《核外遗传学》PPT课件
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核外遗传课件学习PPT文档
green for cytochrome oxidase proteins; red for ATPase subunit proteins; yellow NADH complex proteins; tan for genes coding for cytochrome complex proteins; purple for ribosomal proteins or ribosomal RNAs; black ball and stick for tRNA gene
17
叶绿体基因组的特点
含有和光合作用密切相关蛋白的编码基因如：核 酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RuBisco)；
基因分布于环状基因组的两条链上； 多数叶绿体DNA含有反向重复序列（inverted
repeat）； 大多数叶绿体基因含有内含子（Introns）； cpDNA中许多序列与细菌（equivalent
1. Variegation （花斑） in Four O’clock Plant
紫茉莉（Mirabilis jalapa）花斑的遗传
2.衣藻抗性的遗传
Drug resistance in Chlamydomonas
衣 藻 的 生 活 周 期
15N mt+ × 14N mt－ ↓
Zygote（Chloroplast DNA is 15N）
➢ 人类线粒体基因组结构最为致密，无内含子，
➢ 酵母菌（yeast）mtDNA 含有间隔序列和内含子（spacers
and introns），
➢ 地钱（liverwort）mtDNA 含有更多的基因。28来自线粒体基因的五个基本功能
呼吸和氧化磷酸化作用，翻译，转录，RNA加 工及蛋白的输出，
核外遗传
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
些细胞质基因在遗传时并不表现母系遗传现象）
2. 遗传方式是非孟德尔式的，杂交后代一般不出 现一定的分离比例。 3. 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
第二节 叶绿体遗传
1. 叶绿体的遗传表现
紫茉莉的花斑叶色遗传
天竺葵的花斑叶色遗传
玉米叶片的埃型条纹的遗传
2、
3、 4、 5、
S（RR）1
保持系 ——N（rr） 5
质核不育型的三系配套（三系二区）
S rr
不育系
×
N rr 保持系
S rr
×
N RR
恢复系
S rr
S Rr F1杂交种 N rr N RR
光温敏雄性不育性与两系法
光温敏雄性不育性：
不育性表现受遗传与环境因素共同影响，也称 为生态不育型
从实验结果看出：
正反交结果不同，子一代总是表现出母本的性状 ,
与父本提供的花粉无关。
原因：精卵结合中形成的合子父母双亲所提供的 遗传物质不均等造成的。
细胞质遗传的主要特点
核外遗传因子由一个亲本而来的 ,不经过有丝分裂
或减数分裂,它们的行为不按核基因的方式进行：
1. 正反交的结果不一样，F1表现母系遗传。（有
减数分裂产物时线粒体随机分配结果：
全部为野生型菌落(+/-)
或混合型菌落
• 野生型菌落(+/-, +) • 小菌落(-) 抑制型小菌落
中性小菌落的遗传
由于缺乏线粒体基因组，故 完全不具有线粒体负责的
ATP合成电子传递途径（有
氧呼吸）
细胞生长的能量来源依赖于
些细胞质基因在遗传时并不表现母系遗传现象）
2. 遗传方式是非孟德尔式的，杂交后代一般不出 现一定的分离比例。 3. 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
第二节 叶绿体遗传
1. 叶绿体的遗传表现
紫茉莉的花斑叶色遗传
天竺葵的花斑叶色遗传
玉米叶片的埃型条纹的遗传
2、
3、 4、 5、
S（RR）1
保持系 ——N（rr） 5
质核不育型的三系配套（三系二区）
S rr
不育系
×
N rr 保持系
S rr
×
N RR
恢复系
S rr
S Rr F1杂交种 N rr N RR
光温敏雄性不育性与两系法
光温敏雄性不育性：
不育性表现受遗传与环境因素共同影响，也称 为生态不育型
从实验结果看出：
正反交结果不同，子一代总是表现出母本的性状 ,
与父本提供的花粉无关。
原因：精卵结合中形成的合子父母双亲所提供的 遗传物质不均等造成的。
细胞质遗传的主要特点
核外遗传因子由一个亲本而来的 ,不经过有丝分裂
或减数分裂,它们的行为不按核基因的方式进行：
1. 正反交的结果不一样，F1表现母系遗传。（有
减数分裂产物时线粒体随机分配结果：
全部为野生型菌落(+/-)
或混合型菌落
• 野生型菌落(+/-, +) • 小菌落(-) 抑制型小菌落
中性小菌落的遗传
由于缺乏线粒体基因组，故 完全不具有线粒体负责的
ATP合成电子传递途径（有
氧呼吸）
细胞生长的能量来源依赖于
核外遗传ppt课件
形成一个2n核。
草履虫的自体受精
mitosis
纯合基因型
2、草履虫放毒型的遗传
• 放毒型：产生草履虫毒素，能杀死其他品系
（杀伤者）；
• 敏感型：可被毒素杀死的品系。
为什么放毒型的草履虫能产生毒素呢？
有2个因素决定：
K基因：显性，存在于细胞核。 卡巴粒（Kappa）：存在于细胞质中的特
殊颗粒，含DNA、RNA、蛋白质（类似细
第三节 母体影响
• 母体影响概念 • 母体影响类型
一、母体影响
• 概念：正反交的结果不同，子型一样的现象。
二、母体影响的类型
• 短暂的母体影响 • 持久的母体影响
1、短暂的母体影响
• 只影响子代个体的幼龄期。 • 欧州麦蛾体色的遗传
– 野生型A 产生犬尿氨酸，幼虫皮肤有色，成虫 复眼深褐色。
解释
• 控制性状的基因位于细胞质中，杂交后所形
成的合子其细胞质几乎全来自于雌性配子，
因此杂交后代的性状决定于母本。
三、真菌异核体实验---粗糙脉孢菌缓慢生长突
变型(poky)的遗传
poky型 小菌落
异核体：不同类型的核 处在混合的细胞质中。
异核体
野生型核 小菌落 poky型核 正常菌落
两种细胞核分别出现在 不同的分生孢子中，而
• 外包双层膜、直径为0.2~0.4μm的小颗粒，含DNA、
RNA和酶。
• 卡巴粒的rRNA能与E. coli DNA杂交，但不能与
草履虫的DNA杂交。
• 认为卡巴粒是一种共生型的具有螺旋结构的放毒
型细菌。
• 其它放毒性颗粒：γ粒、λ粒、μ粒。
二、果蝇的感染性遗传
• 果蝇对CO2的敏感性的遗传
草履虫的自体受精
mitosis
纯合基因型
2、草履虫放毒型的遗传
• 放毒型：产生草履虫毒素，能杀死其他品系
（杀伤者）；
• 敏感型：可被毒素杀死的品系。
为什么放毒型的草履虫能产生毒素呢？
有2个因素决定：
K基因：显性，存在于细胞核。 卡巴粒（Kappa）：存在于细胞质中的特
殊颗粒，含DNA、RNA、蛋白质（类似细
第三节 母体影响
• 母体影响概念 • 母体影响类型
一、母体影响
• 概念：正反交的结果不同，子型一样的现象。
二、母体影响的类型
• 短暂的母体影响 • 持久的母体影响
1、短暂的母体影响
• 只影响子代个体的幼龄期。 • 欧州麦蛾体色的遗传
– 野生型A 产生犬尿氨酸，幼虫皮肤有色，成虫 复眼深褐色。
解释
• 控制性状的基因位于细胞质中，杂交后所形
成的合子其细胞质几乎全来自于雌性配子，
因此杂交后代的性状决定于母本。
三、真菌异核体实验---粗糙脉孢菌缓慢生长突
变型(poky)的遗传
poky型 小菌落
异核体：不同类型的核 处在混合的细胞质中。
异核体
野生型核 小菌落 poky型核 正常菌落
两种细胞核分别出现在 不同的分生孢子中，而
• 外包双层膜、直径为0.2~0.4μm的小颗粒，含DNA、
RNA和酶。
• 卡巴粒的rRNA能与E. coli DNA杂交，但不能与
草履虫的DNA杂交。
• 认为卡巴粒是一种共生型的具有螺旋结构的放毒
型细菌。
• 其它放毒性颗粒：γ粒、λ粒、μ粒。
二、果蝇的感染性遗传
• 果蝇对CO2的敏感性的遗传
《核外遗传分析》课件
核外遗传的特点
核外基因组结构简单，基 因密度高，复制和转录过 程相对简单。
核外基因组具有母系遗传 的特点，即线粒体基因组 和叶绿体基因组只来自母 本。
核外基因组在进化上相对 保守，但在某些物种中也 可能发生基因重组和突变 。
核外遗传分析的意义
核外遗传分析有助于深入了解生 物的进化历程和物种起源。
详细描述
表观遗传学分析在核外遗传分析中扮演着重要的角色。表观遗传学标记如DNA甲基化和 组蛋白修饰等可以影响基因的表达水平，进而影响生物体的表型。通过分析这些表观遗 传学标记，可以深入了解基因表达的调控机制，为疾病诊断和治疗提供新的思路和方法
。
转录组学分析
总结词
转录组学分析主要研究基因转录本的种类和丰度，通过分析转录本的变化，揭示基因表达的动态变化 和调控机制。
和思路。
02
个体化用药
根据个体的核外遗传变异情况，可以制定针对个体的个性化用药方案，
提高药物的疗效并降低副作用。
03
药物反应差异研究
不同个体对同一种药物的反应可能存在差异，这种差异可能与个体的核
外遗传变异有关，通过研究这种关系可以更好地理解药物反应的个体差
异。
个体化医疗的核外遗传分析应用
精准医疗
基于个体的核外遗传变异情况，可以为患者提供精准、个性化的 治疗方案，提高治疗效果。
技术发展的挑战
技术更新换代
01
核外遗传分析技术不断发展，需要不断更新知识和技术，以适
应新的分析需求。
技术局限性
02
目前核外遗传分析技术仍存在一定的局限性，如检测灵敏度、
特异性等方面仍有待提高。
技术普及
03
如何将核外遗传分析技术普及到临床实践中，提高其在医学研
核外遗传
（chlamydomonas reinhardi） • 野生型是链霉素-敏感型（sms）。 • Mt ( 交配型) • smr mt+ × sms mt- →全部后代（>95%）smr • sms mt+ × smr mt- →全部后代（>95%）sms
哈工大-遗传学 第十三章 细胞质遗传
表 20-10 衣藻杂交后代的 cpDNA 的浮力密度 杂交 合子 cpDNA 的浮力密度 14N cpDNA 14Nmt+×14Nmt1.69 15N cpDNA 15Nmt+×15Nmt1.70
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，并拥有自身的核糖体；
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；
线粒体是半自主性的，受核和线粒体 两套遗传系统的共同控制
哈工大-遗传学 第十三章 细胞质遗传
二、线粒体遗传实例
15N cpDNA 1.70 14N cpDNA 14Nmt+×15Nmt1.69 Ruth Sager:《Cytoplasmic Gene and Organelles 》,Academic Press
cademic Press 15Nmt+×14Nmt-
原因：mt+中存在限制-修饰酶系，使来自mt-的cpDNA降解
DD Dd DD Dd
dd
dd Dd DD Dd dd
DD
dd
DD
dd
DD
dd
哈工大-遗传学
第十三章 细胞质遗传
第三节 核外遗传举例
哈工大-遗传学
第十三章 细胞质遗传
一、线粒体(mitochondrion)遗传
哈工大-遗传学 第十三章 细胞质遗传
表 20-10 衣藻杂交后代的 cpDNA 的浮力密度 杂交 合子 cpDNA 的浮力密度 14N cpDNA 14Nmt+×14Nmt1.69 15N cpDNA 15Nmt+×15Nmt1.70
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，并拥有自身的核糖体；
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；
线粒体是半自主性的，受核和线粒体 两套遗传系统的共同控制
哈工大-遗传学 第十三章 细胞质遗传
二、线粒体遗传实例
15N cpDNA 1.70 14N cpDNA 14Nmt+×15Nmt1.69 Ruth Sager:《Cytoplasmic Gene and Organelles 》,Academic Press
cademic Press 15Nmt+×14Nmt-
原因：mt+中存在限制-修饰酶系，使来自mt-的cpDNA降解
DD Dd DD Dd
dd
dd Dd DD Dd dd
DD
dd
DD
dd
DD
dd
哈工大-遗传学
第十三章 细胞质遗传
第三节 核外遗传举例
哈工大-遗传学
第十三章 细胞质遗传
一、线粒体(mitochondrion)遗传
【医药健康】遗传学-核外遗传学
24
二、双核草履虫放毒性的遗传
草履虫基因型:K:
k:
接合
自体受精 无性繁殖
A 接合时间短
B 接合时间长
25
有 K 基因:无Kappa粒,Kappa粒不能无中生有 没有K基因:有Kappa粒,不能持久 可见:
– K:是Kappa粒存在的必要条件,而不是充分条件。 – 质与核:既相互独立又相互影响。
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逐步置换掉,但母本的细 胞质基因及其所控制的性状仍不消失 质－核异质系
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。
4
5
第 二 节 叶绿体的遗传
一、叶绿体遗传的表现: 1. 紫茉莉中花斑植株: 着生绿A)
遗
传
质体基因组(DNA)
物 质
细胞器 基因组
叶绿体基因组(ctDNA)
细胞质
线粒体基因组(mtDNA)
基因组
非细胞器 基因组
共生体基因组(果蝇因子) 附加体基因组(细菌质粒)
3
二、 细胞质遗传的特点
1. 遗传方式是非孟德尔式的;杂交后代一般不分离或无孟德 尔分离。
20
第 四 节 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。
21
2. 草履虫:原生动物
大核－负责营养 小核－负责遗传(AA Aa aa)
22
26
第 五 节 植物雄性不育
二、双核草履虫放毒性的遗传
草履虫基因型:K:
k:
接合
自体受精 无性繁殖
A 接合时间短
B 接合时间长
25
有 K 基因:无Kappa粒,Kappa粒不能无中生有 没有K基因:有Kappa粒,不能持久 可见:
– K:是Kappa粒存在的必要条件,而不是充分条件。 – 质与核:既相互独立又相互影响。
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逐步置换掉,但母本的细 胞质基因及其所控制的性状仍不消失 质－核异质系
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。
4
5
第 二 节 叶绿体的遗传
一、叶绿体遗传的表现: 1. 紫茉莉中花斑植株: 着生绿A)
遗
传
质体基因组(DNA)
物 质
细胞器 基因组
叶绿体基因组(ctDNA)
细胞质
线粒体基因组(mtDNA)
基因组
非细胞器 基因组
共生体基因组(果蝇因子) 附加体基因组(细菌质粒)
3
二、 细胞质遗传的特点
1. 遗传方式是非孟德尔式的;杂交后代一般不分离或无孟德 尔分离。
20
第 四 节 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。
21
2. 草履虫:原生动物
大核－负责营养 小核－负责遗传(AA Aa aa)
22
26
第 五 节 植物雄性不育
《核外遗传》PPT课件 (2)
共生体颗粒能自我复制，或在细胞核基因组的 作用下进行复制，连续地保持在宿主细胞中， 并对宿主性状的表现产生一定影响，表现类似 于细胞质遗传的效应。因此，共生体也是细胞 质遗传研究的重要对象。
编辑ppt
18
典型的共生体遗传实例是草履虫（Paramecium aurelia）卡巴粒（Kappa particles，k）的遗
编辑ppt
7
❖持久性的母性影响
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
椎实螺外壳的旋转方向有左旋和右旋之分，它
短暂性的母性影响：只影响子代个体的幼龄期 持久性的母性影响：影响子代个体终身 三、母性影响与细胞质遗传的异同
编辑ppt
3
❖短暂性的母性影响
面粉蛾（Ephestia kuehniella）野生型幼虫的皮肤
有色，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，幼虫复眼呈红 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。
绿色
花斑，绿色，白色
花斑
花斑，绿色，白色
编辑ppt
16
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
• 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。
编辑ppt
18
典型的共生体遗传实例是草履虫（Paramecium aurelia）卡巴粒（Kappa particles，k）的遗
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7
❖持久性的母性影响
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
椎实螺外壳的旋转方向有左旋和右旋之分，它
短暂性的母性影响：只影响子代个体的幼龄期 持久性的母性影响：影响子代个体终身 三、母性影响与细胞质遗传的异同
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3
❖短暂性的母性影响
面粉蛾（Ephestia kuehniella）野生型幼虫的皮肤
有色，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，幼虫复眼呈红 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。
绿色
花斑，绿色，白色
花斑
花斑，绿色，白色
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16
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
• 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。
医学：遗传学-核外遗传学
分子生物学时代
随着分子生物学技术的发展，核外遗传学得到了更深入的研究，发现了更多细胞质基因 及其功能。
当前研究
目前，核外遗传学已经成为遗传学领域的一个重要分支，对于理解生物体的复杂性和疾 病机制具有重要意义。
02 核外遗传学的基本概念
表观遗传学
01
表观遗传学研究基因表达的调控机制，这些机制不涉及DNA序列的改变，而是 通过DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA等机制来调控基因表达。
医学遗传学-核外遗传学
目录
• 核外遗传学概述 • 核外遗传学的基本概念 • 核外遗传学的应用 • 核外遗传学的挑战与前景
01 核外遗传学概述
核外遗传学的定义
核外遗传学是一门研究细胞质遗传物 质的学科，主要关注细胞质中非染色 体DNA和RNA分子的结构和功能。
核外遗传学与核遗传学相对应，核遗 传学主要研究细胞核内染色体的遗传 物质。
药物反应预测
了解患者的基因变异情况有助于预测患者对特定药物的反应，避免 无效治疗和药物浪费。
个体化医疗与精准医学
个体化预防
根据个体的基因变异情况，可以为个体提供 针对性的预防措施，降低患病风险。
精准筛查
通过核外遗传学研究，可以开发针对特定人群的高 效筛查方法，提高早期发现率。
遗传咨询
通过对患者的基因变异进行分析，可以为患 者提供遗传咨询，帮助其了解自身遗传信息 并制定合适的生育计划。
04 核外遗传学的挑战与前景
核外遗传学面临的挑战
技术难度
核外遗传物质如线粒体DNA和细胞质DNA的检测和分析技术相对 复杂，需要高精度的实验设备和专业的技术人员。
样本获取
核外遗传物质的样本获取相对困难，需要特殊的处理和保存方法， 以确保样本质量和稳定性。
随着分子生物学技术的发展，核外遗传学得到了更深入的研究，发现了更多细胞质基因 及其功能。
当前研究
目前，核外遗传学已经成为遗传学领域的一个重要分支，对于理解生物体的复杂性和疾 病机制具有重要意义。
02 核外遗传学的基本概念
表观遗传学
01
表观遗传学研究基因表达的调控机制，这些机制不涉及DNA序列的改变，而是 通过DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA等机制来调控基因表达。
医学遗传学-核外遗传学
目录
• 核外遗传学概述 • 核外遗传学的基本概念 • 核外遗传学的应用 • 核外遗传学的挑战与前景
01 核外遗传学概述
核外遗传学的定义
核外遗传学是一门研究细胞质遗传物 质的学科，主要关注细胞质中非染色 体DNA和RNA分子的结构和功能。
核外遗传学与核遗传学相对应，核遗 传学主要研究细胞核内染色体的遗传 物质。
药物反应预测
了解患者的基因变异情况有助于预测患者对特定药物的反应，避免 无效治疗和药物浪费。
个体化医疗与精准医学
个体化预防
根据个体的基因变异情况，可以为个体提供 针对性的预防措施，降低患病风险。
精准筛查
通过核外遗传学研究，可以开发针对特定人群的高 效筛查方法，提高早期发现率。
遗传咨询
通过对患者的基因变异进行分析，可以为患 者提供遗传咨询，帮助其了解自身遗传信息 并制定合适的生育计划。
04 核外遗传学的挑战与前景
核外遗传学面临的挑战
技术难度
核外遗传物质如线粒体DNA和细胞质DNA的检测和分析技术相对 复杂，需要高精度的实验设备和专业的技术人员。
样本获取
核外遗传物质的样本获取相对困难，需要特殊的处理和保存方法， 以确保样本质量和稳定性。
【通用】遗传学第10章 核外遗传分析.ppt
第十章 核外遗传分析
1. 核外遗传的性质与特点 2. 细胞内敏感物质的遗传 3. 母体影响 4. 线粒体遗传与其分子基础 5. 叶绿体遗传及其分子基础 6. 核外遗传与植物雄性不育
最新.课件
1
第一节 核外遗传的性质与特点
核外遗传（Extranuclear Genetics）： 又称为细胞质遗传（Cytoplasmic inheritance)。
雄性不育(male sterility)：由于花粉不能正常 发育，不能与卵细胞受精形成合子，产生子代个 体的遗传学现象。
细胞核不育性 细胞质不育性 核-质互作雄性不育
最新.课件
45
（1） 细胞核不育性
P 配子
msms
ms
×
MsMs
Ms—可育
Ms
ms —不育
F1 F2 基因型
Msms 1MsMs ：↓2Msms ：1msms
↓异体受精
↓异体受精
F1 全部为右旋(Dd) ↓自体受精
全为左旋(Dd) ↓自体受精
F2 1DD∶2Dd∶1dd（均右旋） ↓↓↓
F3 右旋 右旋 左旋
(DD)(分离)(dd)
1DD∶2Dd∶1dd（均右旋） ↓↓↓ 右旋 右旋 左旋
(DD)(分离)(dd)
3∶1
3∶1
∴ 如果试验只进行到F1，很可能被误认为细胞质遗传。
1) 由叶绿体DNA编码，在其70S核糖体上合成，如psbA; 2) 由核DNA编码，在细胞质80S核糖体上合成，如LHCII； 3) 由核DNA和叶绿体DNA共同编码，如二磷酸核酮糖羧化酶，大亚基
由叶绿体DNA编码在叶绿体内合成，小亚基由核DNA编码，在细胞 质内合成。
最新.课件
44
1. 核外遗传的性质与特点 2. 细胞内敏感物质的遗传 3. 母体影响 4. 线粒体遗传与其分子基础 5. 叶绿体遗传及其分子基础 6. 核外遗传与植物雄性不育
最新.课件
1
第一节 核外遗传的性质与特点
核外遗传（Extranuclear Genetics）： 又称为细胞质遗传（Cytoplasmic inheritance)。
雄性不育(male sterility)：由于花粉不能正常 发育，不能与卵细胞受精形成合子，产生子代个 体的遗传学现象。
细胞核不育性 细胞质不育性 核-质互作雄性不育
最新.课件
45
（1） 细胞核不育性
P 配子
msms
ms
×
MsMs
Ms—可育
Ms
ms —不育
F1 F2 基因型
Msms 1MsMs ：↓2Msms ：1msms
↓异体受精
↓异体受精
F1 全部为右旋(Dd) ↓自体受精
全为左旋(Dd) ↓自体受精
F2 1DD∶2Dd∶1dd（均右旋） ↓↓↓
F3 右旋 右旋 左旋
(DD)(分离)(dd)
1DD∶2Dd∶1dd（均右旋） ↓↓↓ 右旋 右旋 左旋
(DD)(分离)(dd)
3∶1
3∶1
∴ 如果试验只进行到F1，很可能被误认为细胞质遗传。
1) 由叶绿体DNA编码，在其70S核糖体上合成，如psbA; 2) 由核DNA编码，在细胞质80S核糖体上合成，如LHCII； 3) 由核DNA和叶绿体DNA共同编码，如二磷酸核酮糖羧化酶，大亚基
由叶绿体DNA编码在叶绿体内合成，小亚基由核DNA编码，在细胞 质内合成。
最新.课件
44
第十一章核外遗传3ppt课件
１.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。
杂交试验：
①.过程：椎实螺进行正反交，F1旋转方向都与各自母本相似，即右旋
核遗传：表现相同，其遗传物质由雌核和雄核共同提供；
质遗传：表现不同，某些性状表现于母本时才能遗传给
子代，故又称母性遗传。
②.连续回交，母本核基因可被全部置换掉，但由母本细胞质基因所控
制的性状仍不会消失；
③.由细胞质中的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，即可传递给其它细胞。
③.S(rr)×N(Rr)或S(Rr)
S(Rr) + S(rr)中，F1表现育性分离。
N(Rr)或S(Rr) + S(rr)具有杂合的恢复能力，称恢复性杂合体.
⑹.生产上的应用：
质核型不育性由于细胞质基因与核基因间的互作，故既可以
找到保持系===不育性得到保持、也可找到相应恢复系
育性得到恢复，实现三系配套。
Ijij
Ijij
Ijij
条纹 × 绿色
Ijij
IjIj
连续回交
┌──┬──┬──┬──┬──┐
绿色 条纹 白化 绿色 条纹 白化
IjIj
IjIj
IjIj
Ijij
Ijij
Ijij
（绿色、条纹、白化三类植株无比例）
连续回交(轮回亲本为绿株)，当ij基因被取代后，仍然未发现父本
对这一性状产生影响。
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。
最新遗传学 第八章 核外遗传.PPT课件
白、绿、花 斑
结果： 白→白 绿→绿 花斑→白、绿、花斑
枝条和叶色的遗传物质是通过母本传递的。
细胞学证据：
白色——白色质体
绿色——叶绿体
花斑——白色质体和叶绿体
精卵受精时，由于精子的细胞质不
参与受精，所以枝条的颜色完全由卵细
胞（母本）的细胞质决定。
2、叶绿体遗传的规律 自主性。 相对自主性。某些情况下，质体的变异是由
细胞质遗传：由细胞质基因所决定的遗传现象 和遗传规律，也称为非孟德尔遗传，核外遗传。
染色体基因组
基因（核DNA）
线粒体基因组（mtDNA）
遗传物质
叶绿体基因组（ctDNA CpDNA） 细胞器基因组 动粒基因组（kinto DNA）
细胞 质基
中心粒基因组（centro DNA） 膜体系基因组（membrane DNA）
控制区 tRNA基因
第四节 叶绿体遗传
•叶绿体（chloroplast)遗传
• 叶绿体基因组的大小及特征： 与线粒体DNA的结构相似，叶绿体DNA也是双链
环状DNA分子。其大小在120~217kb之间。一个叶绿体 通常含有10~30个DNA分子。
与线粒体基因组结构相似，叶绿体基因组更象原 核生物的基因组结构而与真核基因组有比较大的区别， 如基因排列紧密、、裸露、闭合环状等。与线粒体不同 的是含有重复序列。 • 叶绿体的核质共同控制：与线粒体相似，叶绿体的 遗传也是由核质共同控制的。
遗传学 第八章 核外遗传.
第一节 母性影响
核外遗传（extranuclear inheritance)也称细胞质遗传 (cytoplasmic inheritance)是指由核外（细胞质）的遗传 物质所控制的遗传，从这个意义上说母性影响并不属于 核外遗传的范畴。
结果： 白→白 绿→绿 花斑→白、绿、花斑
枝条和叶色的遗传物质是通过母本传递的。
细胞学证据：
白色——白色质体
绿色——叶绿体
花斑——白色质体和叶绿体
精卵受精时，由于精子的细胞质不
参与受精，所以枝条的颜色完全由卵细
胞（母本）的细胞质决定。
2、叶绿体遗传的规律 自主性。 相对自主性。某些情况下，质体的变异是由
细胞质遗传：由细胞质基因所决定的遗传现象 和遗传规律，也称为非孟德尔遗传，核外遗传。
染色体基因组
基因（核DNA）
线粒体基因组（mtDNA）
遗传物质
叶绿体基因组（ctDNA CpDNA） 细胞器基因组 动粒基因组（kinto DNA）
细胞 质基
中心粒基因组（centro DNA） 膜体系基因组（membrane DNA）
控制区 tRNA基因
第四节 叶绿体遗传
•叶绿体（chloroplast)遗传
• 叶绿体基因组的大小及特征： 与线粒体DNA的结构相似，叶绿体DNA也是双链
环状DNA分子。其大小在120~217kb之间。一个叶绿体 通常含有10~30个DNA分子。
与线粒体基因组结构相似，叶绿体基因组更象原 核生物的基因组结构而与真核基因组有比较大的区别， 如基因排列紧密、、裸露、闭合环状等。与线粒体不同 的是含有重复序列。 • 叶绿体的核质共同控制：与线粒体相似，叶绿体的 遗传也是由核质共同控制的。
遗传学 第八章 核外遗传.
第一节 母性影响
核外遗传（extranuclear inheritance)也称细胞质遗传 (cytoplasmic inheritance)是指由核外（细胞质）的遗传 物质所控制的遗传，从这个意义上说母性影响并不属于 核外遗传的范畴。
核外遗传PPTppt
核外遗传PPTppt
核外遗传PPTppt
一、与感染颗粒有关的遗传
• 果蝇的CO2敏感型： • 敏感型♀ x 野生型♂ 敏感型 • 敏感型 ♂ x 野生型 ♀ 极少数敏感型 • 极少数敏感型是由于精子带有极少的细
胞质。 • 目前知道这是由于σ因子引起的，有人认
为σ因子是一种病毒，称σ病毒。
核外遗传PPTppt
♀Aa x ♂aa
½ Aa
½ aa
½ Aa
½ aa
幼虫 灰色
白色
灰色
灰色
成虫 褐眼
红眼
褐眼
红眼
原因：在色素产生过程中，由色氨酸到犬尿酸再到色素 。
A可产生犬尿酸，a不产生犬尿酸。因此，♀Aa可产生并 在卵细胞中积累，使幼虫表现为灰色。
二、持久的母性影响
椎实螺外壳右旋（D）对左旋（d）显性。
P♀
X
♂
核外遗传PPTppt
二、高等植物叶绿体的遗传
1.紫茉莉花斑遗传：1909年，德国Correns
核外遗传PPTppt
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白色 绿色
花斑
核外遗传PPTppt
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紫茉莉花斑（绿白斑）性状的遗传
接受花粉的枝条 （母本） 白色
绿色
花斑
提供花粉的枝条 （父本） 白色 绿色 花斑 白色 绿色 花斑 白色 绿色 花斑
缓慢生长突变型（po）：呼吸弱，生长慢，由于线粒体 结构和功能不正常，细胞色素氧化酶缺少，氧化作用降低， 生长缓慢。
核外遗传PPTppt
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3.人类线粒体的遗传
O：卵子 S：精子 Z：受精卵 A、B、C：子细胞
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一、与感染颗粒有关的遗传
• 果蝇的CO2敏感型： • 敏感型♀ x 野生型♂ 敏感型 • 敏感型 ♂ x 野生型 ♀ 极少数敏感型 • 极少数敏感型是由于精子带有极少的细
胞质。 • 目前知道这是由于σ因子引起的，有人认
为σ因子是一种病毒，称σ病毒。
核外遗传PPTppt
♀Aa x ♂aa
½ Aa
½ aa
½ Aa
½ aa
幼虫 灰色
白色
灰色
灰色
成虫 褐眼
红眼
褐眼
红眼
原因：在色素产生过程中，由色氨酸到犬尿酸再到色素 。
A可产生犬尿酸，a不产生犬尿酸。因此，♀Aa可产生并 在卵细胞中积累，使幼虫表现为灰色。
二、持久的母性影响
椎实螺外壳右旋（D）对左旋（d）显性。
P♀
X
♂
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二、高等植物叶绿体的遗传
1.紫茉莉花斑遗传：1909年，德国Correns
核外遗传PPTppt
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白色 绿色
花斑
核外遗传PPTppt
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紫茉莉花斑（绿白斑）性状的遗传
接受花粉的枝条 （母本） 白色
绿色
花斑
提供花粉的枝条 （父本） 白色 绿色 花斑 白色 绿色 花斑 白色 绿色 花斑
缓慢生长突变型（po）：呼吸弱，生长慢，由于线粒体 结构和功能不正常，细胞色素氧化酶缺少，氧化作用降低， 生长缓慢。
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3.人类线粒体的遗传
O：卵子 S：精子 Z：受精卵 A、B、C：子细胞
核外遗传PPTppt
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第八章 核外遗传-PPT文档资料
细胞器：必需
线粒体 质体（叶绿体）
细胞质基因组 （plasmon）
细胞质颗粒：非必需
附加体（episome）质粒基因组 共生体（symbiont）
3
遗传物质的存在与遗传
4
二、细胞质遗传的特点 细胞器（细胞质遗传物质）的行为：
有性生殖过程：两性配子（体）中存在差异 细胞有丝分裂：子细胞间的不均等分配
10
交配型： ♀：mt+
P mt + strR × mt – strS
↓
F1
strR (>99%)
♂： mt -
mt + strS × mt - strR
↓ strS
接合生殖后代的抗药性表型总是同正接合型亲 代的表型一样——单亲遗传
原因： mt + 亲本的叶绿体保留； mt –型细胞的 叶绿体在结合中丢失
细胞质遗传的特点：
正反交的遗传表现不同 杂种后代不表现孟德尔式的分离比 与父本连续回交不能置换母本的基因（性状） 具有细胞异质性与细胞质分离和重组
5
第二节 细胞器基因组的遗传
一、叶绿体的遗传 1. 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
紫茉莉枝条颜色性状：
3）抑制性小菌落（线粒体突变） 与野生型杂交，后代（减数分裂产物）表现野生
型＆突变型，但分离比例不定抑制性小菌落 细胞质遗传，mtDNA存在缺失＆重复双重变异
16
中性小菌落的形成是由于缺乏线粒体基因组
完全不具有线粒体负责的ATP合成电子传递链途 径（有氧呼吸）
细胞生长的能量来源依赖于细胞质基质中进行的 发酵途径（无氧呼吸/糖酵解）
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核外遗传的特点
1. 细胞器基因通过细胞质由一代传递给下一代。 2. 遗传方式是非孟德尔式的，杂交后代不表现有规律的分离。
3. 正反杂交结果不同，杂 交子代的某些性状总是与 母本相同或相似； 如果正、反交结果不一致 ，又不是性连锁遗传，就 可判断为细胞质遗传。
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4. 连续回交，母本的核基 因组可被父本的基因组全 部置换，但由母本细胞质 基因组控制的性状不会消 失（因为卵细胞每次提供 一半核基因和提供全部细 胞质，精细胞只提供和基 因，不提供细胞质）。
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5. 有细胞质中的附加体或共生微生物决定的性状， 其表现类似病毒的转导或感染，即可传递给其他 细胞。
6. 基因定位困难。 因为1）杂交后代不表现有比例 的分离；2)带有保值基因的细胞器在细胞分裂时 的分配不是均匀的。
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核外遗传现象的发现
20 世纪初期，法国植物学家Correns 在紫茉莉中发现, 绿色叶母本 x 黄绿色叶父本 → F1代全为绿色; 黄绿色叶母本 x 绿色叶父本→ F1 代全为黄绿色。 20世纪40年代陆续在粗糙链胞酶、 酵母、草履虫、衣藻中发 现, 由此推测, 细胞质内存在遗传物质 20世纪60年代以后, 陆续发现线立体、叶绿体内含有DNA, rRNA 和 tRNA .
第十章 核外遗传分析
第一节 核外遗传的性质与特点 第二节 母性影响 第三节 细胞内敏感物质的遗传 第四节 线粒体遗传及其分子基础 第五节 叶绿体遗传及其分子基础 第六节 核外遗传与植物雄性不育
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1Leabharlann 精选ppt2共生基因组： 即共生微生物的基因组， 包括草履虫 kappa、 果蝇-因子（CO2 敏感）、果蝇 SR-因子（性比） 细菌质粒：细菌染色体以外的环形DNA分子，如F因子、R因 子、Col因子
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10
第二节 母性影响
由于母体核基因表达产物在卵细胞细胞质中积累, 导致子代表型与 母方表型相同的现象叫母体影响. 由于不是胞质基因表达的结果，所以母性影响不属于细胞质遗传或 核外遗传。 母性影响分为： 短暂性的母性影响（short maternal influence) 持久性的母性影响（Lasting Maternal Influence。 前者仅影响子代个体的幼龄期， 而后者则影响子代个体的终生。
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短暂母性影响举例
— 禾谷类作物害虫麦粉蛾
表型
颜色变化的原因：细胞质中有一种叫犬尿素的物质，由核基因 A 控 制，aa 因缺乏合成犬尿素的能力，所以幼虫皮肤无色，成虫复眼红 色。
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AA 与 aa 正、反杂交结果
与孟德尔的显性规律一致
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Aa 与 aa 正、反测交结果
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椎实螺的外壳有右旋和左旋之分。拿一个螺壳，使开口 朝向自己, 开口在你的右边，为右旋；开口在你的左边， 是左旋。
左旋
右旋
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右旋(DD)对左旋(dd)为显性. 正交：♀DD（右）×♂dd（左）→Dd（右） 反交：♀dd（左）×♂DD（右）→Dd（左） 正反交结果不同，F1 表型总是由母本的基因型控制
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第一节 核外遗传的性质与特点
核外遗传（extranuclear inheritance）
由核外基因所控制的遗传称为“核外遗传”, 也叫“非染色 体遗传”（non-chromosome inheritance）。因为核外遗传 不受孟德尔遗传规律支配, 故又叫“非孟德尔式遗传” （non-mendel inheritance）。 在高等生物中，染色体和染 色体以外的遗传物质被核膜所隔开，染色体以外的遗传物 质又是处在细胞质内的，所以核外遗传又称为细胞质遗传 （cytoplasmic inheritance）。
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细胞核遗传
由核基因所控制的遗传称为细胞核遗传，也叫“染色体遗 传”，“核内遗传”。核内遗传因受孟德尔遗传规律所支配, 所以又称为孟德尔遗传。核内遗传在遗传物质的传递和控制 中占有主导作用。
核-质互作遗传
由核基因和细胞质基因共同支配的遗传现象称核-质互作遗传 (inheritance of nuclear-cytoplasm interaction)
♀
♀
A
B
C
D
A, B 细胞质来源相同，Aa，aa 肤色相同，因为B为母质决定；
C, D 细胞质来源相同, 但 Aa，aa 肤色不同，因为C 有显性基因 A，D 无显性基因A
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持久母性影响举例
— 椎实螺外壳旋向的遗传
椎实螺（Lymnaea），腹足纲, 椎实螺科动物，生
活在水草丛生的小河、沟渠、池塘等内，是肝片 吸虫的中间寄主，可使牛、羊致病 (肝片吸虫病)。 螺壳形状为椭圆锥形。 椎实螺是雌、雄同体，混养时进行异体受精(两个 个体相互交换精子), 同时又各自产生卵子。单个 饲养时，各自进行自体受精。
状
F2
1DD 2Dd 1dd 1DD 2Dd 1dd
右
右
右
右
右
右
F3
右
右左
右
右
左
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•上例父亲的显性基因 D（精子）F1不表，到 F2 才表现的 现象，叫延迟遗传（delayed inheritance）。
•卵细胞质的特性可影响胚胎发育。不论是短暂的，还是 持久的母体影响，卵细胞细胞质的特性实质上是受母体 的核基因所控制的，所以母性影响也叫假细胞质遗传（ pseudo-cytoplasmic inheritance）。
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P
DD(右旋)
dd (左旋)
精子D
精子d
卵D
卵d
F1
Dd(右)
Dd(左)
F2 代全为右旋，
F1自体受精，F2虽然 是1DD: 2Dd: 1dd的
F3 出现1/4左旋, 表 明雌性亲本D基因
分离，但表型都由
产物在卵细胞内暂
母亲的基因型决定
时积累，在一定时
，所以全是右旋。
间内显示木本的形
精选ppt
5
母体遗传
由雌性亲本细胞质遗传因子(基因)决定, 使子代表型与母体表型相 同的现象叫母体遗传(maternal inheritance). 母体遗传的特点是正反交结果不同，子代性状都始终由母体决定。
母体影响
由于雌性亲本核基因表达产物在卵细胞质中暂时积累, 导致子代表 型与母体表型相同的现象叫母体影响(maternal influence）或母性 效应（maternal effect). 母体影响表面上受细胞质因子控制的, 实际上是受核基因控制的.