的复制相对独立； 8)m

8、tDNA含编码与呼吸作用相关的酶和蛋白质基因： 如 Cytaa3、Cytb-c1、ATPase、内膜蛋白以及抗生素抗性基因等。5）动物的mtDNA分子热稳定性不均一；2. 线粒体的遗传表达和控制系统 （1）线粒体具有半自主性： mtDNA含有能够编码一部分自身的蛋白质、rRNA、tRNA等的基因； 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； 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。 （2）线粒体活动受核和线粒体两套系统共同控制。 2. 线粒体的遗传表达和控制系统 核外遗传医学宣教课件核外遗传医学宣教

9、课件核外遗传医学宣教课件三、酵母线粒体基因组的物理图谱及特点 84Kb长26m的环状双链DNA; 基因之间有大段非编码序列如. 两个rDNA之间有25kb非编码区; 某些基因具有内含子CO1、Cytb亚基基因; 内含子具Ribozyme活性； 内含子具有“随意性”品系之间存在差别三、酵母线粒体基因组的物理图谱及特点 84核外遗传医学宣教课件电镜下的mt DNA电镜下的mt DNA 四、人类线粒体基因组的结构及其特点 A. 结构：16,569bp的cccDNA, 能够编码13个蛋白质、2个rRNA和22个tRNA: mRNA: cytb、CO(3个)、ATPase(2个)、NADH脱氢酶系（7）

10、 rRNA: 16S和12S tRNA: 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 四、人类线粒体基因组的结构及其特点核外遗传医学宣教课件B. 特点：基因组结构小、基因排列紧密，无内含子和极少调节序列；22个tRNA用于蛋白质的合成充分体现密码子的兼并性；基因组中4个密码子不同于核基因组的密码子。对称转录每条DNA各一个启动子，完全转录。基因转录产物mRNA无5-“帽”结构。B. 特点：五、高等植物的线粒体基因组 线状和环状DNA的复杂集合体 编码mRNA、rRNA（3个）和tRNA eg.蛋白质：Cytaa3 (3大亚基); ATPase(4亚基); Rib

11、(小亚基)等。 DNA结构复杂混杂DNA(源于ctDNA 和核DNA, 如源于 Rubisco大亚基基因) 基因多数独立转录，少数共转录。 五、高等植物的线粒体基因组第五节 叶绿体遗传及其分子基础一、衣藻的叶绿体遗传 衣藻营养细胞1个核、1个叶绿体、20多个线粒体，可进行无性繁殖和融合生殖（配子提供相等的内含物）。某些光合基因和抗性基因表现为母性遗传。 交配型： ：mt+ ： mt - P mt + (smR) + mt (smS ) mt + (smS ) + mt - (smR) F1 smR (99%) smS 原因： mt + 亲本的叶绿体保留； mt + 亲本中的限制修饰酶系统使mt

12、 中的叶绿体DNA降解。第五节 叶绿体遗传及其分子基础一、衣藻的叶绿体遗传二、叶绿体遗传的分子基础 1. 叶绿体基因组 的特点 120-217Kb的cccDNA，一个叶绿体含一至几十个DNA分子; ctDNA无5-甲基胞嘧啶； 有两个反向重复序列（rDNA区）变性出现发卡结构； 具有相对独立的基因复制、表达和调节系统。 部分基因有内含子：例. Rubisco大亚基9个内含子。 二、叶绿体遗传的分子基础 1. 叶绿体基因组 的特点2. 叶绿体DNA的物理图谱及基因定位 (1) 4.5S、5S、16S、23SrDNA(分布在反向重复序列区); (2) 30多个tRNA编码序列4个在反向重复区，其中

13、2个在16S和23S rDNA之间、其余分散分布； (3)mRNA: 核糖体蛋白（1/3，20）、Rubisco大亚基、PSI和PSII（部分）、ATPase、RNA多聚酶（部分）、电子传递蛋白等。2. 叶绿体DNA的物理图谱及基因定位三、叶绿体遗传系统及其与核遗传系统的关系关于玉米的埃型条斑遗传 埃型条斑（striped iojap）：基因(ij)位于核内，控制叶绿体的性状，（ij/ji）为白化（死亡）或绿白条斑，（+/+）植株正常。 埃型条斑形成后，可以通过母本（ij/ji ）可以传递给下一代，与子代ij基因无关，说明：叶绿体遗传的自主性。 三、叶绿体遗传系统及其与核遗传系统的关系关于玉米

14、的埃型条斑遗叶绿体的半自主性 叶绿体中的蛋白质分三类由ctDNA编码的蛋白： eg. PS中的P700 Chla蛋白；由核基因编码的蛋白： eg. PS中的Chla/b蛋白；由核和线粒体基因共同编码的的蛋白：eg. Rubisco的大亚基由ctDNA编码；而小亚基由核基因编码，在胞质中被翻译后，经导肽运送至叶绿体。 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核外遗传医学宣教课件第六节 核外遗传与植物雄性不育性一、植物的雄性不育性 雄性不育(male sterility)：由于花粉不能正常发育，不能与卵细胞受精形成合子，产生子代个体的遗传学现象。 1）核不育性由核基因引起雄性不育。多

15、发生在减数分裂过程，不能形成正常花粉，为隐性基因（ms）控制，(ms/sm)表现不育，不育基因依靠杂合体保持，杂合体后代呈简单的Mendel分离比，不能使后代全部不育，使其应用受到限制。 第六节 核外遗传与植物雄性不育性一、植物的雄性不育性2）质-核不育性由细胞质和核共同控制的雄性不育类型。多发生在减数分裂后小孢子形成期，由不育的细胞质基因（S）和对应的核基因（纯合 rf/rf）决定。 S, rf/rf雄性不育；S, Rf/Rf可育；N, rf/rf可育雄性不育系：由于花粉败育，自交不能产生后代的品系（S, rf/rf）。雄性不育保持系: 与雄性不育系（）杂交，产生雄性不育的后代，但自交可育，并且自交后代能够维持原有性状的品系（N, rf/rf）。雄性不育恢复系: 自交正常，并且与雄性不育系（ ）杂交，产生能够正常开花结实的后代，使之育性得以恢复的