第十一章 细胞质遗传
第十一章细胞质遗传
下能稳定地遗传下去，经过多次接种移植、 其遗传方式和表现型都不会改变。
②. 试验： 缓慢生长特性只能在通过母本传递给
后代(其核遗传正常，呈1∶1分离)。
③.分析：缓慢生长突变型 在幼嫩培养阶段时无细胞 色素氧化酶，酶是正常代 谢所必需的。
某个体的表现型并不由其自身的基因型直接决定， 而是由母本卵细胞状态决定，母本卵细胞的状态又由 母本的基因型决定。
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 全部为右旋(Ss)
全为左旋(Ss)
↓自体受精
↓自体受精
F2 1SS∶2Ss∶1ss（均右旋） 1SS∶2Ss∶1ss（均右旋）
接受花粉的枝条 提供花粉的枝条 杂种表现
白色
白色
绿色 花斑 白色
白色
绿色
绿色 花斑
绿色
白色
花斑
绿色 花斑
白、绿、 花 斑
结果： 白→白 绿→绿 花斑→白、绿、花斑
枝条和叶色的遗传物质是 通过母本传递的。
原因:
花斑枝条： 绿细胞中含有正常的绿色质体(叶绿体)； 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：某些细胞内既有叶绿体、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。 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
1984年，Lonsdale测出玉米mtDNA： * 含有570kbp； * 并存在多个重复序列（主要有6种）； * rRNA基因、tRNA基因和细胞色素C氧
化酶基因均已定位。
㈢、线粒体遗传信息的复制、转录和翻译系统：
第十一章 细胞质遗传《遗传学》
第十一章细胞质遗传本章习题1、什么叫细胞质遗传？它有哪些特点？试举例说明之。
答：细胞质遗传指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规律，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。
细胞质遗传的特点：⑴. 遗传方式是非孟德尔式的；杂交后一般不表现一定比例的分离。
⑵. 正交和反交的遗传表现不同；F1通常只表现母体的性状，故又称母性遗传。
⑶. 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。
⑷. 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。
举例：罗兹（Rhoades M. M.）报道玉米的第7染色体上有一个控制白色条纹的基因（ij），纯合的ijij植株叶片表现为白色和绿色相间的条纹。
以这种条纹株与正常绿色进行正反杂交，并将F1自交其结果如下：当以绿色株为母本时,F1全部表现正常绿色与非绿色为一对基因的差别,纯合隐性(ijij）个体表现白化或条纹，但以条纹株为母本时，F1却出现正常绿色、条纹和白化三类植株，并且没有一定的比例，如果将F1的条纹株与正常绿色株回交，后代仍然出现比例不定的三类植株，继续用正常绿色株做父本与条纹株回交，直至ij基因被全部取代，仍然没有发现父本对这个性状的影响，可见是叶绿体变异之后的细胞质遗传方式。
2、何谓母性影响？试举例说明它与母性遗传的区别。
答：由于母本基因型的影响，使子代表现母本性状的现象叫做母性影响，又叫前定作用。
母性影响所表现的遗传现象与母性遗传十分相似，但并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，故不属于母性遗传的范畴。
举例：如椎实螺外壳的旋转方向有左旋和右旋，这对相对性状是母性影响。
把这两种椎实螺进行正反交，F1外壳的旋转方向都与各自的母体相似，成为右旋或为左旋，但其F2却都有全部为右旋，到F3世代才出现右旋和左旋的分离。
这是由一对基因差别决定的，右旋（S+）对左旋（S）为显性，某个体的表现型并不由本身的基因型直接决定，而是由母体卵细胞的状态所决定，母本卵细胞的状态又由母本的基因型所决定。
14遗传学第11章-细胞质遗传
§11 细胞质遗传Chapter Eleven Cytoplasmic Inheritance 核遗传（细胞核遗传）指染色体基因组所控制的遗传现象和遗传规律。
细胞质遗传指由细胞质遗传物质引起的遗传现象，又称非染色体遗传、非孟德尔遗传、染色体外遗传、核外遗传、母性遗传等。
细胞质基因组是所有细胞器和细胞质颗粒中遗传物质的统称。
在真核生物的有性过程中：卵细胞有细胞核、大量的细胞质和细胞器，为子代提供核基因和全部或绝大部分的细胞质基因。
精细胞只有细胞核，细胞质或细胞器极少或没有，为子代只能提供核基因，不能或极少提供细胞质基因。
因此，一切受细胞质基因所决定的性状，其遗传信息一般只能通过卵细胞传给子代，而不能通过精细胞遗传给子代。
代表两种细胞核代表两种细胞质代表两种质体A B B A细胞质遗传的特点1 正反交的遗传表现不同2 连续回交母本的性状不消失3 由附加体和共生体决定的性状表现类似病毒的转导或感染§11.1 母性影响§11.2 叶绿体遗传§11.3 线粒体遗传§11.4 植物细胞质雄性不育§11.1 母性影响1 概念正反交的结果不同，子代的表型受母亲细胞核基因型的影响而和母亲表型一样的现象叫母性影响。
2 种类短暂的母性影响：麦粉蛾持久的母性影响：椎实螺短暂的母性影响：麦粉蛾（Ephestia phestia）野生型：幼虫皮肤有色，成虫复眼深褐色（犬尿素）突变型：幼虫皮肤无色，成虫复眼红色（缺乏犬尿素）⏹图13-1持久的母性影响：椎实螺（Limnaea）⏹图11-2椎实螺外壳旋向的遗传椎实螺外壳旋向的遗传受母亲基因型制约正交反交椎实螺的受精卵是螺旋式卵裂，成体外壳的旋向决定于最初两次卵裂中纺锤体的方向。
1、2为第一次卵裂3、4为第二次卵裂1和3是左旋2和4是右旋母性影响与细胞质遗传的区别母性影响性状表现依赖于母方细胞核基因的作用，而这些基因是以经典方式传递的，它的特点是父方的显性基因延迟一代表现和分离。
十一章细胞质遗传
参考 B．Lewin: 《GENES》Ⅵ.1997,Table 24 。3
ctDNA基因组成有以下特点：
（1）基因组由两个IR和一个 SSC及一个 LSC； （2）IRA和IRB 编码相同，方向相反； （3）ctDNA启动子和原核生物的相似，基因产生 单顺反子或多顺反子的mRNA； （4）不同ctDNA基因组成和数目几乎是相同的， 产物多为类囊体的成分或和氧化还原反应有关； （ 5 ）其 tRNA 基因中有内含子，有的位于 D 环上， 此和原核及真核生物核tRNA都不相同； （6）所有叶绿体基因转录的mRNA都由叶绿体核 糖体翻译。
• • •
建立两个隔离区
• 繁殖不育系和保持系的隔离区， • 制杂交种的隔离区。
♀
♂
♀
♂
(S)rfrf
(N)rfrf
(S)rfrf
(N)RfRf
保持系
恢复系
图 20- 玉米的三系两区育种
二系法制种
• 石明松：1973年从农垦58（晚粳稻）中
发现光敏核不育水稻——农垦58S • 特点： • 长日照——不育 • 短日照——可育
十一章
细胞质遗传
第一节 细胞质遗传的概念和特点
• 细胞质遗传：由细胞质内的基因即细
胞质基因所决定的遗传现象和遗传规 律称之。 • 非染色体遗传，非孟德尔遗传，核外 遗传，母体遗传，母性遗传
特点：
• 遗传方式非孟德尔式：杂交后代不表现一
定比例的分离。 • 正交和反交的遗传表现不同。 • 通过连续回交能将母本的核基因几乎全部 置换。 • 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。
N(rr)
不育系的同 型保持系
在生产上配制杂交种应注意的问题
11第十一章-细胞质遗传PPT课件
右旋
左旋
-
6
右旋
左旋
-
7
旋向取决于受精卵最初 几次卵裂纺锤体的方向
左旋
右旋
-
8
▪ 锥实螺旋壳方向的遗传属于核遗传范畴 ▪ 由于受精前母体卵细胞状态决定子代性状 表现的母性影响也称为前定作用
▪ 其孟德尔分离比例（3:1）在F3 代才表现 也称为延迟遗传
-
9
二. 面粉蛾的眼色
任何两个基因，一起被保留或丢失的
频率越高，连锁越紧密。
-
34
在酵母中一个由多种抗性(aptR barR cobR)的菌系被用来诱导 500个小菌落，其中人一对抗性标记中丢失了一种抗性的小菌落数 列于下表，请利用这些结果画一线粒体基因图。
基因对 apt bar apt cob bar cob
第一抗性基因丢失
暂时的母性影响，缺乏A基因，不能制造色素， 随个体发育色素逐渐消耗，成虫时已成为红色。
-
10
第三节 叶绿体和线粒体遗传
一. 叶绿体的遗传表现
1. 紫茉莉的花斑叶色遗传 2. 玉米叶片的埃型条纹遗传 3. 衣藻的核外遗传 4. 衣藻叶绿体基因作图
-
11
1. 紫茉莉花斑的遗传
亲本枝条
♀卵细胞×♂花粉 后代表型
↓ KK+卡 稳定放毒
Kk无卡 敏感
↓ KK无卡
敏感
kk+卡 不稳定放毒
kk无卡 敏感
Kk+卡 放毒
↓ KK+卡 稳定放毒
Kk卡 放毒
↓ KK+卡 稳定放毒
kk+卡 不稳定放毒
kk+卡 不稳定放毒
第五节 植物雄性不育性
遗传学第11章 细胞质遗传
●长度大小约80~600kb。最大的来自天竺葵 长度大小约 。最大的来自天竺葵cpDNA， ， 只有85kb。 有 217kb，而一种绿藻的 ，而一种绿藻的cpDNA只有 只有 。 ●拷贝数：以显花植物为例,其每个叶肉细胞中约有 拷贝数：以显花植物为例 其每个叶肉细胞中约有 100 个叶绿体 每个叶绿体中又含有 个叶绿体,每个叶绿体中又含有 每个叶绿体中又含有100 多个质体基因组 拷贝。大麦：60个叶绿体 叶绿细胞，200个cpDNA分子 拷贝。大麦： 个叶绿体/叶绿细胞， 个 分子/ 个叶绿体 叶绿细胞 分子 叶绿体，＞ 分子/叶绿细胞 叶绿体，＞10000个cpDNA分子 叶绿细胞；拟南芥：核 ，＞ 个 分子 叶绿细胞；拟南芥： 基因组、线粒体基因组和叶绿体基因组的比例 基因组、线粒体基因组和叶绿体基因组的比例=1:13:280
（2）叶绿体的序列结构与基因组成 ） ○反向重复序列（IRA和IRB） 反向重复序列（ ○大单拷贝区（large single-copy region，LSC） 大单拷贝区（ ， ） ○小单拷贝区（small single-copy region，SSC） 小单拷贝区（ ， ） 含有87-183个基因，其中一半以上与蛋白质合 个基因， 含有 个基因 成有关。 成有关。
与紫茉莉花斑叶色一样， 与紫茉莉花斑叶色一样，天竺葵花斑叶性状也是通过细 胞质遗传的，但由于其精子中带有少量的细胞质， 胞质遗传的，但由于其精子中带有少量的细胞质，少数叶绿 精子中带有少量的细胞质 体则可以通过精子向后代传递，因此二者又是有区别的。 体则可以通过精子向后代传递，因此二者又是有区别的。 紫茉莉、 紫茉莉、天竺葵镶嵌花斑遗传的比较 紫 茉 莉 ♀ 亲 代 ♂ ♀ ♂ ♀ 天 竺 葵 ♂ ♀ ♂
绿色 × 花斑
第十一章 细胞质遗传第十一章 细胞质遗传
第十一章细胞质遗传第一节细胞质遗传的概念和特点一、细胞质遗传的概念由细胞质内的基因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，有时又称非染色体遗传、非孟德尔遗传、染色体外遗传、核外遗传、母体遗传等。
真核生物的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。
通常把上述所有细胞器和细胞质颗粒中的遗传物质，统称为细胞质基因组。
二、细胞质遗传的特点细胞学的研究表明，在真核生物的有性繁殖过程中，卵细胞内除细胞核外，还有大量的细胞质及其所含的各种细胞器；精子内除细胞核外，没有或极少有细胞质，因而也就没有或极少有各种细胞器(图11－1)。
细胞质遗传的特点是：1、遗传方式是非孟德尔式的；杂交后代—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通常只表现母本的性状，故细胞质遗传又称为母性遗传；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。
第二节母性影响一、概念：母性影响：由核基因的产物积累在卵细胞中的物质所引起的，子代表现母本性状的遗传现象。
∴母性影响不属于胞质遗传的范畴，十分相似而已。
二、特点：下一代表现型受上一代母体基因的影响。
三、实例：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，每一个体又能同时产生卵子和精子，但一般通过异体受精进行繁殖。
∴椎实螺即可进行异体杂交、又可单独进行个体的自体受精。
椎实螺外壳的旋转方向有左旋和右旋之分，属于一对相对性状。
第六节植物雄性不育的遗传植物雄性不育的主要特征是雄蕊发育不正常，不能产生有正常功能的花粉，但是它的雌蕊发育正常，能接受正常花粉而受精结实。
一、雄性不育的类别及其遗传特点可遗传的雄性不育性可分为核不育型和质核不育型等多种类型。
(一)核不育型由核内染色体上基因所决定的雄性不育类型，简称核不育型。
多属自然发生的变异。
第十一章 细胞质遗传
三 雄性不育性的利用
三 雄性不育性的利用
1. 真核生物在受精过程中， 真核生物在受精过程中，
不仅为子代提供
核基因，也为子代提供大部分细胞质基因；而 核基因，也为子代提供大部分细胞质基因； 则仅能为子代提供核基因， 则仅能为子代提供核基因，因此细胞质遗传与细胞 核遗传表现不同。 核遗传表现不同。 2. 玉米 系属于孢子体不育，假如某株基因型为Rr， 玉米T系属于孢子体不育，假如某株基因型为 ， 系属于孢子体不育 产生的花粉有两种：一种含有 ，一种含有r， 产生的花粉有两种：一种含有R，一种含有 ，那 么基因为R的花粉育性为 么基因为 的花粉育性为 育性为 。 ，基因为r的花粉 基因为 的花粉
第6节 植物雄性不育的遗传
◆植物雄性不育（male sterility)的主要特征 是雄蕊发育不正常，但是它的雌蕊发育正常。 是雄蕊发育不正常，但是它的雌蕊发育正常。 免去人工去雄， 免去人工去雄，节约人力 保证种子纯度
12第十一章 细胞质遗传x
由细胞质基因所决定的遗传现象和遗传规律(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)。
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。
真核生物的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.
生物的遗传体系： 核基因组 遗 传 物 质 细胞质 基因组 染色体 基因（核DNA）
条纹
×
连续回交 (轮回亲本为绿株)，当ij基因被取代后，仍然未发现父本对 这一性状产生影响。
叶绿体遗传的规律 • 自主性。 • 相对自主性。某些情况下，质体的变异
是由核基因所造成的。
二、叶绿体遗传的分子基础
㈠、叶绿体DNA的分子特点:
①.ct DNA与细菌DNA相似，裸露的DNA； ②.闭合双链环状结构； ③.多拷贝：高等植物每个叶绿体中有30 －60个DNA，整个细胞约有几千个DNA分 子；藻类中，叶绿体中有几十至上百个 DNA分子，整个细胞中约有上千个DNA分 子。 ④.单细胞藻类中GC含量较核DNA小，高 等植物差异不明显； ⑤.一般藻类ctDNA的浮力密度轻于核DNA， 而高等植物两者的差异较小。 目前已经测定了烟草（shinozaki，1986）、水稻（Hiratsuka，1989） 等叶绿体DNA的全序列。
玉米和菠菜的叶绿体基因组图
㈢、叶绿体内遗传信息的复制、转录和翻译系统: 1.ctDNA与核DNA复制相互独立，但都是半保留复制方式； 2.叶绿体核糖体为70S、而细胞质中核糖体为80S； 3.叶绿体中核糖体的rRNA碱基成分与细胞质和原核生物中 rRNA不同； 4.叶绿体中蛋白质合成需要的20种氨基酸载体tRNA分别由核 DNA和ct DNA共同编码。其中脯氨酸、赖氨酸、天冬氨 酸、谷氨酸和半胱氨酸为核DNA所编码，其余10多种氨基 酸为ctDNA所编码。
细胞质遗传
(二)胞质不育型: 胞质不育型: 指由细胞质内的基因所决定的雄性不育类 型. 在不育系的细胞质内有雄性不育基因S 在不育系的细胞质内有雄性不育基因 S , 但在细胞核内没有相应的雄性不育基因和 可育基因. 可育基因. 这种雄性不育性仅受细胞质的基因所控制, 这种雄性不育性仅受细胞质的基因所控制, 具有S基因的个体是雄性不育的,具有N 具有S基因的个体是雄性不育的,具有N基 因的个体是雄性可育.因此,有性生殖不 因的个体是雄性可育.因此,有性生殖不 能恢复胞质不育型的育性. 能恢复胞质不育型的育性.
这表明卡巴粒只通过细胞质来传递, 这表明卡巴粒只通过细胞质来传递 , 但 是它们的保持却要依赖于核中显性基因K 是它们的保持却要依赖于核中显性基因K 的存在. 的存在. 然而, 基因型为Kk 的放毒型并不稳定, Kk的放毒型并不稳定 然而 , 基因型为 Kk 的放毒型并不稳定 , 一旦经自体受精 基因型分离为KK,Kk 自体受精, KK,Kk和 一旦经自体受精,基因型分离为KK,Kk和 kk, kk个体细胞质里的卡巴粒不能保持 kk , kk 个体细胞质里的卡巴粒不能保持 和增值, 几次无性分裂后, 和增值 , 几次无性分裂后 , 就将因卡巴 粒的消失而成为敏感型 敏感型. 粒的消失而成为敏感型.
2)线粒体基因组的半自主性
线粒体基因组的相对独立性 mtDNA合成的调节与核 DNA合成的调节彼 合成的调节与核DNA ① mtDNA 合成的调节与核 DNA 合成的调节彼 此独立,可能存在多种复制形式,其中D 此独立,可能存在多种复制形式,其中D 环复制是线粒体特有的复制形式; 环复制是线粒体特有的复制形式; 线粒体基因组有自己独立的表达系统, ② 线粒体基因组有自己独立的表达系统 , 自己编码两种rRNA 22～ 24种 tRNA, rRNA, 自己编码两种 rRNA , 22 ～ 24 种 tRNA , 在 线粒体内合成mtDNA编码的蛋白质; mtDNA编码的蛋白质 线粒体内合成mtDNA编码的蛋白质;
第十一章 细胞质遗传(F)
第十一章细胞质遗传由细胞核内染色体上的基因即核基因所决定的遗传现象和遗传规律称为细胞核遗传或核遗传（nuclear inheritance）。
前面所介绍的遗传现象和规律都是由核基因所决定的。
早期遗传学曾经把染色体看作基因或遗传信息的唯一载体。
随着遗传学的发展逐渐证实，尽管核基因在遗传上占有重要和主导地位，但是细胞质不但是核基因发生作用的场所，而且存在着决定某些性状的遗传基因。
早在1909年柯伦斯（C.E.Correns）就报道了紫茉莉（Mirabilis jalapa）花斑叶色的遗传不符合孟德尔定律的遗传现象，但未引起重视。
以后在其他高等植物中也陆续报道了类似的核外遗传现象。
20世纪40年代初，有关红色面包霉、酵母和一些原生生物如草履虫、衣藻中核外遗传现象也被发现，人们推测细胞质中可能存在遗传物质。
但直到1963～1964年才获得了在线粒体和叶绿体中存在DNA的直接证据。
从此，核外遗传的研究逐渐成为遗传学中的重要领域之一。
这个领域的深入研究，对于正确认识核质关系，全面地理解生物遗传现象和人工创造新的生物类型具有重要意义。
第一节细胞质遗传的概念和特点一、细胞质遗传的概念由细胞质内的基因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（cytoplasmic inheritance）。
研究发现，真核生物的细胞质中存在着一些具有一定形态结构和功能的细胞器，如线粒体、质体、核糖体等。
这些细胞器在细胞内执行一定的代谢功能，是细胞生存不可缺少的组成部分。
在原核生物和某些真核生物的细胞质中，除了细胞器外，还有另一类称为附加体（episome）和共生体（symbiont）的细胞质颗粒，它们是细胞的非固定成分，也能影响细胞的代谢活动，但它们并不是细胞生存必不可少的组成部分。
例如，果蝇的 （sigma）粒子、大肠杆菌的F因子以及草履虫的卡巴粒（Kappa particle）等，这些成分一般都游离在染色体之外，有些颗粒如F因子还能与染色体整合在一起，并进行同步复制。
第11章细胞质遗传
S(rfrf) ×N或S(RfRf) → S(Rfrf) 可育 恢复系 S(rfrf) ×N或S(Rfrf) → S(Rfrf)可育 + S(rfrf) 不育 半恢复系
不育系： S（r r） 保持系： N（r r） 恢复系： N（RR）
S（RR）
• 表型 •M • MN •N
基因型 基因 人数 MM M 2235 MN M.N 4460 NN N 2579
Kk+卡 放毒
↓ KK+卡 稳定放毒 kk+卡 不稳定放毒
Kk卡 放毒
↓ KK+卡 稳定放毒 kk+卡 不稳定放毒
细胞质与细胞核遗传的异同
• 相同点
1、均按半保留方式遗传 2、表达方式一样 3、均能发生突变且稳定遗传 4、其诱导因素也一样
细胞质与细胞核遗传的异同
• 不同点：
质DNA 核DNA
突变频率较大具有较强的定向突变 ……小，难于定向突变 正反交不一样 正反交一样 Cell质常表现母体影响 不表现母体影响 基因定位难 根据杂交进行基因定位 基因分离无规律 基因分离有规律 细胞间分部不均匀 cell分部均匀
• P：正交 ♂Aa ×aa♀
反交♂Aa × aa♀ 1/2 Aa 1/2 aa
பைடு நூலகம்
• F1：1/2 Aa 1/2 aa
幼虫（有） 幼虫（无） 成虫（褐） 成虫（红）
幼虫（有） 幼虫（有） 成虫（褐） 成虫（红）
二. 面粉蛾的眼色
暂时的母性影响，缺乏A基因，不能制造色素， 随个体发育色素逐渐消耗，成虫时已成为红色。
第十一章细胞质遗传
• 细胞质遗传性质与特点 • 母体遗传 • 线粒体遗传 • 共生体遗传 • 植物雄性不育 • 基因型频率与基因频率
第11章 细胞质遗传 习题
第11章细胞质遗传习题一、名词解释：1.细胞质遗传(cytoplasmic inheritance)：由细胞质内的基因即细胞质基因所决定的遗传现象和遗传规律叫做，又称染色体外遗传、核外遗传、母体遗传等。
2.母性影响(maternal effect)：正反交的结果不同，子代表型受到母本基因型的影响而和母本的表型一样的现象。
又叫前定作用(predetermination)。
3.植物雄性不育：雄蕊发育不正常，不能形成有功能的正常花粉；而其雌蕊却是正常的，可以接受正常花粉而受精结实。
4.核不育型：是一种由核内染色体上基因所决定的雄性不育类型。
5.质-核不育不育型：由细胞质基因和核基因互做控制的不育类型。
6.孢子体不育：花粉的育性受孢子体（植株）基因型所控制的现象称为孢子体不育。
7.配子体不育：花粉的育性受受雄配子体（花粉）本身的基因所决定的现象称为配子体不育8.自体受精：同一个体产生的雌雄配子受精结合。
如：蚯蚓、草履虫等低等动物。
二、是非题：1.草履虫的放毒特性依赖于核基因K，因此，有K基因就是放毒型，否则就是敏感型。
（-）2.细胞质遗传的一个特点是杂种后代的性状通常表现不分离或不规则分离。
（-）3.利用化学药物杀死一个正常植株的花粉，它的雌花与正常花粉授粉，受精获得的子代也就能表现出雄性不育的特性了。
（-）4.已知一个右旋的椎实螺基因型为Dd，它自体受精产生后代应该全部是左旋。
（-）5.在植物雄性不育性遗传中，配子的育性受母体基因型的控制的现象称为配子体不育。
（-）三、选择题：1.紫茉莉的枝条有绿色、白色和花斑三种不同颜色，其颜色的遗传属于细胞质遗传，用♀花斑×♂绿色，其后代表现为（4）（1）绿色；（2）白色；（3）花斑；（4）绿色，白色，花斑。
2.现代遗传学认为, 线粒体、质体等细胞器中含有自己的（4）。
（1）蛋白质（2）叶绿体（3）糖类物质（4）:遗传物质3.质核互作型雄性不育系的恢复系基因型为（4）（1）S(Rr) （2）N（rr）（3）S(rr) （4）N（RR）4.植物质核型雄性不育中的孢子体不育类型，如基因型为Rr时，产生的花粉表现（3）：（1）全不育（2）一半可育（3）全可育（4）穗上分离5.植物质核型雄性不育中的配子体不育类型，如基因型为Rr时，产生的花粉表现（2）：（1）全不育（2）一半可育（3）全可育（4）穗上分离6.植物质核型雄性不育中的孢子体不育类型，如基因型为Rr时，产生的花粉表现（3）：（1）全不育（2）一半可育（3）全可育（4）穗上分离7.植物质核型雄性不育中的配子体不育类型，如基因型为Rr时，产生的花粉表现（2）：（1）全不育（2）一半可育（3）全可育（4）穗上分离8.所谓质-核不育是由质-核中相应基因的互作而引起的，水稻杂种优势利用中成功地利用了这种雄性不育，对于如下基因型哪些能组成理想的三系配套。
遗传学 第十一章 细胞质遗传
1 dd（右）
F3： 1DD 1/2DD 1 Dd 1/2dd 1 dd
（右） 比例：
（右） （右） （右） （左）
3
：1
P： ♂ DD（右） ♀ dd（左）
F1：
Dd（左）
F2：1DD（右）
2 Dd（右）
1 dd（右）
F3： 1DD
（右） 比例：
1/2DD 1 Dd 1/2dd 1 dd
（右） （右） （右） （左）
第四节 线粒体遗传
mtDNA与核DNA有明显的不同： (1)mtDNA与原核生物的DNA一样，没有重复序列； (2)mtDNA的浮力密度比较低； (3)mtDNA的碱基成分中G、C的含量比A、T少； (4)mtDNA的两条单链的密度不同，一条称为重链(H链) ，另一条称为轻链(L链)； (5)mtDNA单个拷贝非常小，与核DNA相比仅仅是后者的 十万分之一。
目前已在270多种植物中发现有细胞质雄性不育现象。
细胞质型不育系的不育性都只能被保持而不能被恢复。
2.质─核不育型(cytoplasmic male sterility CMS)： 概念：
由细胞质基因和核基因互作控制的不育类型。 遗传特点： 胞质不育基因为Sterility，S； 胞质可育基因为Normal，N； 核不育基因r，不能恢复不育株育性； 核可育基因R，能够恢复不育株育性。 只有S和r同时存在时才导致雄性不育
第四节 线粒体遗传
• 线粒体内有遗传信息的复制、转录和翻 译系统，有核糖体和各种RNA。
• 线粒体中有100多种蛋白质，其中只有 10种左右是线粒体自身合成的，其它蛋 白质都是由核基因组编码。
• 线粒体是半自主性的细胞器。
第五节 核质互作遗传
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◆叶绿体基因组是存在于核基因组之外的另一 遗传系统， 遗传系统，它含有为数不多但作用不小的遗传 基因。 基因。 ◆但是，与核基因组相比，叶绿体基因组在遗 但是，与核基因组相比， 传上所起的作用是十分有限的： 传上所起的作用是十分有限的：
就叶绿体自身的结构和功能而言， 就叶绿体自身的结构和功能而言，叶绿体基因组 所提供的遗传信息仅仅是其中的一部分，对叶绿体十 所提供的遗传信息仅仅是其中的一部分， 分重要的叶绿素合成酶系、 分重要的叶绿素合成酶系、电子传递系统以及光合作 固定途径有关的许多酶类， 用中CO2 固定途径有关的许多酶类，都是由核基因编 用中 码的。 码的。
椎实螺卵裂方式 (a)右旋 (b)左旋 右旋 左旋
欧洲麦蛾（ 欧洲麦蛾（Ephestia kuhuniella）色素的遗传 ） 欧洲麦蛾野生型幼虫的皮中含有色素， 欧洲麦蛾野生型幼虫的皮中含有色素，成虫复 眼为深褐色。这种色素是由犬尿氨酸所形成的， 眼为深褐色。这种色素是由犬尿氨酸所形成的， 由一对基因（ ）控制。 由一对基因（Aa）控制。
线粒体基因组大小变化较大， 哺乳动物的约 线粒体基因组大小变化较大，从哺乳动物的约 16kbp到高等植物的几百 的几百kbp(如玉米的为 如玉米的为570kbp) 到高等植物的几百 如玉米的为
(二)线粒体基因组的结构 ◆人、鼠和牛的mt 鼠和牛的 DNA显示相同的基本 显示相同的基本 遗传信息结构。 遗传信息结构。
第十一章 细胞质遗传
第1节 节 第2节 节 3节 第 3节 第4节 节 第5节 节 第6节 节 细胞质遗传的概念和特点 母性影响 叶绿体遗传 线粒体遗传 共生体和质粒的遗传 植物雄性不育的遗传
第1节 细胞质遗传的概念和特点 一 细胞质遗传的概念
◆由细胞质基因所决定的遗传现象和遗传规律 细胞质遗传(cytoplasmic inheritance)， 叫做细胞质遗传 叫做细胞质遗传 ， ◆细胞质遗传又称: 细胞质遗传又称 非染色体遗传(non-chromosomal inheritance) 非染色体遗传 非孟德尔遗传(non-Mendelian inheritance) 非孟德尔遗传 染色体外遗传(extra-chromosomal inheritance) 核外遗传(extra-nuclear inheritance) 核外遗传 母体遗传(maternal inheritance) 母体遗传
欧洲麦蛾色素的遗传 基因A使幼虫着色，卵母细胞中有 基因 基因 使幼虫着色，卵母细胞中有A基因 使幼虫着色 存在，细胞质中含有A基因产物 基因产物——色素。 色素。 存在，细胞质中含有 基因产物 色素 这种影响是暂时的：缺少 基因 基因， 这种影响是暂时的：缺少A基因，不能 合成色素，随着个体的发育，色素消耗， 合成色素，随着个体的发育，色素消耗， 成虫时为红色。 成虫时为红色。
(二) 玉米条纹叶的遗传
(二) 玉米条纹叶的遗传 ◆隐性核基因ij引起 隐性核基因 引起 了叶绿体的变异， 了叶绿体的变异， 便呈现条纹或白色 性状。 性状。 ◆变异一经发生， 变异一经发生， 便能以细胞质遗传 的方式稳定传递。 的方式稳定传递。
二 叶绿体基因组
(一) 叶绿体DNA的分子特点 ◆叶绿体DNA(即ctDNA)是闭合环状的双链结 叶绿体 即 是闭合环状的双链结 浮力密度小。 构，浮力密度小。 高等植物ctDNA与核 与核DNA没有明显区别；但 没有明显区别； ◆ 高等植物 与核 没有明显区别 单细胞的藻类差别较大； 单细胞的藻类差别较大；ctDNA胞嘧啶没有甲 胞嘧啶没有甲 基化。 基化。 与细菌DNA相似，是裸露的 相似， ◆ ct DNA与细菌 与细菌 相似 是裸露的DNA。 。 高等植物中每个叶绿体内含有 中每个叶绿体内含有30~60个拷贝，而 个拷贝， 高等植物中每个叶绿体内含有 个拷贝 某些藻类中每个叶绿体内约有100个拷贝 藻类中每个叶绿体内约有 个拷贝。 某些藻类中每个叶绿体内约有 个拷贝。大多 数植物中 每个细胞内含有几千个拷贝。 几千个拷贝 数植物中，每个细胞内含有几千个拷贝。
第2节 母性影响
◆椎实螺外壳旋转方 向是由受精卵第一次 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 线的右侧分裂时为右 旋，向中线的左侧分 裂时为左旋 裂时为左旋 纺锤体的这种分裂 行为是由受精前的母 行为是由受精前的母 体基因型决定的 决定的。 体基因型决定的。
(二) 叶绿体基因组的结构 ◆ ctDNA仅能编码叶绿体 仅能编码叶绿体 本身结构和组成的一部分 物质， 物质，如rRNA、tRNA、 、 、 核糖体蛋白质、 核糖体蛋白质、光合作用 膜蛋白以及 以及RuBp羧化酶的 羧化酶的 膜蛋白以及 羧化酶 大亚基等。 大亚基等。 ◆ ctDNA的其余部分还与 的其余部分还与 生物体的抗药性 抗药性、 生物体的抗药性、对温度 的敏感性以及某些 以及某些营养缺 的敏感性以及某些营养缺 陷型等有密切关系 等有密切关系。 陷型等有密切关系。
◆叶绿体基因组在遗传上仅有相对的自主性或 叶绿体基因组在遗传上仅有相对的自主性或 半自主性。 半自主性。
第4节 线粒体遗传
一 线粒体遗传素氧 培养阶段不含细胞色素氧 化酶a, b； 化酶 ； ◆由于细胞色素氧化酶的 产生是与线粒体直接关联； 产生是与线粒体直接关联； 且观察到突变型的线粒体 结构不正常； 结构不正常； ◆推测有关的基因存在于 线粒体中。 线粒体中。 (一)红色面包霉缓慢生长突变型的遗传
每个都含有2 每个都含有2个rRNA 基因、22个tRNA基因和 基因、22个tRNA基因和 13个可能的蛋白质结构 13个可能的蛋白质结构 基因。 基因。
(二)线粒体基因组的结构
(二)线粒体基因组的结构 非常大， ◆高等植物的mt DNA非常大，且因不同植 高等植物的 非常大 物种类而存在很大差异， 物种类而存在很大差异，限制性内切酶谱 复杂，因而制作基因组图也相当困难。 复杂，因而制作基因组图也相当困难。 例如：玉米 例如：玉米mt DNA的全序列基本测出 的全序列基本测出 其环状mt 含有约570kbp，其内 来，其环状 DNA含有约 含有约 ， 部具有多个重复序列。目前已有不少基因 部具有多个重复序列。目前已有不少基因 如编码rRNA、tRNA、细胞色素C氧化酶 如编码 、 、细胞色素 氧化酶 等的基因定位于玉米、小麦等的mt 基因定位于玉米 等的基因定位于玉米、小麦等的 DNA上。 上
(二) 酵母小菌落的遗传 ◆小菌落酵母的细胞内 缺少细胞色素a和 ， 缺少细胞色素 和b，还 缺少细胞色素氧化酶， 缺少细胞色素氧化酶， 不能进行有氧呼吸。 不能进行有氧呼吸。 ◆线粒体是细胞的呼吸 代谢中心， 代谢中心，上述有关酶 类也存在于线粒体中。 类也存在于线粒体中。 ◆推断这种小菌落的变 异与线粒体有关。 异与线粒体有关。
图11-13. 绿藻（Nephroselmis） ctDNA 基因图 引自Turmel等(1999)
(二) 叶绿体基因组的结构 ◆一些植物的ctDNA的 一些植物的ctDNA的 ctDNA 全部碱基序列已被测出 多数植物的ctDNA 来，多数植物的ctDNA 大小约为150kb 150kb， 大小约为150kb，如烟 草为155844bp 155844bp， 草为155844bp，水稻为 134525bp。 134525bp。 ◆每个ctDNA大约能编 每个ctDNA大约能编 ctDNA 126个蛋白质 个蛋白质。 码126个蛋白质。ctDNA 序列中的12% 12%专门为叶 序列中的12%专门为叶 绿体的组成编码。 绿体的组成编码。
第1节 节 第2节 节 第3节 节 第4节 节
细胞质遗传的概念和特点 母性影响 叶绿体遗传 线粒体遗传
一 、线粒体遗传的表现 二 、线粒体遗传的分子基础
(一)线粒体（mitochondrial）DNA 的分子特点 ） (二)线粒体基因组的结构 （植物 > 动物） 动物） (三) 线粒体内遗传信息的复制、转录和翻译系 线粒体内遗传信息的复制、
第 3节 叶绿体遗传
一 叶绿体遗传的表现
(一) 紫茉莉花斑性状的遗传
一
叶绿体遗传的表现
◆色素是由叶绿体的前 色素是由叶绿体的前 质体变异造成的 质体变异造成的。 体——质体变异造成的。 ◆花斑枝条的绿叶细胞 花斑枝条的绿叶细胞 叶绿体， 含有 叶绿体，白细胞含 白色体， 白色体，而在绿白交界 区域， 区域，某些细胞里既有 叶绿体，又有白色体 白色体。 叶绿体，又有白色体。
二 线粒体遗传的分子基础
(一)线粒体（mitochondrial）DNA 的分子特点 ） mtDNA是裸露的双链分子，一般为闭合环状 是裸露的双链分子， 是裸露的双链分子 结构，也有线性的。与核DNA有明显的不同： 有明显的不同： 结构，也有线性的。与核 有明显的不同
mtDNA与原核生物的 与原核生物的DNA一样，没有重复序列； 一样， 与原核生物的 一样 没有重复序列； mtDNA的浮力密度比较低； 的浮力密度比较低； 的浮力密度比较低 mtDNA的碱基成分中 、C的含量比 、T少； 的碱基成分中G、 的含量比 的含量比A、 少 的碱基成分中 mtDNA的两条单链的密度不同（重链，H链；轻链， 的两条单链的密度不同（ 的两条单链的密度不同 重链， 链 轻链， L链)； 链； mtDNA单个拷贝非常小，是核 单个拷贝非常小， 十万分之一。 单个拷贝非常小 是核DNA十万分之一。 十万分之一
第2节 母性影响
◆由于母本基因型的影响，而使子代表现母本 由于母本基因型的影响， 母性影响(maternal effect)， 性状的现象叫做母性影响 性状的现象叫做母性影响 ， 又叫前定作用 前定作用(predetermination)。 又叫前定作用 。
母本基因型→ 母本基因型→ 卵细胞状态→ 卵细胞状态→ 后代表现型 出现3:1 F3出现3:1 分离， 分离， 故又叫做 延迟遗传
统
(三) 线粒体内遗传信息的复制、转录和翻译系统 线粒体内遗传信息的复制、 复制也是半保留式 ◆ mt DNA复制也是半保留式，是由核基因 复制也是半保留式， 编码的DNA聚合酶完成的。 聚合酶完成的。 编码的 聚合酶完成的 ◆线粒体中也含有核糖体和各种RNA。 线粒体中也含有核糖体和各种 核糖体和各种 。