遗传学11细胞质遗传
细胞质遗传
细胞质遗传
细胞质遗传是指通过细胞质中遗传物质的传递，影响后代性状的过程。
虽然细胞核内的核酸控制了大部分遗传信息，但细胞质中的线粒体和叶绿体也扮演着重要的角色。
细胞质遗传的机制
细胞质遗传主要通过线粒体和叶绿体中的DNA来实现。
线粒体是细胞内的能量中心，负责细胞内的能量转化，而叶绿体是光合作用的场所。
这两种细胞器都含有自己的DNA，通过雌性细胞质的传递来影响后代性状。
线粒体和叶绿体的DNA是环状的，相对于更为复杂的细胞核DNA而言，它们相对较小且编码的基因数量有限。
然而，这些基因对于细胞的正常功能至关重要。
细胞质遗传的影响
细胞质遗传可以导致一些遗传病的传递。
如果母亲携带有突变的线粒体DNA，那么她的子代继承这些突变的可能性会很高。
这种现象被称为“母系遗传”。
另外，细胞质遗传也被发现与一些植物的性状传递有关。
例如，某些植物的叶绿体DNA编码了一些影响光合作用效率的基因，这就导致了在杂交后代中出现了不同的叶形和叶色。
细胞质遗传的意义
了解细胞质遗传对于生物科学的发展至关重要。
通过研究细胞质遗传，人们可以更深入地了解遗传信息的传递机制，从而为疾病的治疗和预防提供更多可能性。
另外，细胞质遗传的研究也为农业和植物育种领域提供了一些新的思路。
通过深入研究植物叶绿体和线粒体的遗传机制，人们可以更好地改良作物，提高农作物的产量和品质。
总的来说，细胞质遗传虽然在遗传学中占据较小的一部分，但是其独特的传递方式和影响机制使其在生物科学领域中扮演着不可或缺的角色。
不断地深入研究和探索细胞质遗传，将有助于揭示生命的奥秘并推动人类社会的发展进步。
医学遗传学第八章细胞质遗传
细胞质遗传学的研究有助于发现新的药物靶点，为药物的研发提供新的思路和方法。
个体化治疗
通过对细胞质基因的研究，可以了解不同个体的基因变异情况，为个体化治疗提供依据，提高治疗效果和减少副作用。
人类起源与进化
细胞质遗传学的研究有助于深入了解人类的起源和进化历程，揭示人类在生物多样性中的地位和演化过程。
细胞质基因的表达受到多种因素的影响，包括基因的启动子、转录因子和表观遗传修饰等。
细胞质基因的表达水平在不同组织中存在差异，与细胞的能量需求和代谢活性密切相关。
细胞质基因组的复制与表达
1
2
3
细胞质基因突变是指细胞质基因组中的碱基序列发生改变，可能导致线粒体功能异常或疾病的发生。
细胞质基因突变通常由DNA复制过程中的错误或损伤引起，也可能与环境因素有关。
详细描述
线粒体疾病
VS
肌营养不良症是一类由基因突变引起的肌肉疾病，主要表现为肌肉萎缩和肌力减弱。
详细描述
肌营养不良症是一类遗传性疾病，其特点是肌肉逐渐萎缩和失去功能。常见的肌营养不良症包括杜氏肌营养不良症（DMD）和贝氏肌营养不良症（BMD）等。这些疾病通常在儿童期发病，并随着年龄的增长逐渐加重，影响患者的行走、站立、呼吸等基本功能。
05
细胞质遗传学的应用前景
疾病诊断
细胞质遗传学在疾病诊断中具有重要作用，通过对细胞质基因突变的研究，可以检测出一些与疾病相关的基因变异，为疾病的早期诊断提供依据。
预防策略
基于细胞质遗传学的知识，可以制定出针对特定疾病的预防策略，如对高危人群进行筛查和干预，以降低疾病的发生风险。
疾病诊断与预防
药物研发与治疗
深入探索细胞质遗传的机制
尽管我们对细胞质遗传有一定的了解，但是其具体机制仍有许多未知之处，需要进一步深入研究。
细胞质遗传—细胞质遗传的物质基础(普通遗传学课件)
《遗传学》
线粒体遗传
线粒体是一种小型的细胞器，在酵母和较高等生物 体中均可以看到，但不可见于细菌和病毒之中。
一、酵母菌小菌落的遗传
酵母有一种“小菌落”个体。这种类型经培养后只能产 生小菌落。
小菌落酵母×正常个体 ↓
二倍体正常 ↓
减数分裂 单倍体正常，不分离小菌落。
小菌落线粒体
正常线粒体
小菌落酵母菌细胞内，缺少细胞色素a和b，还缺少细胞色素 氧化酶，这些酶类，存在于细胞线粒体中，表明这种小菌落的变 异与线粒体的基因组变异有关。
二、繁殖
（一）无性生殖 一个个体经有丝分裂成两个个体。
（二）有性生殖
草 履 虫 接 合 生 殖
1.AA和aa二倍体接合； 2.大核开始解体，小核经减数分裂为8个小核； 3.每一个体中有7个小核解体，留下小核，再经一次
有丝分裂。 4.两个体互换1个小核，并与未交换小核合并；
5.小核合并为二倍体，基因型为Aa； 6.大核已完全解体，小核又经两次有丝分裂，两个个体
1943年，Rhoades报道 玉米细胞核内第7染色体上 有一个控制白色条纹(iojap) 的基因ij，纯合ijij株叶片表 现为白色和绿色相间的条纹。
（一）遗传特点 1.母本是正常绿色，父本是条斑，呈现典型孟德尔比例。
F2 3绿：1 白 形成条斑的 原因？
虽从卵子得到正常叶绿体，但ii本身不能形成正常叶 绿体，而是形成白色的质体。受精卵在细胞分裂过程中， 两种质体的分配不均等。
质粒“友好”地借居于宿主细胞内。靠宿主细胞才能 完成自己的复制，而质粒对宿主细胞的生存不是必需的。
质粒不是单纯的寄生，所携带的遗传信息能赋予细菌 特定的遗传性状。
三、质粒实例
E.coli的F因子的遗传最具代表性。 E. coli一般进行无性繁殖，有时也能进行个体间接 合生殖。 大肠杆菌的各个菌株中找到了不同类型的质粒，主 要有三种类型的质粒：F质粒、R质粒和Col质粒。
遗传学细胞质遗传
㈡、草履虫放毒型的遗传:
1. 结构： 草履虫（Paramecium aurelia）是一种常见
的原生动物，种类很多。 大核（1个），是多倍体，主要负责营养； 小核（1~2个），是二倍体、主要负责遗传。
41
④.半自主性的细胞器： 线粒体内100多种蛋白质中，约有10种是线粒体本身
合成的，包括细胞色素氧化酶亚基、4种ATP酶亚基和1种 细胞色素b亚基。
∴线粒体的蛋白是由线粒体本身和核基因共同编码的， 是一种半自主性的细胞器。
42
第五节 共生体和质粒决定的染色体 外遗传
一、共生体的遗传：
㈠、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
（二）持久的母性影响
例： 椎实螺外壳 的旋转方向受母亲基 因型控制，终生不变。 它受一对等位基因控 制，右旋(D)对左旋(d) 为显性。
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。
P ♀DD × dd♂
右旋 左旋
♀dd × DD♂
左旋 右旋
36
线粒体数目及mt DNA大小：
生物种类 酵母
几种生物的 mt DNA
每细胞中 线粒体数
mt DNA 大小 (kb)
22
84
鼠（L 细胞）
500
16.2
人（Hela 细胞） 800
16.6
mt DNA 与 核 DNA 比值
0.18
0.002 0.01
37
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16569 bp。 人、鼠、牛的mtDAN全序列中测出：
chapter11 细胞质遗传
第十一章细胞质遗传（p254-255）3. 如果正反杂交试验获得的F1表现不同，这可能是由于：①性连锁。
②细胞质遗传。
③母性影响。
你如何用试验方法确定它属于哪一种情况？[答案] X染色体上基因控制的性状：以纯合显性母本与隐性父本杂交时，F1代雌雄个体均表现为显性；以隐性母本与显性父本杂交时，F1代雌性表现为显性，雄性表现为隐性。
因此，只需要考察正反F1代性状表现与性别间的关系。
就可以确定是否属于性连锁遗传。
正反交F1分别进行自交，考察F2性状表现：如果两种F2群体均一致表现为同一种性状，则属于母性影响；如果两个F2群体分别表现两种不同的性状（与对应的F1一致），则属于细胞质遗传。
4. 玉米埃形条纹叶（ijij）与正常绿叶（IjIj）植株杂交，F1的条纹叶（Ijij）作母本与正常绿色叶植株（IjIj）回交。
将回交后代作母本进行下列杂交，请写出后代的基因型和表现型。
（1）绿叶（Ijij）♀ × ♂条纹叶（Ijij）（2）条纹叶（IjIj）♀ × ♂绿叶（IjIj）（3）绿叶（Ijij）♀ × ♂绿叶（Ijij）[答案] F1的条纹叶核基因型为：Ijij，细胞质有两种基因型：+/-。
回交后代遗传组成与表型如下：+（IjIj）绿叶+（Ijij）绿叶-（IjIj）白化-（Iji）白化+/-（IjIj）条纹叶+/-（Ijij）条纹叶（1）绿叶（Ijij）回交后代细胞质全部为正常叶绿体基因+，杂交后代基因型及表现型分别为：+（IjIj）、+（Ijij）绿色，+（ijij）会产生突变叶绿体基因Æ+/-（ijij）为条纹叶或白（2）条纹叶（IjIj）产生的后代可能有3种细胞质细胞类型，但核基因均为IjIj，即：+（IjIj）为绿色、-（IjIj）为白化苗和+/-（IjIj）为条纹叶。
（3）绿叶（Ijij）细胞质全部为正常叶绿体基因，杂交后代：+（IjIj）、+（Ijij）绿色，+（ijij）会产生突变叶绿体基因Æ+/-（ijij）为条纹叶或白化。
遗传学—— 细胞质遗传
一、核质协同作用
?
一、核质协同作用
草履虫的放毒遗传
草履虫（1大核2小核） 草履虫的生殖
无性生殖 有性生殖
自体受精 异体接合
草履虫的放毒型与敏感型 草履虫放毒型与敏感型的接合
草履虫的自体受精
自体受精后新形成的二倍体均为纯合体
草履虫的异体接合
接合生殖遵循孟德尔规律
草履虫的放毒型与敏感型
已在43科、162属、320个种以上植物发现了 雄性不育。
2. 植物雄性不育类型
环境引起的雄性不育，染色体畸变造成的雄性不育和基因突变
引起的雄性不育。不育系、保持系、恢复系
⑴ 环境引起的雄性不育
① 物理杀雄 ② 化学杀雄
第九章 细胞质遗传
（细胞质遗传的概念）
第一节 细胞质遗传的主要特点和 遗传机制
第二节 细胞质基因和细胞核基因 的关系
细胞质遗传的概念
核遗传:染色体基因组所控制的遗传 现象和遗传规律。
细胞质遗传: 由细胞质基因所决定的 遗传现象和遗传规律，有时也称为核 外遗传或母性遗传。
第一节 细胞质遗传的主要特点 和遗传机制
♣ 不遵循孟德尔遗传，后代不出现一定的比 例(非孟德尔式遗传)。
精卵结合
P 配子
代表两种细胞核 代表两种质体 代表两种线粒体
F1
三、细胞质遗传的机制
1. 精卵结合形成的合子由父母双亲所提供的 遗传物质不均等。在受精卵的原生质体中， 核来自于父母双方，而细胞质却几乎完全 来自其母亲（精子受精时胞质很少甚至不 能进入卵细胞中）。
叶绿体基因组
质体DNA多为闭合环状分子，长约40～45μm， GC含量36～41%，比核DNA低。DNA裸露， 不和组蛋白结合。DNA中无甲基化（核DNA25% 左右的C是甲基化的）。120～160kb大小，多数为 150kb
遗传学细胞质遗传
第四节 线粒体遗传
一、线粒体遗传旳体现
（一）红色面包霉生长缓慢突变型旳遗传
突变型原子囊果 × 野生型分生孢子 （缓慢生长型） （生长速度正常）
↓ 突变型
野生原子囊果 × 突变型分生孢子 ↓
野生型
成果分析：
缓慢生长突变型在幼嫩培养阶段不含细胞 色素氧化酶，且线粒体构造不正常 细胞色素氧化酶旳产生与线粒体直接有关
二、叶绿体基因组
叶绿体DNA（chloroplast DNA，ctDNA） ctDNA与细菌旳DNA相同，闭合双链旳环状 构造，裸露旳DNA ； 每一种叶绿体内ctNDA分子数目不拟定，高等 植物中约30~60拷贝。 ctDNA能自主复制、转录和翻译 叶绿体性状同步受核DNA和ctDNA控制，在遗传 上有半自主性
的枝条
的表现
白色
白色
绿色
白色
花斑
白色
绿色
绿色
绿色
花斑
白色
花斑
绿色
花斑
花斑
杂种植株所体现旳性状完全由母本枝条所决定，
与提供花粉旳父本枝条无关。可知控制紫茉莉花
斑性状旳遗传物质是经过母本传递旳。
原因：
正常质体
绿色
细胞正常 随机分配 细 白色质体
白色
质体和白 色质体
胞 正常质体和白
色质体
花斑
花斑枝条：
基因组
附加体基因组（细菌质粒）
一、细胞质遗传概念
二、 细胞质遗传旳特点
1.正交和反交旳体现不同 2.杂交后裔旳表型分离不符合Mendel百分比； 3.经过连续回交，能把母体旳核基因全部置换掉， 母体旳细胞质基因及其控制旳性状不消失； 4.由附加体或共生体决定旳性状，其体现类似于病 毒旳转导和感染； 5.只能经过卵细胞传递给后裔。
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;
《遗传学》细胞质遗传
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
第十一章-细胞质遗传与母性影响课件
敏感型纯合子为：kk
精品课件
10
精品课件
刚开始时是 放毒型， 5~8代后变 为敏感型
11
草履虫素是κ颗粒产生的，但κ颗粒的存在有赖 于核基因K的存在，kk + κ(卡巴粒)是不稳定的，5~8
代后κ(卡巴粒)颗粒会丢失。
κ (卡巴粒)颗粒是草履虫的内共生细菌，是一
种杆菌。在放毒型的细胞中有两种κ颗粒——不透明 的N体和透明的B体。N体经一定条件的诱导可转变 为B体，B体可放毒。事实上N体是一种含溶源化噬 菌体的细菌，经诱导以后产生噬菌体，有毒的物质 是噬菌体产生的。
精品课件
线粒体基因 酵母 thr
met trp arg
果蝇 leu
met trp ser
20
线粒体的核质共同控制：
由于线粒体的DNA分子较小，
所以能编码的遗传信息量有限，如
人的线粒体基因组共编码13个
mRNA，2个rRNA及22个tRNA，总
共只有37个基因。因此线粒体的蛋
白质更多的是由核基因编码的，是
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。 纺锤体的这种 分裂行为是由 受精前的母体 基因型决定的。
精品课件
39
特点： 不按本身的基因型发育，而是按母本的基
因型（不是表型）发育。
本身的基因型推迟一代表现。
精品课件
12
• 这是一个典型的草履虫-细菌-噬菌体的共生 体系。这种通过感染而获得可遗传性状的
现象称为遗传感染。
•
草履虫除κ颗粒外，还有σ颗粒、λ颗
粒等。
精品课件
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。
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（三） 通过连续的回交能把母本的核基因全部置换掉， 但母本的细胞质基因及其控制的性状仍不消失。
回交：指两个亲本杂交，杂交F1与亲本之一再杂交。
连续回交：指选取回交后代继续与亲本之一再杂交。
♀A
×B ♂
♀ F1 × B ♂
♀ BC1
×B ♂
♀ BC2
×B ♂
BCnBiblioteka 连续回交二、思考红色蕃茄植株受粉给黄色蕃茄植株，所结果实为 黄色，F1植株所结果实为红色； 黄色蕃茄植株受粉给 红色蕃茄植株，所结果实为红色，F1植株所结果实为 红色；判断蕃茄的果实颜色是属于质遗传还是核遗传？
在受精过程中，卵细胞不仅为子代提供其核基因， 也为子代提供其全部或绝大部分细胞质基因；而精子则 仅能为子代提供其核基因，不能或极少能为子代提供细 胞质基因。
（二）不表现典型的孟德尔分离比
卵原细胞
减数分裂
卵细胞
受精作用
受精卵
有丝分裂
其他体细胞
原因分析： 在减数分裂时，细胞质中的遗传物质是随机地、
不均等地分配到子细胞中。
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《遗传学》
细胞质遗传的特点
一、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。
（一）正反交结果不一致
通常表现为单亲性状遗传，即在所有的子代中，只 出现一种母本的表现型。
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。
细胞质遗传
11.1 细胞质遗传的概念和特点
11.1.2 细胞质遗传的特点
p244
❖ 正反交结果不同，且F1代的表现总是和母本 一致，故又称之为母性遗传。
❖ 不出现Mendel式分离比
❖ 通过连续回交能把母本的核基因全部置换掉，
但母本的细胞质基因及其控制性状仍不消失。
❖ 非细胞器基因组中遗传物质的传递类似病毒
链霉素抗性表型同正接合型(mt+)亲代的表型一致, mt-型细胞的叶绿体在接合中被丢失
玉米埃型条纹叶的遗传
玉米第7染色体上 (核基因)
正常绿色叶(Ij) 白色条纹叶(ijij) 母本为正常绿叶表现
孟得尔式遗传
p248-249
母本为条形叶不表现孟得尔式遗传
玉米条纹叶遗传的解释
条纹叶基因纯合(ijij)时，会引起叶绿体基因变异
花的植物，雄蕊发育不正常，不能产生有正常功能 的花药、花粉
雌蕊发育正常，能接受正常花粉而受精结实
雄性不育现象的存在与意义：
广泛存在
用于杂种优势利用中，杂交种制种
以不育系作为母本，免除人工去雄的麻烦，
节约人力，降低种子成本，并能保证种子纯度。
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。
与野生型菌落接合
– 二倍接合子的线粒体基因组均来于野生型菌落 – 后代均表现为野生型菌落
11.2.3 叶绿体基因组遗传
p168
叶绿体的遗传特点
叶绿体具有遗传自主性：
既能自我复制，又能独立表达(决定性状表现)
叶绿体遗传的自主性是相对的：
可能与核基因共同决定性状表现 在某些情况下受核基因影响(甚至产生细胞质基因突变)
花斑：
– 局部不能形成叶绿素 具有叶绿体白色体两类
遗传学：细胞质遗
半自主性的细胞器： 含有100 多种蛋白质： – 线粒体自身编码：其中 10 种左右 – 核基因编码：线粒体基质、内膜、外膜、转录翻译所需蛋白
第五节、共生体和质粒决定的遗传
• 一、共生体的遗传
一、背景知识 1. 共生体：寄生在某些生物的 细胞质中，不是细胞生存的必需组分， 但是对寄主有一定影响的颗粒，有自 身的遗传物质，可以自我复制或者随 寄主一起复制，表现类似于细胞质遗 传的效应。
• . 紫茉莉中花斑植株： • 着生绿色、白色和花斑三种枝条，而且 白色和绿色组织之间有明显的界限。 • 1909年由Carl Corrans发现（irabilis jalapa）
2. 玉米条纹叶的遗传
ij（核基因） 叶绿体白色体 条纹、白色
二. 叶绿体基因组
1. 叶绿体DNA特征：
一、核不育型： 单基因：显性、隐性 寡基因：显性、隐性 保持系 × ms ms（不育系） × Ms Ms（恢复系）
ms ms
Ms ms
Ms Ms
F1（可育、杂合） 恢复系
1 双杂合体保持系：参见第六章：易位 2 单杂合体保持系： ms ms × Ms ms
1 ms ms ： 1 Ms ms 开花后检测花粉的育性，拔除可育株。耗费人力。 如何解决？ 转抗除草剂基因 标记基因应用 光敏核不育
而不能被80S核糖体翻译
rRNA： 与原核生物rRNA、真核生物核编码的rRNA都不 同。 tRNA： 除pro、lys、asp、glu、cys外，都是自身编码。
RuBP羧化酶小亚基、叶绿素合成、电子传递、CO2固定 等主要由核编码。
第四节
•
线粒体遗传
• 一、线粒体遗传的表现
1. 红色面包霉缓慢生长突变型的遗传
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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分有明显的界限
花斑
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
杂交植株 的表现 白色
绿色
花斑
紫 茉 莉 花 斑 叶 遗 传 模 型
一 紫茉莉花斑性状的遗传
❖ 绿色叶片或花斑叶片的绿色部分细胞中 含有正常的叶绿体。
❖ 白色叶片或花斑叶片的白色部分细胞中 不含有正常的叶绿体。
B ijij ♀ × IjIj ♂ ↓
F1 Ijij Ijij ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱjij 绿色 条纹 白化
↓ ♀Ijij×IjIj♂
↓ IjIj Ijij 绿色、条斑、白化植株均有， 且不成比例
二 玉米埃型条纹斑的遗传
❖ 纯合ijij条斑植株用作母本，不论父本的基
因型是什么，叶绿体的特征将持续下去， 子代没有典型的孟德尔比数，各种类型都 有 ❖ 看不到核基因和质体表型间的对应关系。 ❖ 埃型条纹斑性状一旦在纯合体植株中形成， 就显示出典型的细胞质遗传，即使有正常
❖ 叶绿体存在于细胞质中，叶绿体遗传符 合细胞质遗传的特征。
❖ 子代的叶绿体类型决定于种子产生于那 一种枝条，而与花粉来自于那一种枝条 无关。
二 玉米埃型条纹斑的遗传
A IjIj绿色♀×ijij条纹♂
↓ Ijij全部绿色
↓⊕ IjIj Ijij ijij 绿色 绿色 白色
（条纹）
1/4 2/4 1/4
毒的转导和感染； 5、只能通过卵细胞传递给后代。
❖ 在真核生物的有性繁殖过程中，卵细胞 带有细胞质及其所含的各种细胞器，精 子则基本上不携带细胞质。
❖ 在受精过程中，卵细胞既提供核基因， 又提供细胞质基因，而精子只提供核基 因而基本不提供细胞质基因。
精细胞与卵细胞的相对比例
正反交差异形成示意图
❖ 这些RNA均转录于mtDNA。
❖ 线粒体中有100种蛋白质，其中10种左右是线粒 体自身合成的
❖ 其中包括三种细胞色素氧化酶亚基，四种ATP酶 亚基和一种细胞色素b亚基。
❖ 编码这些蛋白质的基因都已经定位在mtDNA上。
❖ 线粒体内的其它蛋白质都是由核基因编码的。
❖ 小菌落酵母是mtDNA严重缺失的结果。
❖ 又称为非染色体遗传、非孟德尔遗传、核外遗传、 染色体外遗传、母体遗传。
二 细胞质遗传的特点
1、正交和反交的表现不同； 2、杂交后代的表型分离不符合Mendel比例； 3、通过连续回交，能把母体的核基因全部置换掉，
母体的细胞质基因及其控制的性状不消失； 4、由附加体或共生体决定的性状，其表现类似于病
❖ 小菌落的mtDNA与大菌落的mtDNA 显著不同，有的小菌落甚至测不到 mtDNA的存在。
❖ mtDNA全然缺失的称为ρ0小菌落 ❖ mtDNA部分缺失的称为ρ－ ❖ 而野生型大菌落称为ρ＋ ❖ ρ－的mtDNA除了有大片段缺失外，还
二、小菌落啤酒酵母的遗传
❖ 啤酒酵母，属于子囊菌 ❖ 在正常通气情况下，每个细胞都能在培
养基上产生一个圆形菌落，大部分菌落 的大小相近。 ❖ 大约有1－2％的菌落很小，是正常菌落 的1/3－1/2，称为小菌落（petite）。 ❖ 培养大菌落时经常产生少数小菌落 ❖ 小菌落的后代则永远是小菌落
二、小菌落啤酒酵母的遗传
第11章 细胞质遗传
❖ 本章教学时数：3学时。 ❖ 本章重点：植物雄性不育性的遗传。 ❖ 本章难点：母性影响；植物雄性不育性
的遗传特点。
§1 细胞质遗传的概念和特点
❖ 真核细胞中的线粒体、质体等有少量遗 传物质
❖ 原核细胞和某些真核细胞有附加体和共 生体，称为细胞质颗粒
❖ 带有遗传物质，多游离于染色体之外， 有些能与宿主的染色体整合
❖ 以正常个体为母本与小菌落杂交，只产 生正常的二倍体合子
❖ 它们的单倍体后代也表现正常，不再分 离出小菌落
❖ 说明小菌落的遗传与细胞质有关。
eryRspiS
和
erySspiR
是重组型
酿酒酵母胞质基因分离与重组
三、线粒体遗传的分子基础
❖ 线 粒 体 DNA（mitochondrial mtDNA）
❖ 多为闭合环状结构，也有线状的
DNA，
❖ mtDNA与核DNA的区别： ① 没有重复序列。 ② G/C含量高。 ③ 两条单链的密度不同，一条为重链，一条
为轻链。 ④ 分子量小。
❖ 单倍体酵母细胞内可以有1－45个线粒 体，每个线粒体内可以有50－150个线 粒体DNA分子。
❖ 线粒体不仅含有DNA，亦含有核糖体 （74s）和各种RNA（tRNA、 rRNA和 mRNA）。
遗传上有半自主性
§3 线粒体的遗传
❖一、红色面包霉缓慢生长突变型的遗传 ❖二、小菌落啤酒酵母的遗传 ❖三、线粒体遗传的分子基础
一、红色面包霉缓慢生长突变型的遗传
▪ 生长缓慢的突变型在 幼嫩培养阶段不含细 胞色素c氧化酶
▪ 线粒体结构不正常 ▪ 细胞色素氧化酶的产
生与线粒体直接联系 ▪ 有关生长缓慢的基因
存在于线粒体之中。
一、红色面包霉缓慢生长突变型的遗传
❖ 有一种缓慢生长突变型（poky），在正常情况下能稳 定遗传，即使通过多次接种移植，它的遗传方式和表 现型都不发生改变。
❖ 突变型原子囊果 × 野生型分生孢子 （缓慢生长型） （生长速度正常） ↓ 突变型
反交 ： 野生原子囊果 × 突变型分生孢子 ↓ 野生型
的核基因Ij 存在，也不能对其进行“矫
正”。
三 叶绿体遗传的分子基础
❖ 叶 绿 体 DNA（chloroplast DNA，ctDNA）
❖ 双链闭环结构 ❖ 与细菌DNA相似，没有复杂的染色体结构。 ❖ 每一个叶绿体内ctNDA分子数目不确定，高
等植物中约30-60拷贝。 ❖ ctDNA能自主复制、转录和翻译 ❖ 叶绿体性状同时受核DNA和ctDNA控制，在
一 细胞质遗传的概念
❖ 细胞质 基 因组（ plasmon）：细 胞 器和细 胞 质颗 粒中的遗传物质。
❖核遗传（nuclear inheritance）：由染色体基因 组控制的遗传现象和遗传规律。
❖细胞质遗传（cytoplasmic inheritance）：由 细胞质基因组所决定的遗传现象和遗传规律。
§2 叶绿体遗传
❖一 紫茉莉花斑性状的遗传 ❖二 玉米埃型条纹斑的遗传 ❖三 叶绿体遗传的分子基础
一 紫茉莉花斑性状的遗传
▪ 1908年， Correns
接受花粉 的枝条
▪ 紫茉莉
（Mirabilis jalapa） 白色
花斑植株
▪ 叶片有绿色、白色、 绿色 绿白相间的花斑型
▪ 白色部分和绿色部