细胞质遗传

一、雄性不育的概念
目前水稻、玉米、高梁、洋葱、蓖麻、甜菜和油 菜等作物已经利用雄性不育性进行杂交种子的生 产。 此外，对小麦、大麦、珍珠粟、谷子和棉花等作 物的雄性不育性已进行了广泛的研究，有的已接 近用于生产。
二、 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不同分为： 细胞核雄性不育型 细胞质雄性不育型 细胞质－细胞核互作雄性不育型 质核不育型实用价值较大，如果交杂的母本具有这 种不育性，就可免除人工去雄，节约人力，降低种 子成本，并且可以保证种子纯度。
目前已在270多种植物中发现细胞质雄性不育现象
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—1号为患 者(Ⅱ一3表现正常)，图中患此病的个体是
A、Ⅱ4、Ⅱ5、Ⅲ7
B、Ⅱቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、Ⅲ7、Ⅲ8
√C、Ⅱ4、Ⅱ5、Ⅲ8 D、Ⅱ4、Ⅲ7、Ⅲ8
人的线粒体基因突变所致疾病的遗传特点是 A．基因控制，遵循孟德尔遗传定律，男性
和女性中均可表现
质体≠质粒≠基粒
♀ 绿色 P DD
白色 dd
♀白色
dd
绿色 DD
配子 D
d
d
D
F1
Dd
Dd
绿色
白色
1、无论正交、反交，后代核基因组成 相同 。
2、后代的质基因组成因正交或反交而 不同 。
完全由母本决定。因为受精卵中的质基因
几乎全部来自卵细胞，从而体现 母系 遗传
细胞质遗传表现为母系遗传的主要原因是 A．精子细胞质中不含有遗传物质
↓↓↓
↓↓↓
F3 右旋 右旋 左旋 (SS)(分离)(ss)
右旋 右旋 左旋 (SS)(分离)(ss)
结果 3 ∶ 1
Ⅰ、正反交结果不同
3 ∶1
Ⅱ、F3才发生性状分离，比孟德尔遗传的分离
世代晚一个世代。
如果试验只进行到F1，很可能被误认为细胞质遗传
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 纺锤体分裂方向决定的，并由受精前的母体基因型决定
A．某一对同源染色体上
B．水稻细胞的线粒体上
√C．水稻细胞的叶绿体上 D．水稻细胞的核糖体上
有关细胞质和和细胞核遗传的叙述，正确的是 （多选）
√A、细胞质遗传中，两亲本杂交的后代也可能会 出现性状分离 B、红绿色盲遗传不表现为孟德尔遗传的分离比， 属于细胞质遗传 C、遗传物质分别是DNA和RNA
√D、胡萝卜根组织培养的繁殖过程不遵循孟德尔
二、 雄性不育的类别及其遗传特点 （一）核不育型
★核雄性不育性简称核不育性，由核内基因所决 定的雄性不育类型
★多数核不育性受一对隐性基因（ms）控制，纯 合体（msms）表现为雄性不育，这种不育性 能为相对显性基因（Ms）所恢复
★亦有显性基因控制的雄性不育
杂合体（Msms）后代呈简单的孟德尔式分离 msms×MsMs
A、 ①②
√C、 ①④
B、 ③④ D、 ②③
植物甲的核基因为AA，质基因为r；植物乙的
核基因为aa，质基因为R。若将甲(母本)×乙
称为正交，乙(母本)×甲称为反交，则F1的 基因型是
√A．正交F1为Aa(r)，反交F1为Aa(R)
B．正交F1为AA(r)，反交F1为aa(R) C．正交F1为Aa(R)，反交F1为Aa(r) D．正交F1为AA(R)，反交F1为aa(r)
椎 实 螺 正 反 交 ，F1旋转方向都与各自母本相似，即 右旋或左旋，F2却都为右旋，F3才出现右旋和左旋 的分离。
正交
反交
♀(右旋)SS×♂(左旋)ss ♀(左旋)ss×♂(右旋)SS
↓异体受精
↓异体受精
F1 全部为右旋(Ss) ↓自体受精
全为左旋(Ss) ↓自体受精
F2 1SS:2Ss:1ss(均右旋) 1SS:2Ss:1ss(均右旋)
√B、都有可能发生基因突变
C、都是成对存在的，都具控制相对性状的 基因 D、基因的表达会受环境影响
正因为质基因不是成对存在的，所以质基因 只能随机地、不均等地分配到子细胞中去。
绿色枝条叶肉细胞：只含叶绿体
花 斑 白色枝条叶肉细胞：只含白色体 植 株
花斑枝条叶肉细胞：含三种细胞
质体主要分为叶绿体和白色体
↓
Msms
↓
MsMs Msms msms 3 ∶1
用普通的遗传学方法不能使整个群体均保持这种 不育性。这是核不育性的一个重要特征，也是人 们利用核不育性的最大障碍。
二、 雄性不育的类别及其遗传特点 （二）细胞质不育型
★由细胞质基因控制的雄性不育类型简称质不育 性，表现细胞质遗传的特征 ★用这种不育株作母本与可育株杂交，后代仍是 不育株。 ★不育性能保持，但不能恢复
二、母性影响的特点
下一代表现型受上一代母体基因的影响
三、母性影响的遗传实例
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。
√B．基因控制，但不遵循孟德尔遗传定律， 男性和女性中均可表现 C．突变的基因属于细胞质遗传，不遵循孟德尔 遗传定律，只在女性中表现 D．突变的基因属于细胞质遗传，后代一定不 出现性状分离
将具有条斑病叶水稻的花粉授在正常叶水稻 的柱头上，得到的子代水稻全部为正常叶， 倘若将正常叶水稻的花粉授到条斑叶水稻的 柱头上，得到的子代水稻全部为条斑叶，控 制这一性状的基因最可能是在
三 高等植物雄性不育的遗传
一、雄性不育的概念
在细胞质基因决定的许多性状中，与农业生产关系最密 切的是植物的雄性不育性
植物雄性不育的主要特征是雌雄同株或同花的植物雄 蕊发育不正常，不能产生正常花粉，但雌蕊发育正常， 能接受外来花粉而受精结实
雄性不育在植物界是很普遍的，迄今已在18个科的 110多种植物中发现了雄性不育性的存在
5、若知道某些基因（正常或不正常）位于 叶绿体、线粒体或细菌和酵母菌质粒上， 则这些基因的遗传属于细胞质遗传。
6、把两种微生物的细胞核互换后，若发现其 性状并未改变，则可判断为细胞质遗传。 反之判断为细胞核遗传。
7、由核移植实验的结果判断： 把生物A的细胞核植入除去细胞核的生物B 的体细胞或卵细胞中，若得到的重组细胞 （或由这个重组细胞发育成的个体）表现为
√B．受精卵的细胞质几乎全部来自卵细胞 C．精子细胞中没有线粒体和叶绿体 D．受精卵的遗传物质全部来自于母本
在遗传家系图中若出现“母病儿女必病” 的情况，则初步判断为细胞质遗传。
母系遗传是“女性传女性”吗？
如果以花斑的枝条作为母本，子代除了 花斑植株，还出现绿色植株和白色植株， 这是否与细胞质遗传的母系遗传相违背？
状，与母本无关。 2、若出现性状分离，一定具有一定的分离比
二、细胞质遗传
1、子代性状因正交或反交而不同（由母本决 定）表现为母系遗传。
2、若出现性状分离，不会出现一定的分离比
练习
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
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
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。 ∴母体基因型 受精卵纺锤体分裂方向 椎实螺外 壳旋转方向。
四、母性影响的类型 1、短暂性的母性影响：只影响子代个体的幼龄期。 如面粉蛾的眼色遗传。 2、持久性的母性影响：影响子代个体终身。 如锥实螺螺壳旋转方向遗传。
五、母性影响的实质及可能机制
卵原细胞类型 卵细胞类型 后代植株类型
减数 分裂
花
斑
减数 分裂
枝
条 减数
分裂
具有两种质体的 卵原细胞进行减 数分裂时，质基 因如何分配？ 质基因随机地、 不均等地分配
花斑枝条产生 3 种 没有 一定比例的卵细胞
卵原细胞类型 卵细胞类型
减数 分裂
后代植株类型
受精 发育
绿色植株
花
斑
减数
枝
分裂
条
受精后有 丝分裂产
紫茉莉花斑植株的杂交结果 ：
受粉枝(母本) 供粉枝(父本) 种子发育成的植株
绿色
绿色
绿色
辨白析色 ：
细胞质遗传一花斑定没有
性状分离吗绿色？
白色
白色
白色
花斑
绿色、白色、花斑
花斑
绿色 白色
绿色、白色、花斑 绿色、白色、花斑
花斑
特点：
1）无论正交、反交，F1总表现 母本 性状，即 母系 遗传 2）若F1出现性状分离，其性状不出现一定的 分离比。
细胞质遗传及高等植物雄性不育
一 细胞核与细胞质遗传研究的实验材料
豌豆
花斑紫茉莉
母本 孟德父尔本的豌豆杂交母实本验 父本
P 高茎 × 矮茎
P 矮茎 × 高茎
F1
高茎
自交
F1 高茎
自交
F2 高茎 矮茎 3 ：1
F2 高茎 矮茎 3：1
特点：
1）无论正交、反交，F1总表现显性 性状，与母本无 关 2）杂种后代的性状出现一定的 分离 比。
注意：1、花的形状和颜色由细胞核基因控制 2、植物果皮、种皮的颜色（口味）虽 然表现为母本性状，但却属于细胞核 基因控制的遗传。
二 母性影响
一、母性影响的概念
母性影响又称为母性效应（前定作用或延迟遗传）： 是指子代某一性状的表现由母体的核基因型或积累在 卵子中的核基因产物所决定，而不受本身基因型的支 配，从而导致子代表型与母本表型相同的现象。 ★ 母性影响不属于胞质遗传范畴，有一定相似性
生物B的性状，则可判断为 细胞质 遗传； 若表现为生物A的性状，则判断为 核 遗传；
若同时表现为生物A和生物B的性状，则可以
判断为 细胞质遗传和细胞核遗传 。
若控制叶片、 叶柄、茎颜色
质基因在 叶绿体上
细胞质 基因
若控制根或人 动物某一性状
质基因在 线粒体上
若不指明部位 和控制的性状
质基因在 叶绿体或 线粒体上
为什么以绿色枝条或白色枝条作为母本 时，后代不发生性状分离，而以花斑枝 条作为母本时，后代就发生性状分离？
♀ 绿色
白色
♀白色
绿色
P
配子
F1
绿色
白色
绿色枝条或白色枝条能产生几种卵细胞？ 绿色枝条或白色枝条只能产生一种
卵细胞，所以不会发生性状分离。
花斑枝条可以产生多少种卵细胞？ 各种卵细胞之间有无一定的比值？
受精卵
绿色枝条 白色枝条
绿色枝条 白色枝条 想想花斑紫茉莉的其他可能类型
疑误辨析：
以花斑紫茉莉作为母本时，子代除了花斑 植株，还出现绿色植株和白色植株，这并 不与细胞质遗传的母系遗传相违背。因为 这种条件下，后代到底表现为何种性状， 完全取决于母本产生的卵细胞类型，而与 父本没有关系。
归纳总结： 一、细胞核遗传 1、不管正交、反交，子代都表现为显性性
控制豌豆植株高度的的基因属于 细胞核基因（核基因）
控制花斑紫茉莉枝条颜色的基因属于 细胞质基因 （质基因）
DD
dd
存在位置
存在方式
核基因
细胞核的 染色体上
与蛋白质结合， 在染色体上呈 直线排列
质基因 细胞质的叶绿 体、线粒体上
不与蛋白质结合 呈双链、环状等 形状单独存在
下列哪一项不是核基因和质基因的共同特点 A、有遗传效应的DAN片段
生三种细 花斑植株
胞，发育
减数 分裂
受精 白色植株
发育
1、什么情况下细胞质遗传会出现性状分离？ 2、细胞质遗传出现的性状分离为什么没有一定的分离比？
花斑紫茉莉为什么会有三种枝条？
受精卵
绿色枝条
白色枝条
花斑枝条
不管是减数分裂还是有丝分裂，质基因都是 随机地、不均等地分配到子细胞中去。
花斑紫茉莉一定会有三种枝条？
归纳总结： 一、细胞核遗传
1、不管正交、反交，子代都表现为显性性 状，与母本无关。
2、若出现性状分离，一定具有一定的分离比
二、细胞质遗传
1、子代性状因正交或反交而不同（由母本决 定）表现为母系遗传。
2、若出现性状分离，不会出现一定的分离比
同样是基因控制的性状，为什么细胞质遗传 和细胞核遗传表现出如此明显的区别呢？ 根本原因是：
的遗传规律
〈细胞质遗传〉解题的规律方法
一、解决此类问题的突破点：
1、原核生物（无性生殖）不会有细胞核 遗传， 故不遵循孟德尔遗传规律。
2、杂交后代若无有规律的分离比，则可判断 为细胞质遗传.
3、正交、反交都表现为母本性状则可 判断为细胞质遗传。
4、在遗传家系图中若出现“母病儿女必病” 的情况，则判断为细胞质遗传。
1、母性影响的实质——母性影响是细胞核基因控 制性状的独特表现，不属于细胞质遗传，子代表 现型由母本(体)基因型决定。 2、可能机制—母体为子代胚胎发育早期(性状发 育的决定期)提供物质，决定子代性状的发育。
六、母性影响与细胞质遗传的异同
1、相同点：正反交结果不一致
2、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。后代 会发生性状分离。