细胞质遗传PPT课件
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第十一章 细胞质遗传
.
1
本章内容
第一节 细胞质遗传的概念特点 第二节 母性影响 第三节 叶绿体遗传 第四节 线粒体遗传 第五节 共生体和质粒决定的染色
体外遗传 第六节 植物雄性不育的遗传
.
2
第一节 细胞质遗传的概念和特点
一 细胞质遗传 (cytoplasmic inheritance)
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遗传规律,叫做 细胞质遗传；(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)
.
27
二、草履虫放毒型的遗传
结构
大核：多倍体 负责营养
小核：1-2个，二 倍体负责遗传
繁殖方式：无性生殖、有性生殖、自体受精
真核生物有性繁殖过程： ⑴卵细胞：除细胞核外，能为子代提 供核基因和全部或绝大部分胞质基因 ⑵精细胞：只有细胞核，极少或没有 细胞质及细胞器，只能提供其核基因， 基本不提供胞质基因。
.
5
正交
.
反交
6
细胞质遗传的特点：
1. 遗传方式是非孟德尔式的；杂交后
代一般不表现一定比例的分离； 2. 正交和反交的遗传表现不同；F1通
.
8
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
.
9
S+S+ S+S+
㈠、叶绿体DNA的分子特点:
① ct DNA与细菌DNA相似，裸露的DNA；
② 闭合双链的环状结构；
③ 多拷贝：高等植物每叶绿体中有30~60个DNA，
整个细胞约有几千个拷贝；
④ 高等植物ct DNA的碱基成分与核DNA无明显区别，
但单细胞藻类中GC含量较核DNA小；
.
19
㈡、叶绿体基因组的构成
.
P IjIj♀ ijij♂
绿色
条纹
F1
Ijij 全部绿色
F2 IjIj Ijij ijij
3绿：1白条
.
17
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
.
18
二、叶绿体遗传的分子基础
.
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
.
4
二、细胞质遗传的特点
绿色
花斑
花斑
.
15
研究表明 绿叶细胞含正常绿色质体(叶绿体）白
细胞只含白色质体(白色体)绿白组织之间 的交界区域，某些细胞里既有叶绿体，又
有白色体。 植物的这种花斑现象是叶绿体的前体—
—质体变异造成的。 由此可见，决定枝条和叶色的遗传物质是
通过母本传递的。
.
16
2、玉米条纹叶的遗传
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)
.
突变型
24
二、线粒体的分子遗传
(一)线粒体DNA分子特点：
⑴mt DNA没有重复序列；
⑵mt DNA 的浮力密度比较低；
⑶mt DNA的G、C含量比A、T少，如
酵母的GC含量为21%；
⑷mt DNA两条单链的密度不同，分
别为重链(H)和轻链(L)；
⑸ mt DNA非常小，仅为核DNA 十万
分这之一。 .
常只表现母本的性状； 3. 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； 4. 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。
.
7
第二节 母性影响
在核遗传中，正交及反交的子代表型通 常是一样的。但有时正反交的结果并不相同 ，子代的表型受到母本基因型的影响，而和 母本的表型一样。这种由于母本基因型的影 响，而使子代表现母本性状的现象叫做母性 影响，又叫前定作用。
SS S+S
S+S
SS
SS
.
10
SS S+S+
S+S+ S+S
SS S+S
.
11
研究发现椎实螺外 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。
.
12
第三节 叶绿体遗传
一、叶绿体遗传的表现
1、紫茉莉花斑性状的遗传
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。
.
21
2. 高等植物的叶绿体基因组：
①多数高等植物的ct DNA大约为150kbp：烟草 ct DNA为155 844bp、水稻ct DNA为134 525bp。
25
㈡、线粒体基因组的构成： 1981年Kanderson最早测出人的mt DNA
全序列为16569bp。
人、鼠、牛的mtDAN全序列均被测出： 2个rRNA基因；22个tRNA 基因；13个
蛋白质基因等；
.
26
第五节 共生体和质粒决定的染色体外遗传
一（、不共讲生）体的遗传
共生体（symbionts）：不是细胞生 存所必需的组成部分，仅以某种共生 的形式存在于细胞之中，能够自我复 制，或者在核基因组作用下进行复制 ；对寄主表现产生影响，类似细胞质 遗传的效应。
②ctDNA约能编码126个蛋白质：12%序列是专 为叶绿体的组成进行编码
③叶绿体的半自主性有一套完整的复制、转录和 翻译系统，但又与核基因组紧密联系。
.
22
第四节 线粒体遗传
一、线粒体遗传的表现
例:红色面包霉缓慢生
长突变型的遗传
两种接合型均可产生
原子囊果(卵细胞)和 分生孢子(精细胞)。
.
23
无突变型
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，着生纯绿色、白色和花斑三 种枝条。
.
13
花斑植株
.
14
接受花粉的枝条 提供花粉的枝条 杂种植株的表现
白色
白色
白色
绿色
白色
花斑
白色
白色
绿色
Fra Baidu bibliotek
绿色
绿色 花斑
绿色 绿色
白色
白色
花斑
绿色
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本章内容
第一节 细胞质遗传的概念特点 第二节 母性影响 第三节 叶绿体遗传 第四节 线粒体遗传 第五节 共生体和质粒决定的染色
体外遗传 第六节 植物雄性不育的遗传
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2
第一节 细胞质遗传的概念和特点
一 细胞质遗传 (cytoplasmic inheritance)
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遗传规律,叫做 细胞质遗传；(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)
.
27
二、草履虫放毒型的遗传
结构
大核：多倍体 负责营养
小核：1-2个，二 倍体负责遗传
繁殖方式：无性生殖、有性生殖、自体受精
真核生物有性繁殖过程： ⑴卵细胞：除细胞核外，能为子代提 供核基因和全部或绝大部分胞质基因 ⑵精细胞：只有细胞核，极少或没有 细胞质及细胞器，只能提供其核基因， 基本不提供胞质基因。
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正交
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反交
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细胞质遗传的特点：
1. 遗传方式是非孟德尔式的；杂交后
代一般不表现一定比例的分离； 2. 正交和反交的遗传表现不同；F1通
.
8
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
.
9
S+S+ S+S+
㈠、叶绿体DNA的分子特点:
① ct DNA与细菌DNA相似，裸露的DNA；
② 闭合双链的环状结构；
③ 多拷贝：高等植物每叶绿体中有30~60个DNA，
整个细胞约有几千个拷贝；
④ 高等植物ct DNA的碱基成分与核DNA无明显区别，
但单细胞藻类中GC含量较核DNA小；
.
19
㈡、叶绿体基因组的构成
.
P IjIj♀ ijij♂
绿色
条纹
F1
Ijij 全部绿色
F2 IjIj Ijij ijij
3绿：1白条
.
17
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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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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二、细胞质遗传的特点
绿色
花斑
花斑
.
15
研究表明 绿叶细胞含正常绿色质体(叶绿体）白
细胞只含白色质体(白色体)绿白组织之间 的交界区域，某些细胞里既有叶绿体，又
有白色体。 植物的这种花斑现象是叶绿体的前体—
—质体变异造成的。 由此可见，决定枝条和叶色的遗传物质是
通过母本传递的。
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16
2、玉米条纹叶的遗传
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)
.
突变型
24
二、线粒体的分子遗传
(一)线粒体DNA分子特点：
⑴mt DNA没有重复序列；
⑵mt DNA 的浮力密度比较低；
⑶mt DNA的G、C含量比A、T少，如
酵母的GC含量为21%；
⑷mt DNA两条单链的密度不同，分
别为重链(H)和轻链(L)；
⑸ mt DNA非常小，仅为核DNA 十万
分这之一。 .
常只表现母本的性状； 3. 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； 4. 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。
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第二节 母性影响
在核遗传中，正交及反交的子代表型通 常是一样的。但有时正反交的结果并不相同 ，子代的表型受到母本基因型的影响，而和 母本的表型一样。这种由于母本基因型的影 响，而使子代表现母本性状的现象叫做母性 影响，又叫前定作用。
SS S+S
S+S
SS
SS
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10
SS S+S+
S+S+ S+S
SS S+S
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11
研究发现椎实螺外 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。
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12
第三节 叶绿体遗传
一、叶绿体遗传的表现
1、紫茉莉花斑性状的遗传
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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21
2. 高等植物的叶绿体基因组：
①多数高等植物的ct DNA大约为150kbp：烟草 ct DNA为155 844bp、水稻ct DNA为134 525bp。
25
㈡、线粒体基因组的构成： 1981年Kanderson最早测出人的mt DNA
全序列为16569bp。
人、鼠、牛的mtDAN全序列均被测出： 2个rRNA基因；22个tRNA 基因；13个
蛋白质基因等；
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26
第五节 共生体和质粒决定的染色体外遗传
一（、不共讲生）体的遗传
共生体（symbionts）：不是细胞生 存所必需的组成部分，仅以某种共生 的形式存在于细胞之中，能够自我复 制，或者在核基因组作用下进行复制 ；对寄主表现产生影响，类似细胞质 遗传的效应。
②ctDNA约能编码126个蛋白质：12%序列是专 为叶绿体的组成进行编码
③叶绿体的半自主性有一套完整的复制、转录和 翻译系统，但又与核基因组紧密联系。
.
22
第四节 线粒体遗传
一、线粒体遗传的表现
例:红色面包霉缓慢生
长突变型的遗传
两种接合型均可产生
原子囊果(卵细胞)和 分生孢子(精细胞)。
.
23
无突变型
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，着生纯绿色、白色和花斑三 种枝条。
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13
花斑植株
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14
接受花粉的枝条 提供花粉的枝条 杂种植株的表现
白色
白色
白色
绿色
白色
花斑
白色
白色
绿色
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绿色
绿色 花斑
绿色 绿色
白色
白色
花斑
绿色