第一节 细胞质遗传322
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细胞质遗传PPT课件
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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+
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
♀ 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
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：
细胞质遗传-精品课件
杂种植株的表现 白色 白色 白色
绿色
白色 绿色 花斑
绿色 绿色 绿色
花斑
白色 绿色 花斑
白色、绿色、花斑 白色、绿色、花斑 白色、绿色、花斑
由此可见，决定枝条和叶色的遗传物 质是通过母本传递的。
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。
→高等植物中每个叶绿体内含有30-60个拷 贝，而某些藻类中每个叶绿体内约有100 个拷贝。
→大多数植物中，每个细胞内含有几千个 拷贝。单细胞的鞭毛藻中约含有15个叶 绿体，每个叶绿体内约有40个拷贝，一 个个体中约含600个拷贝。
→目前，一些植物的ct
DNA的全部碱基序列已
被测出来，多数植物
的ctDNA大小约为150
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
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。
也有人认为叶绿体DNA是雄性不育基因的载体。
2、关于质核不育型的假说
（1）质核互补控制假说：认为细胞质不育基因存在于线 粒体上。当线粒体DNA的某个(或某些)节段发生变异，并 使可育的胞质基因突变为S时，线粒体mRNA所转录的不育 性信息使某些酶不能形成，或形成某些不正常的酶，从而 破坏了花粉形成的正常代谢过程，最终导致花粉败育。 （2）能量供求假说：认为线粒体是细胞质雄性不育性的 重要载体。植物的育性与线粒体的能量转化效率有关。 （3）亲缘假说：认为遗传结构的变异引起个体间生理生 化代谢上的差异，与个体间亲缘关系的远近成正相关。两 亲间亲缘差距越大，杂交后的生理不协调程度也越大。当 这种不协调达到一定程度，就会导致植株代谢水平下降， 合成能力减弱，分解大于合成，使花粉中的生活物质减少
十一章细胞质遗传
50%致死 胚胎致死
♀♀
♂♂
图 20- 果蝇眼色的母体影响
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。
第三节 叶绿体遗传
1）1908，Carl Corrans，非孟德尔遗传发现 者，紫茉莉花斑枝条
（一）叶绿体系统的核外遗传
• 1909年由Carl Corrans发现（irabilis jalapa）
表 20-8 紫茉莉花斑植物杂交的结果
表 20-5 酵母线粒体中合成的酶亚基
酶
分子量
亚基
(Kda) 线粒体中合成
细胞质中合成
ATPase
340 ATPase 6、8、9 ATP 1、2、3、4、7
(对寡霉素敏
(FO 膜因子)
（F1 ATPase）
感)
细胞色素 C 氧 137
CO 1、2、3
CO 4、5、6、7
化酶
细胞色素 bc1 160 细胞色素 b 脱辅
LSC:long single copy sequence
IR: inverted repeats
LSC
Fig. 19- The chloroplast genome is a circle, divided by two inverted repeats into the short single copy sequence and long single copy sequence (GENES Ⅵ Fig24.3 )
酵母小菌落(peptite)突变
• 1940，Boris Ephrnssi • 在正常的细胞群体中有0.1%～1%的
细胞会自发变成小菌落。在插入剂 （ 如 ： 溴 化 乙 锭 ， EB ） 存 在 时 100% 的细胞都变成小菌落。
细胞质遗传学习课件
可育
S(RfRf) 可育
Rfrf N(Rfrf) 可育
S(Rfrf) 可育
rf rf N(rfrf) 可育
S(rfrf) 不育
二区三系育种
不育系 S(rfrf)
三系 保持系 N(rfrf)
恢复系 杂交种 N(RfRf) S(Rfrf)
二区三系育种
1. 二区：
保种区
S(rfrf) × N(rfrf) 不育系 保持系
解释：研究发现椎实螺外壳旋转方向是由受精卵分裂时纺锤体分裂
方向决定的，并由受精前的母体基因型决定。
左旋——受精卵纺锤体向中线左侧分裂； 右旋——受精卵纺锤体向中线右侧分裂。
母体基因型
受精卵纺锤体分裂方向
椎实螺外壳旋转方向
思考
母性影响和母性遗传〔细胞质遗传〕是 一个概念吗？
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 本质上讲是核遗传，而母性遗传是细胞 质遗传。
二、细胞质遗传的特性 2μm，外有双层膜，内含DNA、RNA、蛋白质、脂类〕，产生草履虫毒素。
制种区 这种品系为放毒品系，对毒素敏感的为敏感品系。 D〔右旋〕对d〔左旋〕显性。
三、细胞质遗传的机制 67公斤/亩，比全国水稻平均产量增11.
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，从本质上讲是核遗传，而母性遗传是细胞质遗传。 有一种草履虫能产生毒素，能抑制或杀死其它某些品系。
习题
P252 1、2、3、6~12
花粉直感
花粉直感：又称当代显性，即有性杂交所 结种子或果实表现出花粉供体的现象。
花粉直感分为胚乳直感和果实直感。
♣胚乳直感(xenia) ：胚乳的局部性状直接表现与父本一致。 胚乳直感的直接原因就是双受精，胚乳中的n条染色体来 自父本。在一些胚乳兴旺的单子叶植物常出现胚乳直感现 象，如玉米。 ♣将黄胚乳玉米的花粉授于白胚乳玉米雌蕊柱头上后，所 结的果穗出现黄胚乳的籽粒;又如，以糯性胚乳水稻作母 本，普通非糯性的水稻作父本进行杂交后，由糯质母本所 给出的稻谷胚乳那么成为非糯性的。 ♣果实直感(metaxenia)：由于花粉的影响而使种皮或果皮等 来源于母本的组织表现出父本的某些性状。例如棉籽的纤维 特征(种皮细胞延伸形成)等。果实直感与双受精过程无关， 而是由于胚对种皮、果皮发育过程中产生了生理、生化水平 上的影响。
S(RfRf) 可育
Rfrf N(Rfrf) 可育
S(Rfrf) 可育
rf rf N(rfrf) 可育
S(rfrf) 不育
二区三系育种
不育系 S(rfrf)
三系 保持系 N(rfrf)
恢复系 杂交种 N(RfRf) S(Rfrf)
二区三系育种
1. 二区：
保种区
S(rfrf) × N(rfrf) 不育系 保持系
解释：研究发现椎实螺外壳旋转方向是由受精卵分裂时纺锤体分裂
方向决定的，并由受精前的母体基因型决定。
左旋——受精卵纺锤体向中线左侧分裂； 右旋——受精卵纺锤体向中线右侧分裂。
母体基因型
受精卵纺锤体分裂方向
椎实螺外壳旋转方向
思考
母性影响和母性遗传〔细胞质遗传〕是 一个概念吗？
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 本质上讲是核遗传，而母性遗传是细胞 质遗传。
二、细胞质遗传的特性 2μm，外有双层膜，内含DNA、RNA、蛋白质、脂类〕，产生草履虫毒素。
制种区 这种品系为放毒品系，对毒素敏感的为敏感品系。 D〔右旋〕对d〔左旋〕显性。
三、细胞质遗传的机制 67公斤/亩，比全国水稻平均产量增11.
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，从本质上讲是核遗传，而母性遗传是细胞质遗传。 有一种草履虫能产生毒素，能抑制或杀死其它某些品系。
习题
P252 1、2、3、6~12
花粉直感
花粉直感：又称当代显性，即有性杂交所 结种子或果实表现出花粉供体的现象。
花粉直感分为胚乳直感和果实直感。
♣胚乳直感(xenia) ：胚乳的局部性状直接表现与父本一致。 胚乳直感的直接原因就是双受精，胚乳中的n条染色体来 自父本。在一些胚乳兴旺的单子叶植物常出现胚乳直感现 象，如玉米。 ♣将黄胚乳玉米的花粉授于白胚乳玉米雌蕊柱头上后，所 结的果穗出现黄胚乳的籽粒;又如，以糯性胚乳水稻作母 本，普通非糯性的水稻作父本进行杂交后，由糯质母本所 给出的稻谷胚乳那么成为非糯性的。 ♣果实直感(metaxenia)：由于花粉的影响而使种皮或果皮等 来源于母本的组织表现出父本的某些性状。例如棉籽的纤维 特征(种皮细胞延伸形成)等。果实直感与双受精过程无关， 而是由于胚对种皮、果皮发育过程中产生了生理、生化水平 上的影响。
选修全一册第三章第一节细胞质遗传
C.E.Correns，植物学家和遗传学家
一、细胞质遗传的特点
1、实例：紫茉莉的质体遗传
①试验的材料----紫 茉 莉
紫茉莉,别名胭脂花、夜晚花、地雷花.紫茉莉科，一年生草本. 夏季开花,花萼漏斗状,有紫、红、白、黄等色,常傍晚开放, 翌日早晨凋萎. 紫茉莉的枝条一般是绿色的,因为它有正常叶绿体.但这种植物 存在着多种变异类型,如花斑植株 .
卵原细胞
原因：有丝分裂时， 减数分裂 细胞质DNA也是随机 卵细胞 地、不均等地分配， 故受精卵有丝分裂之 受精作用 后，也有可能出现三 受精卵 种不同类型的细胞， 这些细胞进一步分裂， 有丝分裂 分别形成三种颜色的 其他体细胞 枝条。
二、细胞遗传的物质基础
1. DNA主要存于细胞核中的基因叫 “核基因”,位于细胞质中的叫“质基因”.
(绿色)
(白色) (白色) (绿色)
P
（♀）
×
（♂）
P
（♀） 配子
×
（♂）
配子
F1
(绿色)
F1
(白色)
正交
反交
下图是某种遗传病的系谱图，分析回答：
此遗传病的致病基因最可能存在 线粒体 于人体细胞的＿＿＿＿中，它是遗 细胞质 传属于＿＿＿＿遗传。
人类神经性肌肉衰弱症是线粒体基因控制的遗传 病，如右图所示的遗传图谱中，若I—l号为患者 (Ⅱ一3表现正常)，图中患此病的个体是（ C） A、Ⅱ— 4、Ⅱ— 5、Ⅲ一7 B、Ⅱ—5、Ⅲ—7、Ⅲ—8 C、Ⅱ—4、Ⅱ—5、Ⅲ—8 D、Ⅱ—4、Ⅲ—7、Ⅲ—8
(2)实验二 P ♀绿色叶
× 条斑叶♂ ↓ F1 绿色叶 ↓〇 F2 绿色叶 条斑叶或白色叶 表现型比例 3 ： 1 重复该实验，后代的性状分离比始终为3：1。实验二结果 显示，母本正常时，该病的遗传受_______________的控制。 核基因（细胞核）
一、细胞质遗传的特点
1、实例：紫茉莉的质体遗传
①试验的材料----紫 茉 莉
紫茉莉,别名胭脂花、夜晚花、地雷花.紫茉莉科，一年生草本. 夏季开花,花萼漏斗状,有紫、红、白、黄等色,常傍晚开放, 翌日早晨凋萎. 紫茉莉的枝条一般是绿色的,因为它有正常叶绿体.但这种植物 存在着多种变异类型,如花斑植株 .
卵原细胞
原因：有丝分裂时， 减数分裂 细胞质DNA也是随机 卵细胞 地、不均等地分配， 故受精卵有丝分裂之 受精作用 后，也有可能出现三 受精卵 种不同类型的细胞， 这些细胞进一步分裂， 有丝分裂 分别形成三种颜色的 其他体细胞 枝条。
二、细胞遗传的物质基础
1. DNA主要存于细胞核中的基因叫 “核基因”,位于细胞质中的叫“质基因”.
(绿色)
(白色) (白色) (绿色)
P
（♀）
×
（♂）
P
（♀） 配子
×
（♂）
配子
F1
(绿色)
F1
(白色)
正交
反交
下图是某种遗传病的系谱图，分析回答：
此遗传病的致病基因最可能存在 线粒体 于人体细胞的＿＿＿＿中，它是遗 细胞质 传属于＿＿＿＿遗传。
人类神经性肌肉衰弱症是线粒体基因控制的遗传 病，如右图所示的遗传图谱中，若I—l号为患者 (Ⅱ一3表现正常)，图中患此病的个体是（ C） A、Ⅱ— 4、Ⅱ— 5、Ⅲ一7 B、Ⅱ—5、Ⅲ—7、Ⅲ—8 C、Ⅱ—4、Ⅱ—5、Ⅲ—8 D、Ⅱ—4、Ⅲ—7、Ⅲ—8
(2)实验二 P ♀绿色叶
× 条斑叶♂ ↓ F1 绿色叶 ↓〇 F2 绿色叶 条斑叶或白色叶 表现型比例 3 ： 1 重复该实验，后代的性状分离比始终为3：1。实验二结果 显示，母本正常时，该病的遗传受_______________的控制。 核基因（细胞核）
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。
c遗传与基因工程第一节细胞质遗传人教版
白
花
实验 绿
二
白花实验 绿三白花母本
绿
子代(F1)
绿
白
白
绿 白花 花 绿 白花
绿 白花
母系遗传：具有相对性状的亲本杂交， F1（子一代）总是表现出母本性状的遗传 现象。
联系减数分裂和受精作用
P
正交
配子
代表两种细胞核 代表两种质体 代表两种线粒体
反交
F1
卵细胞
（大量细胞质） 受精卵
精子
（极少量细胞质）
不均等地分配到子细胞中去。
F1的关于质体的不同性状的数量可有明确分离比？
紫茉莉的其他性状是细胞质遗传吗？
谢 谢 大 家 ！
第一节 细胞质遗传
1、概念： 真核生物通过细胞质内的遗传物质(质基 因)控制性状的遗传方式.
2、物质基础： 线粒体、叶绿体的DNA
3、特点： 实例——紫茉莉质体的遗传实验
质体：
叶绿体：含叶绿素 白色体：不含任何色素
花斑型植株
白色枝条
绿色枝条
花斑枝条
紫茉莉枝条质体的遗传实验结果
父本
实验 绿
一
细胞质遗传的特点： （1）母系遗传
原因：受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞 例子：藏报春、玉米、棉花等叶绿体的遗传， 高粱、水稻等雄性不育的遗传
（2）杂交后代的性状不出现一定分离比
（有性状分离，无分离比） 原因：质基因是随机地、不均等地分配
如何解释在一株花斑型植物上会同时 出现绿、白、花三种类型的枝条？
4、与细胞核遗传的比较：
（1）核遗传正交反交结果相同（F1都表现为显性性状） 质遗传正交反交随母本
（2）核遗传后代有性状分离比
（3）核基因成对出现
细胞质遗传PPT课件
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第三节、叶绿体遗传
紫 茉 莉 花 斑 性 状 的 遗 传 玉 米 条 纹 叶 的 遗 传 质 体 的 遗 传 特 点
质 体 遗 传 的 分 子 基 础
第17页/共92页
紫茉莉花斑性状的遗传
• 柯伦斯(1908)： • 不符合孟德尔定律的遗传现象
• 紫茉莉枝条色性状： • 绿色 • 白色(无白色植株) • 花斑
第四节、线粒体遗传
红色面包霉缓慢生长突变型遗传(p280) 线粒体遗传的特点
线粒体遗传的分子基础(p281-283)
第37页/共92页
38/101
第四节、线粒体遗传
红色面包霉缓慢生长突变型遗传 线粒体遗传的特点
线粒体遗传的分子基础
第38页/共页
线粒体遗传的特点
• 与质体的遗传相比，线粒体基因组的遗传与核基因组间的关系更紧密 • 一方面，线粒体在遗传具有半自主性 • 能够自我复制、转录和翻译表达 (决定性状表现) • 另一方面，线粒体基因组编码线粒体(有氧代谢过程)中不到10%的结构与功能蛋白；其余部分由核基 因编码
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连续回交的遗传表现
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第一节 细胞质遗传 的概念和特点
一、细胞质遗传的概念 二、细胞质遗传的特点
三、质体遗传 四、线粒体遗传 五、共生体和质粒决定的染色体外遗传
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第二节 母性影响
母性影响的概念与实质 椎实螺外壳旋转方向的母性影响
一、细胞质遗传的概念 二、细胞质遗传的特点
三、质体遗传 四、线粒体遗传 五、共生体和质粒决定的染色体外遗传
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第三节、叶绿体遗传
紫 茉 莉 花 斑 性 状 的 遗 传 玉 米 条 纹 叶 的 遗 传 质 体 的 遗 传 特 点
质 体 遗 传 的 分 子 基 础
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紫茉莉花斑性状的遗传
• 柯伦斯(1908)： • 不符合孟德尔定律的遗传现象
• 紫茉莉枝条色性状： • 绿色 • 白色(无白色植株) • 花斑
第四节、线粒体遗传
红色面包霉缓慢生长突变型遗传(p280) 线粒体遗传的特点
线粒体遗传的分子基础(p281-283)
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第四节、线粒体遗传
红色面包霉缓慢生长突变型遗传 线粒体遗传的特点
线粒体遗传的分子基础
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线粒体遗传的特点
• 与质体的遗传相比，线粒体基因组的遗传与核基因组间的关系更紧密 • 一方面，线粒体在遗传具有半自主性 • 能够自我复制、转录和翻译表达 (决定性状表现) • 另一方面，线粒体基因组编码线粒体(有氧代谢过程)中不到10%的结构与功能蛋白；其余部分由核基 因编码
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连续回交的遗传表现
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第一节 细胞质遗传 的概念和特点
一、细胞质遗传的概念 二、细胞质遗传的特点
三、质体遗传 四、线粒体遗传 五、共生体和质粒决定的染色体外遗传
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第二节 母性影响
母性影响的概念与实质 椎实螺外壳旋转方向的母性影响
一、细胞质遗传的概念 二、细胞质遗传的特点
三、质体遗传 四、线粒体遗传 五、共生体和质粒决定的染色体外遗传
《细胞质遗传》课件
2
通过研究细胞质的遗传变异，可以深入了解疾病 的发病机制，为疾病的诊断和治疗提供新的思路 和方法。
3
细胞质遗传还可以应用于药物研发和个性化医疗 等领域，提高药物的疗效和安全性。
细胞质遗传在其他领域的应用
细胞质遗传在环境保护领域也有应用价值，可 以通过研究细胞质的遗传变异来评估环境污染 对生物体的影响。
细胞质基因表达的时空特异性
03
细胞质基因的表达在不同时间和空间中具有特异性，与细胞发
育和分化密切相关。
细胞质基因表达的调控机制
转录水平的调控
通过转录因子、染色质重塑等机制调控细胞质基因的转录过程。
翻译水平的调控
通过mRNA稳定性、核糖体数量和活性等机制调控细胞质基因 的翻译过程。
蛋白质降解
通过蛋白质降解途径调控细胞质基因表达后蛋白质的稳定性。
特点
水平传递具有多样性，即 细胞质基因可以通过多种 途径在不同个体或不同种 类的细胞之间进行传递。
实例
某些病毒的基因可以通过 转染或转化等方式在不同 细胞之间进行传递。
细胞质基因的重组传递
定义
细胞质基因的重组传递是 指细胞质基因在复制过程 中发生重组，导致基因型 改变的过程。
特点
重组传递通常发生在细胞 分裂过程中，重组可能导 致基因型的改变，从而影 响细胞的表型。
人类健康
细胞质遗传与人类健康密切相关， 如线粒体疾病等，对细胞质遗传的 研究有助于深入了解这些疾病的发 病机制和治疗方法。
细胞质遗传的研究历史与发展
研究历史
细胞质遗传的研究始于20世纪中叶，随着分子生物学和遗 传学技术的不断发展，人们对细胞质遗传的认识逐渐深入 。
研究方法
目前，细胞质遗传的研究方法主要包括基因组学、蛋白质 组学、代谢组学等技术手段，这些方法的应用为细胞质遗 传的研究提供了有力支持。
《遗传学》细胞质遗传
– 基因的载体不同； – 基因的分离和分配不同。
细胞质基因
• 核基因的载体是染色体。 • 细胞质基因的载体是存在于细胞质中的细胞器，如：
– 动物和植物的线粒体 – 植物的叶绿体 – 动物的质体等
（一）叶绿体DNA（ctDNA）
• 叶绿体DNA仅占DNA总 量的2-4%
• 闭合的双链环状分子 • 烟草ctDNA为156kb
复习思考题
• 1、名词解释
– 细胞质遗传 • 2、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（ ）。
– A、绿色； B、白色；D
– C、花斑； D、绿色，白色，花斑
第二节 细胞质遗传的物质基础
• 细胞质遗传和核遗传的异同： • 相同点：性状的表现都是受基因控制。 • 不同点：
– 例：椎实螺外壳旋转方向的遗传。
椎实螺外壳旋转方向的遗传
• 雌雄同体，异体受精；单个饲养，自体受精。 • 椎实螺外壳旋转方向有左旋和右旋之分。
椎实螺外壳旋转方向的遗传
从正反交F1来看，椎实螺外壳旋转方向的遗传 与细胞质遗传一致。
椎实螺外壳旋转方向的遗传
F2为右旋，不分离 F3出现3:1分离， 属于孟德尔遗传， 但晚了一个世代 延迟遗传
– 由于遗传上的原因造成雄配子败育。
• 类型：
– 细胞核雄性不育基因（细胞核雄性不育） – 细胞质与细胞核互作不协调（细胞质雄性不育）
二、植物雄性不育的概念和分类
• 细胞核雄性不育：核内染色体基因决定不育类型。 • 细胞质雄性不育：决定不育类型的基因存在于细胞质
中。 • 质核互作雄性不育：核基因和细胞质基因共同决定不
系和杂交种。
六、两区三系制种法
细胞质基因
• 核基因的载体是染色体。 • 细胞质基因的载体是存在于细胞质中的细胞器，如：
– 动物和植物的线粒体 – 植物的叶绿体 – 动物的质体等
（一）叶绿体DNA（ctDNA）
• 叶绿体DNA仅占DNA总 量的2-4%
• 闭合的双链环状分子 • 烟草ctDNA为156kb
复习思考题
• 1、名词解释
– 细胞质遗传 • 2、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（ ）。
– A、绿色； B、白色；D
– C、花斑； D、绿色，白色，花斑
第二节 细胞质遗传的物质基础
• 细胞质遗传和核遗传的异同： • 相同点：性状的表现都是受基因控制。 • 不同点：
– 例：椎实螺外壳旋转方向的遗传。
椎实螺外壳旋转方向的遗传
• 雌雄同体，异体受精；单个饲养，自体受精。 • 椎实螺外壳旋转方向有左旋和右旋之分。
椎实螺外壳旋转方向的遗传
从正反交F1来看，椎实螺外壳旋转方向的遗传 与细胞质遗传一致。
椎实螺外壳旋转方向的遗传
F2为右旋，不分离 F3出现3:1分离， 属于孟德尔遗传， 但晚了一个世代 延迟遗传
– 由于遗传上的原因造成雄配子败育。
• 类型：
– 细胞核雄性不育基因（细胞核雄性不育） – 细胞质与细胞核互作不协调（细胞质雄性不育）
二、植物雄性不育的概念和分类
• 细胞核雄性不育：核内染色体基因决定不育类型。 • 细胞质雄性不育：决定不育类型的基因存在于细胞质
中。 • 质核互作雄性不育：核基因和细胞质基因共同决定不
系和杂交种。
六、两区三系制种法
第章细胞质遗传
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)。 ◆细胞质遗传又称非染色体遗传(non-chromosomal inheritance)、非孟德尔遗传(non-Mendelian inheritance)、染色体外遗传(extra-chromosomal inheritance)、核外遗传(extra-nuclear inheritance)、母 体遗传(maternal inheritance)等。
(二)线粒体基因组的构成
(二)线粒体基因组的构成 ◆高等植物的mt DNA非常大，并且因植物种类不同而 存在很大差异，其限制性内切酶谱复杂，因而制作其 基因组图也相当困难，比动物的基因组图研究落后。 ◆但是一些高等植物的mt DNA的基因定位工作已相当 突出。已将玉米mt DNA的全序列基本测出来，其环 状mt DNA含有约570kbp，其内部具有多个重复序 列，主要的重复序列有6种(各有2个重复)。目前已有 不少基因如编码rRNA、tRNA、细胞色素C氧化酶等 的基因定位于玉米、小麦等的mt DNA上。
(三) 线粒体内遗传信息的复制、转录和翻译系统 ◆mt DNA的复制也是半保留式的，是由线粒体的DNA 聚合酶完成的。 ◆线粒体中也含有核糖体和各种RNA。线粒体核糖体在 不同生物之间存在很大差异，如人的HeLa细胞的线粒 体核糖体为60S，由45S大亚基和35S小亚基组成，而 其细胞质核糖体为74S；酵母线粒体核糖体为75S，由 53S大亚基和35S小亚基组成，而其细胞质核糖体为 80S(由60S和40S组成)。试验证明线粒体的各种RNA 都是由mt DNA转录来的，并已确定许多生物的mt DNA上的RNA基因的位置。线粒体核糖体还含有氨基 酰tRNA，能在蛋白质合成中起活化氨基酸的作用。
细胞质遗传
第二节 细胞质遗传的物质基础
细胞质基因的存在 叶绿体DNA 线粒体DNA 质粒和共生体
共生体的遗传
在某些生物的细胞质中存在着一种细胞质颗 粒，它们并不是细胞生存的必需组成部分， 而是以某种共生的形式存在于细胞中，因而 被称为共生体。 这种共生体颗粒能够自我复制，或在寄主细 胞核基因组的作用下进行复制，连续地保持 在寄主细胞中，并对寄主的表现产生一定的 影响，类似于细胞质遗传的效果。
叶绿体遗传的花斑现象
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。
紫茉莉花斑性状的遗传
接受花粉的枝条 白 色 提供花粉的枝条 白 色 绿 色 花 斑 白 色 绿 色 花 斑 白 色 绿 色 花 斑 杂种植株的表现 白 色 白 色 白 色 绿 色 绿 色 绿 色 白色、绿色、花斑 白色、绿色、花斑 白色、绿色、花斑
1、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。 多数核不育型均受简单的一对隐性基 因(rf)所控制： rfrf：雄性不育 ♀rfrf × RfRf♂ RfRf ↓ Rfrf 雄性可育 F1 Rfrf 可育 ↓ F2 1RfRf:2Rfrf:1rfrf
20世纪70年代末在我国的山西省太谷 发现了由显性雄性不育单基因所控制 的太谷显性核不育小麦： msms：雄性可育 Msms: 雄性不育
核基因决定细胞质基因的存在
K／K+卡巴粒 是放毒型 K／K 是敏感型
纯合放毒型(KK+卡巴粒)与敏感型(kk、 无卡巴粒)的交配可能出现两种情况：
第三节 植物雄性不育的遗传 植物雄性不育(male sterility)的主 要特征：雄蕊发育不正常，不ห้องสมุดไป่ตู้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 根据雄性不育发生的遗传机制，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。
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1、类神经性肌肉衰弱症是一种由线粒体中基 因控制的遗传病。下列关于该病遗传的叙述中 正确的是（ B ）
A.该病患者中女性多于男性 B.母亲患病， 子女全都患病 C.父亲患病，女儿全都患病 D. 父亲患病，子女全都正常
2、下列关于细胞质遗传的叙述中，正确的是 （ B ）A.子代总表现出母本的性状，因此F1 一定不会出现性状分离 B.杂交后代不会出现 一定的性状分离比 C.性状遗传也是由基因控 制的，因此符合孟德尔的遗传定律 D.细胞质 基因存在于细胞器中的染色体上 巩固提高
11、细胞核基因控制的性状，子代的性状是由 双亲的基因型 决定的；细胞质基因控制 的性状，子代的性状是由 母本 决定的。 12、一紫茉莉枝条上结籽40粒，形成的幼苗中正 常绿色13株，花斑叶25株，白化2株。产生 这些种子所需的花粉来自：（ D） A、绿色枝条 B、白化枝条 C、花斑枝条 D、不能确定
斑 色
绿 白
色 色
白 色 花 斑 绿 色 白 色 花 斑
绿色、白色、花斑 绿色、白色、花斑 绿色、白色、花斑
花 斑
1.细胞质遗传是母系遗传
杂交后代（F1）总是表现出母本性状的 遗传现象，叫母系遗传。
解释：
精子n
父本2n 减数 分裂 母本2n
卵细胞n
受精
受精卵2n
发 育
F1
结论：F1的细胞质遗传物质几乎全部来自于母本
巩固提高
3）细胞质基因和细胞核基因的不同之处是 （ D）
A、具有控制相对性状的基因 B、基因按分离定律遗传 C、基因结构分为编码区和非编码区 D、基因不均等分配
巩固提高
4）下列说法不正确的是
（B ）
A、细胞质遗传是由细胞质中的遗传物质控 制的
B、在减数分裂中，细胞质中的基因遵循孟 德尔发现的定律 C、在细胞质遗传中，F1的性状完全是由 母本决定的
从母系遗传特点可推出：
在细胞质遗传中，正交和反交所产生的子 代的性状不一样。
P
代表两种细胞核
配子
代表两种质体 代表两种线粒体
F1
正交
反交
2.细胞质遗传中，后代不出现一定的性状分离比。
卵原细胞在减数分裂时，细胞质中的基因并不像核基因那样有 规律地分离，而是随机地、不均等地分配到子细胞中去，因此会产 生三种卵细胞，从而会产生三种不同的植株。这种随机性和不均等 性就导致了细胞质遗传的第二个特点：后代不出现一定的分离比。
D、 ②③
巩固提高
6）在形成卵细胞的减数分裂过程中，细胞 质遗传物质的分配特点是 （D）
①有规律分配 ②随机分配
③均等分配
A、 ①③
④不均等分配
B、 ②③
C、 ①④
D、 ②④
7、紫罗兰的胚表皮呈深蓝色和黄色是一对相对性 状，相互杂交时，
胚表皮深蓝色♀╳胚表皮黄色♂→F1胚表皮深蓝色 胚表皮黄色♀╳胚表皮深蓝色♂→F1胚表皮黄色 由此可知胚表皮颜色的遗传属于（ 细胞质遗传 ） 8、杂交子一代中有雄性不育系，则它的双亲可 能的基因型为（ A ） A.♀S(Rr)╳♂N(rr) C.♀S(RR)╳♂N(rr) B.♀N(rr) ╳♂S(rr) D.♀S(rr) ╳♂N(RR) 巩固提高
小结：
细 胞 核 遗 传
相对 独立
典型实例：紫茉莉质体遗传
相互 影响
细 胞 质 遗 传
主要特点：母系遗传；杂交 后代不出现一定的分离比 形成原因：受精卵中的细胞 质几乎全部来自卵细胞。减 数分裂时，细胞质中的遗传 物质随机、不均等分配。
物质基础：线粒体、叶绿体 等细胞质中的DNA 实践应用：三系配套杂交育种
问题：细胞的遗传物质是什么？
细胞的遗传物质是DNA
真核细胞的DNA
细胞核DNA：位于染色体上，控制细胞核
遗传。 细胞质DNA： 位于线粒体和质体中，DNA为 环状，不与蛋白质结合成染色 体，控制细胞质遗传 生物的遗传是细胞核遗传和细胞质遗传共同作用的结果。 质体遗传 质体：是植物细胞特有的细胞器 叶绿体： 含叶绿素和类胡萝卜素 白色体： 不含色素 有色体： 含类胡萝卜素 细胞质遗传 线粒体遗传
巩固提高
问题：
• 紫茉莉花斑植株的遗传，是否符合孟德尔 的基因的分离定律？ 不符合
• 与孟德尔的豌豆杂交试验作比较，上述杂 交试验有何特点？
1）F1总表现出母本性状，即母系遗传 2）F1的性状不会出现一定的分离比
二、细胞质遗传的应用
• 主要应用于： 作物的杂交育种 • 杂种优势： 在生产上使用杂交种，比使用连年种 植的优良品种有更显著的增产作用，作物 表现出生长整齐、植株健壮、产量高、抗 虫抗病能力强等特点，人们称这种现象为 杂种优势。
一、细胞质遗传的特点
花斑紫茉莉叶色的遗传
花 绿色枝条 镜检 斑 白色枝条 植 花斑枝条 株
叶肉细胞只含叶绿体 叶肉细胞只含白色体 三种细胞
1只含叶绿体的细胞 2只含白色体的细胞 3同时含叶绿体和白 色体的细胞
紫茉莉遗传试验
接受花粉枝条 色
绿 白
花 绿
色 色
D、线粒体和叶绿体中含有少量的遗传物 质，其遗传属于细胞质遗传
巩固提高
5）甲性状和乙性状为细胞质遗传。下列四 种组合中能说明这一结论的是 （ C ）
①♀甲×♂乙 → F1呈甲性状
②♀甲×♂乙 → F1呈乙性状
③♀乙×♂甲 → F1呈甲性状
④♀乙×♂甲 → F1呈乙性状
A、 ①② B、 ③④
C、 ①④