细胞质遗传与母性效应

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。这种由于母本基因 型的影响，而使子代表现母本基因型所决定的性 状的现象叫做母性影响，又叫前定作用 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，不属于细胞质遗 传的范畴。 母性影响有两种：一种是短暂的，只影响子 代个体的幼龄期；一种是持久的，影响子代个体
线粒体的复制
• Winge在用剪秋罗杂交时发现雄植株一般不出现 花斑，显然这是有Y染色体之故。但其它染色体 也影响花斑，而且发现有若干常染色体显性基因 抑制花斑。 • （1）Winge用雌的花斑植株与绿色雄植株杂交， 得到的子代有1/4雌是有花斑，3/4雌不是花斑， 而雄的都没有花斑。你如何解释这结果？ • （2）Winge用绿色雌株与绿色雄煮杂交，得到 2458个子代，由1216个雌和1242个雄组成。雌 株中127个有花斑，而雄株无花斑。若染色体基 因都是自由组合的，你如何解释这个结果？
（1）种子形状、子叶颜色(2分) 这7对相对性状中种 子形状和子叶颜色在F1代植株所结的种子上就表现出来， 而其余性状需在F2代的植株上才表现出来(2分)。
• 母性效应是指子代某一性状的表型由母体的核基 因型决定，而不受本身基因型的支配。 • 具有相对形状的亲本作正反交时， Fl总是表现出 母本的性状是母系遗传，也可能是母性效应。椎 实螺是一种雌雄同体软体动物，一般通过异体受 精繁殖，但若单独饲养，也可进行自体受精，其 螺壳的旋转方向有左旋和右旋的区分。现有纯合 的右旋(基因型DD)和左旋(基因型dd) 椎实螺若干， 请选择一对亲本，通过两代交配，证明螺壳的旋 转方向符合母性效应。（要求用遗传图解表示并 加以简要说明）。
∴母体基因型 受精卵纺锤体分裂方向 椎实螺外 壳旋转方向。
母体的基因型如何作用于正在发育的卵细胞？
卵细胞由其周围的滋养细胞提供营养， 滋养细胞的基因产物可进入卵细胞。
母体基因型DD，其卵细胞有D基因产物， 后代为右旋；母体基因型Dd，其卵细胞有D 和d基因产物，由于D对d为显性，后代亦为 右旋；母体基因型dd，其卵细胞有d基因产 物，后代为左旋。
Hale Waihona Puke Baidu
• 1、在小鸡的某一品系中发现有异常性状T。 你采取什么方法来决定此性状是染色体基 因引起的，或是细胞质基因引起的，或是 与“母性效应”有关，或是完全是由于环 境引起的呢？ • 2、正反交在F1如果得出不同的结果，这可 以由（1）伴性遗传（2）细胞质遗传（3） 母性影响。如果你得出这样一个结果，怎 样用实验方法来决定是属于哪一种范畴？
材料:椎实螺螺壳的螺旋方向有左旋与右旋的区分，受 遗传控制。有人为了证明椎实螺螺壳的螺旋方向的遗 传方式，用人工方法进行了如下两个实验。根据下列 实验结果回答下列问题： (注：椎实螺是一种雌雄同体的动物)
• （1）①②这两种杂交方式称为 正交、 反交（或答正反交） 。 • （2）根据上述现象，结合我们已经学习的 母系遗传的知识，通过实验一、二得到的 结果，可推测： • 遗传方式： 细胞质遗传（3分） • 其遗传特点为： 为母系遗传（3分）； ②具有相对性状的亲本杂交，后代性状无 一定的分离比（3分）
• ①实验结果显示，母本患条斑病时，该病通过 __________________方式遗传。 • ②实验中后代不同性状的个体的比例是随机的，其 原因__________________
实验二结果显示，母本正常时，该病的遗传受 ________________________的控制。
质基因和核基因的关系:
抗 敏感 氨基酸位置 GCT丙氨酸 GCA丙氨酸 227 GGT甘氨酸 AGT丝氨酸 228 TTC苯丙氨酸 TTC苯丙氨酸 229 AAC天冬氨酸 AAC天冬氨酸 230
A.由上表可推知，核苷酸代换速率比氨基酸代换速率要快 B.苋菜能抗除草剂，是由于基因突变导致了第228位上的 氨基酸发生了改变 C.苋菜抗“莠去净”品系能在种群中快速扩展，其遗传学 原理是抗性基因在叶绿体中能自我复制，并通过细胞质遗 传方式扩展 D.抗“莠去净”基因的遗传具有母系遗传的特性，且杂交 后代不会出现性状分离
反交 ♀(左旋)ss×♂(右旋)SS ↓异体受精
全为左旋(Ss)
↓自体受精 1SS∶2Ss∶1ss（均右旋） ↓ ↓ ↓ 右旋 右旋 左旋 (SS) (分离) (ss) ↓ 3 ∶ 1
∴ 如果试验只进行到F1，很可能被误认为细胞质遗传。 ∵ F1的旋转方向同母本一致。
②. 原因：椎实螺外壳旋转方向是由受精卵第一次和第 二次分裂时纺锤体分裂方向所决定的。 右旋──受精卵纺锤体向中线右侧分裂； 左旋──受精卵纺锤体向中线左侧分裂。
终身
二、持久的母性影响
椎实螺（Limnaea peregra）外壳的旋转方向 右旋（D），左旋（d）
P： ♀ DD（右）
F1： F2：1DD（右）
♂ dd（左） Dd（右）
2
Dd（右）
1
dd（右）
F3： 1DD
（右） 比例：
1/2DD
1
Dd
1/2dd
1
dd
（右） （右） （右） 3 ：
（左） 1
母性影响与细胞质遗传的异同 相同点：正反交结果F1不一致 不同点
• 细胞质性状的遗传表型是稳定的，受细胞质 基因控制。 • 母性影响的性状受核基因控制，有持久性的， 也有短暂性的。
• 桃果实表面光滑对有毛为显性。现将毛桃 的雌蕊授以纯合光桃的花粉，该雌蕊发育 成的果实为毛桃，科学家研究发现果皮是 由子房壁发育而成，果皮（子房壁）是母 体的一部分，尽管毛桃和光桃受核基因控 制，但果实的表面光滑与否显现出来的是 母本性状，即母本基因型是毛桃，该果实 一定是毛桃，但应该注意的是，科学家将 子代（F1）种子栽种后，所结果实全是光 桃，即表现出来的是F1的基因型。
紫 茉 莉
紫 茉 莉 枝 条 颜 色 遗 传 的 解 释
2、玉米叶片埃形条纹的遗传
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)
P F1 F2
IjIj♀ ijij♂ 绿色 条纹 Ijij 全部绿色 IjIj Ijij ijij 3 绿︰1 白条
P
椎实螺的母体效应
这种由受精前母体卵细胞状态决定子 代性状的现象称为母性影响，本质是核
遗传范畴中的前定作用或延迟遗传。也
称为前定作用或延迟遗传。
短暂性的母性影响
面粉蛾（ Ephestia kuehniella ）野生型幼虫的皮中含 有色素，成虫复眼呈棕褐色。经研究鉴定，这种色素是由 犬尿氨酸（kynurenine）形成的，由一对基因（A/a）控制， 基因型为aa的幼虫皮肤几乎无色，复眼呈红色。用纯合有 色个体（AA）与无色个体（aa）杂交，无论父本还是母本 有色，其F1代都表现有色。但当用F1代（Aa）与aa个体测交， 其后代的表型则取决于有色亲本的性别。 若F1 (Aa)代作父本，后代表型与一般测交一样，幼虫一 半皮肤有色，另一半的皮肤无色；成虫中一半为棕褐色眼， 另一半为红眼，完全符合孟德尔分离比数。 若将F1 (Aa)代作母本，测交后代幼虫都是有色，而成虫 时又表现出半数是褐色眼，半数为红眼。这些结果既不同 于一般测交，也与伴性遗传规律不符。
• 3.麦粉蛾幼虫的体色和成虫的褐色眼，都 需要犬尿素的存在。由于隐性突变基因a纯 合时不能合成犬尿素，因而幼虫身体无色， 幼虫为红色眼。如果基因型为Aa的褐眼雌 蛾与基因型为aa的红色雄蛾交配，其子代 的表型如何？
Gene products that are essential to mitochondrial function.
• (08天津)31.（2）从使用莠去津农田中，选 到了能遗传的耐莠去津杂草，将它与敏感莠 去津植株杂交，结果见下表：
杂交亲本 耐药型♀×敏感型♂ 敏感型♀×耐药型♂ 后代中耐药型植株比例（%）后代中敏感型植株比例（%） 100 0 0 100
由表推断，控制该耐药性状的基因位 于 细胞质中 。
• 1970年以前，未发现植物对除草剂有抗性，但到1985年则发现48 种植物至少对一种除草剂产生了抗性。抗药性的产生和扩展越来 越受到社会各方面的重视。下表是苋菜叶绿体基因pbsA抗“莠去 净”(一种除草剂)品系和敏感品系的部分DNA碱基序列和氨基酸 序列。下列说法错误的是:
• 细胞质遗传与母性影响
• Ⅱ.（1） 孟德尔选择了豌豆的如下7对相对 性状进行研究：
性状 显性 种子 形状 圆形 子叶 颜色 黄色 种皮 颜色 灰色 豆荚 形状 饱满 豆荚 颜色 绿色 花的 位置 叶腋 茎的 高度 高茎
隐性
皱缩
绿色
白色
皱缩
黄色
顶生
矮茎
孟德尔选择 两对相对性状 研究自由组合定律，观察到F2的性状分离比9： 3：3：1所用的时间最短，原因是 。
P： F1：
♂ DD（右）
♀ dd（）
Dd（左）
2
F2：1DD（右）
F3： 1DD
（右） 比例：
1/2DD
Dd（右）
1
1
1
dd（右）
dd
Dd
1/2dd
（右） （右） （右） （左） 3 ： 1
正交 ♀(右旋)SS×♂(左旋)ss ↓异体受精 F1 F2 F3 全部为右旋(Ss) ↓自体受精 1SS∶2Ss∶1ss（均右旋） ↓ ↓ ↓ 右旋 右旋 左旋 (SS)(分离)(ss) ↓ 3 ∶ 1
细胞质遗传的特点： 1. 正交和反交的遗传表现不同；F1通 常只表现母本的性状； 2. 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； 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。
Ⅱ.（12分） （1）种子形状、子叶颜色(2分) 这7对相对性状中种子形状和子叶颜色在F1代植株所结的 种子上就表现出来，而其余性状需在F2代的植株上才表 现出来(2分)。 （2）P： ♀dd × DD ♂ 左旋雌螺 右旋雄螺 ↓ F1： Dd 左旋螺 ↓× F2：1/4DD 2/4Dd 1/4dd 右旋螺 右旋螺 右旋螺（表现母本基因型） 说明：F1代为左旋，F2代均为右旋，说明不是母系遗 传；且F2代无论何种基因型，表现型均由F1代基因型决 定，说明是母性效应。 （遗传图解共6分；文字说明2分）
• 1. 核基因在遗传中起主导作用； • 2. 质基因在某些性状上起主导作用， 但也受核基因调节； • 3. 细胞质基因更常见的是对核遗传起 弥补或后备作用，质基因只具半独立性 遗传系统。
核质DNA比较
母性影响：由于存在母体核基因的代谢产物 ，表现与母体相似的遗传方式。 细胞质遗传：由细胞质基因组所决定 的遗传现象和遗传规律。 区别： （1）F1都表现母本的性状。 （2）但前者是核遗传，后者是细胞质 遗传。
• （3）实验人员又推测，决定椎实螺螺壳的螺 旋方向还有可能是另一种遗传方式，可能在受 精卵形成前，母体的基因型就已经决定了它的 螺旋方向了。 • ①这种遗传方式是 细胞核遗传（3分） ； • ②假设D基因是决定椎实螺螺壳的螺旋方向右 旋的，实验二亲本的个体细胞中此基因是纯合 的，要获得你要推测的结果，在实验二的基础 上该如何进行？请用遗传图解表示。
F1
ijij ♀ IjIj ♂
条纹 绿色
Ijij
绿
Ijij
条
Ijij
白
条♀ Ijij

绿
IjIj绿♂
Ijij
白 条
IjIj IjIj
绿 条
IjIj
白
Ijij Ijij
因此认为，隐性核基因ij引起了叶绿体的 变异，便呈现条纹或白色性状。变异一经 发生，便能以细胞质遗传的方式稳定传递
• 【2004年普通高等学校招生全国统一考试生物 （江苏卷）4O．（7分）】玉米正常植株叶片为绿 色，患一种遗传病后植株的叶片具白色条斑，或 为不能成活的白化苗。显微观察发现，白化苗和 白色条斑处的叶肉细胞不含叶绿体。有人为了探 索该病的遗传机理，用人工授粉的方法进行了如 下两个实验。根据下列实验结果回答问题：
P： F1：
AA
aa Aa（有色个体）
结果：正反交结果相同。
测交1： ♂Aa
♀ aa
1/2aa
测交2： ♀ Aa
♂ aa
1/2aa
1/2Aa
1/2Aa
幼虫 成虫
有色 褐眼
无色 红眼
幼虫 成虫
有色 褐眼
有色 红眼
面粉蛾体色的遗传
A（有色 ）＞a（无色） AA：幼虫有色，成虫眼色为棕褐色。 aa：幼虫无色，成虫眼色为红色。