母系遗传

①短暂接合：小核交换，胞质不交换，虫 体分开，各形成一个2n核； ②长久接合：小核和胞质均交换，虫体分 开，各形成一个2n核。 **放毒型的遗传既取决于细胞质里的κ粒，又受 核基因K的控制。 κ粒：由双层膜包裹，含DNA, RNA和酶系的小 颗粒，为共生的放毒型细菌。
二、果蝇的感染性遗传
1.CO2敏感遗传
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。
母性影响与细胞质遗传的异同 相同点：正反交结果不一致 不同点

第一节 母性影响
一、短暂的母性影响 1.麦粉蛾肤色的遗传 野生型A 产生犬尿素 突变型a 不产生犬尿素
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。 AA ♀ ♂
×
♂ aa ♀
aa♀ × ♂Aa♀ × ♂aa
（有色）
1/2Aa 表型 幼虫: 有色 成虫: 褐眼
果蝇： CO2抗性： CO2敏感
原因: 胞质中的σ 颗粒，为感染性因子， 可改变雌体对CO2的敏感性，并通过雌体遗传。
2.性比失调：雄性比例极低，甚至缺失 原因：由胞质中螺旋体所引起，只传给雌 体而不传给雄体——雄体早亡。
第四节 线粒体的遗传方式及其分子基础
一、酵母的小菌落突变
在自发或者诱发条件下，可产生小菌落——缺少 细胞色素氧化酶； 小菌落（交配型A）与正常酵母（交配型a）杂交， 合子（Aa）减数分裂产生的4个子囊孢子小菌 落消失。
位于细胞核或类核体以外的遗传物质所控 制性状的遗传现象（extranuclear inheritance）
细胞质遗传的概念和特点
核基因组或染色体基因组 核DNA) 染色体 基因(
遗传 物质
细胞质基因 组
线粒体基因组(mt DNA) 叶绿体基因组(ct DNA) 各 种 细 胞 器 基 动粒基因组(kinto DNA) 中 心 粒 基 因 组 (centro 因组 DNA) 膜体系基因组(membrane DNA)
④具有相对独立的基因复制、表达和调节系统。
⑤部分基因有内含子：eg. Rubisco大亚基9个内含子。
2. 叶绿体DNA的物理图谱及基因定位
(1) 4.5S、5S、16S、23SrDNA(分布在反向重复 序列区);
(2) 30多个tRNA编码序列——4个在反向重复区， 其中2个在16S和23S rDNA之间、其余分散分布； (3)mRNA: 核糖体蛋白（1/3，20）、Rubisco大 亚基、PSI和PSII（部分）、ATPase、RNA多聚酶 （部分）、电子传递蛋白等。
DNP 、25% 5- mC
多 多 均等分配 突变频率较小 通过雌雄配子传递 有规律分离 细胞间分布均匀 无感染性
二、细胞质遗传的实例
1 高等植物叶绿体的遗传
1）紫茉莉质体的遗传 紫茉莉枝条颜色遗传的杂交实验 2) 特点：正反交结果不表现经典的遗传学规律； 杂交子代的颜色子代表型与父本无关，而与母本表型一样 3) 解释：控制性状的基因位于胞质中，杂交后代的胞质几 乎全来自母本。
mt + (smS ) + mt - (smR)
↓ smS
原因： mt + 亲本的叶绿体保留； mt + 亲本中的限制修饰 酶系统使mt –中的叶绿体DNA降解。
二、叶绿体遗传的分子基础
1. 叶绿体基因组 的特点
①120-217Kb的cccDNA，一个叶绿体含一至几十个DNA分 子; ②ctDNA无5‘-甲基胞嘧啶； ③有两个反向重复序列（rDNA区）——变性出现发卡结构；
2)各物种线粒体DNA的大小不一；
3)一个细胞内有多个线粒体，一个线粒体有多个mtDNA分子； 4)无重复的核苷酸序列，有短的多聚核苷酸序列； 5）动物的mtDNA分子热稳定性不均一； 6)mtDNA的复制有θ 型、D环、σ 等形式的半保留复制形式； 7)mtDNA的复制与核DNA的复制相对独立； 8)mtDNA含编码与呼吸作用相关的酶和蛋白质基因
一、衣藻的叶绿体遗传
第五节 叶绿体遗传及其分子基础
衣藻营养细胞——1个核、1个叶绿体、20多个线粒体，可进行 无性繁殖和融合生殖（配子提供相等的内含物）。某些光合基因和 抗性基因表现为母性遗传。
交配型： ♀：mt+
♂： mt -
P
F1
mt + (smR) + mt – (smS )
↓ smR (>99%)
1/2aa 无色 红眼
1/2Aa 有色 褐眼
1/2aa 有色 红眼
2.结果的解释
1）母本核基因产物存在于卵的细胞质中;
2）受精时，精卵细胞提供的细胞质的量是不
一样的，受精卵的细胞质几乎全由母方提供;
3）当细胞质中的犬尿素用完后，即表现自身基 因型性状.
二、持久的母性影响
在锥实螺（Limnaea peregra）的遗传研究中， 曾观察到持久性母性影响的现象。 椎实螺是一种雌雄同体的软体动物，一般通过异 体受精进行繁殖（两个个体相互交换精子，各自产 生卵子）。但若单个饲养，它能进行自体受精。 椎实螺外壳的旋转方向有左旋和右旋之分，它们 是一对相对性状，右旋（dextrol，D）对左旋（d） 是显性。如果把具有这一对相对性状的纯合子椎实 螺进行正反交，F1代外壳的旋转方向总是与各自的 母本相似，但其F2却都表现右旋。到第三代才出现 左、右旋的分离，且符合孟德尔一对相对性状的分 离比数（3：1）。
20C 40S粗糙脉泡菌、酵母和一些原生生物如草 履虫、衣藻中发现核外遗传现象，推侧细胞质 中可能存在遗传物质。 1963-1964年在线粒体和叶绿体中存在DNA，直 接证据。 有关线粒体叶绿体基因组及其基因结构的研究：
某些性状(抗病性、抗药性等)的遗传是通过细胞质进 行的； 细胞质与细胞核有着相互依存的关系，有些性状的遗 传，需要核基因与细胞质因子同时存在； 为自然界生物的进化机制提供了线索。
A. 结构：16,569bp的cccDNA, 能够编码13个蛋白质、2个
rRNA和22个tRNA:
①mRNA: cytb、CO(3个)、ATPase(2个)、NADH脱氢酶 系（7） ②rRNA: 16S和12S ③tRNA: 22个tRNA,作为转录产物加工的“标点符号”— —在tRNA前后为加工酶切位点
三、母性影响的概念和遗传的特点
1 母性影响(maternal inheritance) 子代表型不受自身基因型的控制，而受母亲 基因型的影响，表现母亲基因型性状的一种遗传 现象叫做母性影响，又叫前定作用。 2 特点 ：
正反交F1表型不一样；
F3表现F2代核基因型的性状分离比（3：1 属于孟德尔核遗传）； 子代表现母亲基因型(细胞核)的性状
核外遗传：染色体以外的遗传因子所决定的 遗传现象，在真核生物中称为核外遗传wk.baidu.com细 胞质遗传。 20C初(法)植物学家 C. Correns 紫茉莉 黄绿色叶（母）×绿色叶（父） 黄绿色叶 绿色叶（母） ×黄绿色叶（父） 绿色叶 其他高等植物类似的核外遗传现象
1）1909，Carl Corrans，非孟德尔遗传发现者， 洗澡花（紫茉莉）花斑枝条
2 真菌异核体实验
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
绿 色
花 斑
三、细胞质遗传的特点：
2. 线粒体的遗传表达和控制系统
（1）线粒体具有半自主性： mtDNA含有能够编码一部分自身的蛋白 质、rRNA、tRNA等的基因； 线粒体的遗传装置能够单独完成DNA复 制、基因转录、蛋白质合成和基因重组； 参与mtDNA的复制、基因转录、蛋白质 翻译及基因表达的很多蛋白质来自核基因编码， 对核基因具有一定的依赖性。 （2）线粒体受核和线粒体两套遗传系统共同控 制。
三、酵母线粒体基因组的物理图谱及特点 ①84Kb长26μm的cccDNA; ②基因之间有大段非编码序列—eg. 两个 rDNA之间有25kb非编码区; ③某些基因具有内含子—CO1、Cytb亚基 基因; ④内含子具Ribozyme活性； ⑤内含子具有“随意性”—品系之间存在 差 别。
四、人类线粒体基因组的结构及其特点
解释
小菌落的形成是由于线粒体基因突变，不能
表达正常的与呼吸作用有关的酶，呼吸受阻， 菌落生长缓慢； 当小菌落与正常的酵母杂交时，胞质融合， 线粒体均复制，并随机分配到子囊孢子中， 每个子囊菌都获得正常的线粒体，小菌落消 失。
二、线粒体基因组
1. 线粒体基因组的一般性质
1)多为cccDNA，极少数为线状DNA(eg.四膜虫);

持久的母性影响
1.椎实螺螺口方向遗传
P DD♀×dd♂ ↓ F1 Dd（右） D-:右旋 dd:左旋 F2 DD (右) ⊕↓
P dd♀×DD♂ ↓ F1 Dd（左）
↓⊕ 2Dd dd ↓ ↓
F3 右 右 左 3 右 ：1左
↓⊕ F2 DD Dd dd (右) ↓ ↓ ⊕↓ F3 右 右 左 3右：1左
3 母性影响的原因 由于母本核基因的产物存在于卵的细胞质中， 对子代表型产生的一种预定作用（母本核基因的 前定作用）。 4.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。
第二节 核外遗传的性质与特点
一、细胞质遗传的概念
第十二章 核外遗传
学习要点： 1 名词概念：母性影响；核外遗传；粒；随意 内含子；雄性不育系；雄性不育保持系；雄性 不育恢复系 2 母性影响的概念及遗传的特点* 3 细胞质遗传的概念及遗传的特点* 4 草履虫放毒型遗传与核质关系* 5 线粒体遗传及分子基础 6 叶绿体遗传及分子基础 5 核质互作雄性不育与杂种优势的利用
• 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。
第三节 细胞内敏感性物质的遗传
一、草履虫放毒型的遗传
1943 Sonnjeborn T .M.草履虫卡巴粒（κ Particle）的遗传
草履虫有一个大的营养核(2n)和两个小的生殖核(2n)， 其生殖方式： 1)无性生殖： 2)有性生殖: A. 自体受精：同一个体，大核(2n)消失，两个小核 (2n)各自减数分裂(4+4=8)，后留下一个小核(8-7，n)； 小核有丝分裂一次后合并(n→n+n→2n)，再分裂成大核 (2n)和两个小核(2n)。 B. 接合生殖：两虫体接合，大核(2n)消失，两个小 核(2n)减数分裂保留一个(8-7，n), 有丝分裂(n+n)然后两 个虫体彼此交换一个核.
非 细 胞 器 基 细胞共生体基因组(symbiont DNA) 因组 细菌质粒基因组(plasmid DNA)
一、细胞质基因的概念
概念 ：细胞质内线粒体和叶绿体等细胞器或其他颗粒
中的基因。
（二）区别： 细胞质基因 1条环状DNA、正反交不一样
核基因 多条线状DNA、正反交一样
裸露、无5-mC
DNA含量少（2-10）╳10-15 G C少 除叶绿体基因外多不均等分配 突变频率大 基因通过雌配子传递 载体分离无规律 细胞间分布不均匀 某些基因有感染性
B. 特点：
①基因组结构小、基因排列紧密，无内含子和极少调节序列； ②22个tRNA用于蛋白质的合成——充分体现密码子的兼并性； ③基因组中4个密码子不同于核基因组的密码子。 ④对称转录——每条DNA各一个启动子，完全转录。 ⑤基因转录产物mRNA无5‘-―帽”结构。
五、高等植物的线粒体基因组
①线状和环状DNA的复杂集合体 ②编码mRNA、rRNA（3个）和tRNA eg.蛋白质：Cytaa3 (3大亚基); ATPase(4亚基); Rib(小亚 基)等。 ③DNA结构复杂——混杂DNA(源于ctDNA 和核DNA, 如 源于 Rubisco大亚基基因) ④基因多数独立转录，少数共转录。