第十二章细胞质遗传
细胞质遗传—细胞质遗传的现象和特征(普通遗传学课件)
(Kda) 线粒体中合成
细胞质中合成
ATPase
340 ATPase 6、8、9 ATP 1、2、3、4、7
(对寡霉素敏
(FO 膜因子)
（F1 ATPase）Fra bibliotek感)细胞色素 C 氧 137
CO 1、2、3
CO 4、5、6、7
化酶
细胞色素 bc1 160 细胞色素 b 脱辅
6 个亚基
复合物
基蛋白
《遗传学》
《遗传学》
细胞质遗传的分子基础
一、叶绿体遗传的分子基础 chloroplast genome
（一）结 构——环状双链DNA
SSC
IRA
IRB
SSC: short single copy sequence
LSC:long single copy sequence
IR: inverted repeats
眼为褐色。现已鉴定这种色素是由犬尿素所形成的， 由一对基因（Aa）控制 。突变型不能合成犬尿素，不 能形成色素，使幼虫皮肤无色，成虫复眼为红色。
麦粉蛾色素遗传的母性影响
（二）持久的母性影响
持久的母性影响： 母亲基因型对子代个体影响持久，影响子代个体终生。 例如：锥实螺的外壳旋转方向的遗传
例如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，每一个体都
（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 ♂
细胞质遗传(共89张PPT)
浙江大学
27
图 衣藻（Chlamydomonas reinhardi）的叶绿体基因组
a.ct DNA物理图：由不同限制性内切酶（EcoRI、BamHI和Bgl II）处理所得的ct DNA
②. 原因： 椎实螺外壳旋转方向是由受精卵分裂时纺锤体分裂 方向决定的，并由受精前的母体基因型决定。
左旋──受精卵纺锤体向中线左侧分裂； 右旋──受精卵纺锤体向中线右侧分裂。
∴母体基因型 受精卵纺锤体分裂方向 椎实螺外壳 旋转方向。
③.母性影响（又称：前定作用、延迟遗传）： 由受精前母体卵细胞基因型决定子代性状表现的
人的Hela细胞线粒体核糖体为60S，由45S和35S两个亚基
核遗传型不育性：多数表现为单基因遗传；
F 右旋 右旋 左旋 母性影响所表现的遗传现象与胞质遗传相似，但其
母性影响（又3称：前定作用、延迟遗传）：
(SS) (分离) (ss)
自体受精
3∶1
浙江大学
14
∴ 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。
细胞质基因组：
所有细胞器和细胞质颗粒中遗传物质 的统称。
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5
二、细胞质遗传的特点：
1．特点：
①.正交和反交的遗传表现 不同。
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 性状表现于母本时才能遗传
给子代，故又称母性遗传。
浙江大学
6
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
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：
细胞质遗传ppt课件
细胞质基因组：所有细胞器和细胞质颗粒中遗传物质的统称。
也称为非孟德尔遗传，核外遗传，母体遗传。
生物的遗传体系
染色体基因组
基因（核DNA） 线粒体基因组（mtDNA） 叶绿体基因组（ctDNA CpDNA）
遗 传 物 质
细胞 质基 因组
◆ 紫茉莉的花斑现象是叶绿体的前体（质体）变异而引起的。
◆
花粉中精细胞内不含质体，上述三种分别发育的卵细胞 无论接受何种花粉，其子代只能与提供卵细胞的母本相似， 分别发育成正常绿株、白化株、花斑株。
◆
花斑现象：天竺葵、月见草、卫矛、烟草等
20多种植物中发现。
（二）、玉米埃型条纹斑的遗传
细胞质基因遗传的独立性是相对的，有些性状的变异是由 质核基因共同作用下发生的。
正交
♀(右旋)SS×♂(左旋)ss ↓异体受精
反交
♀(左旋)ss×♂(右旋)SS ↓异体受精
F1 如果试验只进行到 全部为右旋(Ss) 全为左旋(Ss) ∴ F1，很可能被误认为细胞质遗传。 ↓自体受精 ↓自体受精 1SS∶2Ss∶1ss（均右旋）
∵ F1的旋转方向同母本一致。
F2 1SS∶2Ss∶1ss（均右旋）
就是说，受精卵的细胞质几
乎全部来自母本产生的卵细 胞。一个性状如果由细胞质 内的基因控制，当然就会表 现为“母系遗传”了。
精细胞与卵细胞的相对比例
看图思考：
有丝分裂时， 细胞质是怎样分配 到两个子细胞中去 的？能像细胞核内 的染色体那样，准 确地平均分配给两 个子细胞吗？
原理：生物的某些性状由细胞质内的 细 遗传物质(细胞质基因)控制。 胞 表现：子代的性状完全由母本 质 决定而与父本无关。 母系 遗 遗传 原理：子代的细胞质几乎全部 传 来自母本的卵细胞。 特点
细胞质遗传
一、细胞质遗传的现象
二、细胞质遗传的特点
三、质基因与核基因的互作关系
四、持续饰变
《遗 传 学》省 级 精 品 课 程
第二节
一、细胞质遗传的现象
细胞质遗传
（一）高等植物叶绿体的遗传
1901年柯伦斯在紫茉莉(洗澡 花)中发现着生绿色，白色和花斑三 种枝条。他分别以这三种枝条上 的花作母本，用三种枝条上的花 粉分别授给上述每个作为母本的 花上，杂交后代的表现：完全取 决于母本，而与花粉来自哪一种
放毒性状的表现必须是：
KK（核）+卡巴粒（质）→放毒型： kk+卡巴粒
产生草履虫素，
杀死其他品系的草履虫
（含有噬菌体的溶源性细菌）
kk无卡巴粒
Kk无卡巴粒
敏感型：不能产生毒素，易被草履虫素所杀。
《遗 传 学》省 级 精 品 课 程
（一）细胞质基因受核基因的控制
2、草履虫放毒型的遗传： 有性生殖（接合生殖）：
《遗 传 学》省 级 精 品 课 程
小麦瘿蚊染色体的丢弃
8 40
图 18- 小麦瘿蚊的染色体丢弃
《遗 传 学》省 级 精 品 课 程
（二）细胞质对核基因作用的调节
2、细胞质对X染色体上基因的调节作用
哺乳动物性染色体♀XX，♂XY。♀性X有两套，♂
性只有1套，♀性基因产物也应是♂性基因产物2倍，可 事实上并不是这样，二者产物基本相等。 因为♀性的1个X染色体，在间期核中表现“异固缩现 象”，即属于异染色质，染色深，处于失活状态。至于
花药、花粉或雄配子，但它的雌
蕊正常，能接受正常花粉而受精 结实。
《遗 传 学》省 级 精 品 课 程
一、雄性不育的类型
1、细胞质雄性不育（质不育型）：由细胞质基因控制，一般不受父本 基因型影响。应用价值不大。 如：质不育型♀×♂正常品系 ↓ F1 全部雄性不育♀×♂正常品系 ↓多代 全部雄性不育 2、细胞核雄性不育：核基因控制的雄性不育，有显性核不育和隐性核 不育，遗传方式符合孟德尔遗传规律。根据对光的反应有分2种： （1）不受光温影响的核雄性不育：与光温影响无关。 （2）光温敏核雄性不育：受光和温度影响。 高温或长日——不育；适温短日——可育。
《细胞质遗传》.-好
练习
2 ）某农场不慎把保持系和恢复系种到一块 地里，则在恢复系上可能获得的种子的基因 型是 （ A） A、N(RR) 和 N(Rr) B、S(rr) 和 S(Rr) C、N(Rr) 和 S(Rr) D、N(rr) 和 N(Rr)
练习
3）人们在种植某些作物时，主要是为了获 取营养器官，如甜菜。若利用雄性不育系 培育这类作物的杂交种，母本和父本在育 性上的基因型依次是 （ B） A、S(rr) 、N(RR) B、S(rr) 、N(rr) C、N(RR) 、S(rr) D、N(rr) 、S(rr)
N(rr)雄性可育
N(RR)雄性可育 N(Rr)雄性可育
S RR
S Rr
S rr
S(rr)雄性不育
S(RR)雄性可育 S(Rr)雄性可育
二. 三系配套法育种
• 雄性不育系自身留种：
♀
S rr
不育系 S(rr)
×
N rr
♂
保持系 N(rr)
S rr
不育系 S(rr)
二. 三系配套法育种
• 雄性不育系自身留种：
第一节 细胞质遗传
• 细胞质遗传典型实例 ---- 紫茉莉质体的遗传
质体： 概念： 植物细胞中普遍存在的 一类细胞器。 种类： 叶绿体-----含有叶绿素的质体 白色体-----不含色素的质体呈 白色
第一节 细胞质遗传
• 细胞质遗传现象---- 花斑紫茉莉的发现
镜检 花 绿色枝条 镜检 斑 白色枝条 镜检 植 花斑枝条 株
练习
1 ）“杂交水稻之父”袁隆平在 20 世纪 60 年 代进行了六年的栽培水稻杂交试验，没有获 得质核互作的雄性不育株，他从失败中得到 D 的启示是 （ ） A、水稻是自花传粉植物，只能自交 B、进行杂交试验的栽培稻的性状不优良 C 、进行杂交试验所产生的后代不适应当 地的土壤条件 D 、应该用远源的野生雄性不育稻与栽培 稻进行杂交
遗传学第十二章 细胞质遗传12.6 习题
第十二章细胞质遗传一、填空题1、椎实螺的右旋对左旋是显性，当含有纯合右旋和含有纯合左旋基因型的椎实螺交配后，F1代为左旋，当F1代自交后，F2的表型_______。
2、“三系”配套中的“三系”是指雄性不育的保持系、和不育系。
雄性的育性是基因共同作用的结果。
S（rf rf）是控制系基因型，N（RfRf）是控制系的基因型。
3、细胞质遗传的特点是、、。
4、植物雄性不育系和保持系杂交得到，与恢复系杂交得到，而保持系自交得到。
5、母性影响和细胞质遗传都表现为，但前者基因的遗传方式为，后者为。
6、椎实螺的外壳旋转方向是属于（）的遗传现象。
7、红色面包霉缓慢生长突变的遗传是受（）决定的8、草履虫放毒型的稳定遗传必须有（）和（）同时存在，而草履虫素则是由（）产生的。
9、草履虫接合的结果是( )，自体融合的结果是( )。
10、草履虫放毒型遗传研究的意义在于阐明了( )关系，为作物育种上对( )的研究奠定了理论基础。
11、由核基因控制的植物雄性不育性，用经典遗传学方法一般难以得到它的（）。
12、核雄性不育性的利用受到很大限制是因为（）。
13、孢子体不育是指花粉育性由（）的基因型控制，自交后代表现为（）分离，配子体不育是指花粉育性由（）的基因型控制，自交后代表现为（）分离。
14、设N和S分别代表细胞质可育和不育基因，R和r分别代表细胞核可育和不育基因，则不育系基因型为（），恢复系为（）和（），保持系为（）。
15、水稻杂种优势的利用一般要具备( )、( )和恢复系，这样，以( )和( )杂交解决不育系的保种，以( )和( )杂交产生具有优势的杂交种。
二、选择题1、雄性不育系(ms/ms)×杂合可育株(Ms/ms)的F1：。
A. 全为不育株；B. 全为可育株；C. 3/4为可育株，1/4为不育株；D. 可育株和不育株各占1/22、椎实螺外壳的右旋和左旋是由一对基因控制的，右旋雌螺和左旋雄螺交配时，子二代为。
A．全为右旋 B．全为左旋C．有右旋也有左旋，比例不确定 D．有右旋也有左旋，右旋与左旋比为3：13、我国的杂交水稻主要是在袁隆平教授的主持下研究成功。
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;
第十二章 细胞质遗传参考答案
第十二章细胞质遗传参考答案1、什么叫细胞质遗传？它有哪些特点？试举例说明之。
答：细胞质遗传指由细胞质内的遗传物质即细胞质基因所决定的遗传现象和规律，又称非染色体遗传、非孟德尔遗传、染色体外遗传、核外遗传、母体遗传。
细胞质遗传的特点：⑴. 遗传方式是非孟德尔式的；杂交后一般不表现一定比例的分离。
⑵. 正交和反交的遗传表现不同；F1通常只表现母体的性状，故又称母性遗传。
⑶. 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。
⑷. 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。
举例：罗兹（Rhoades M. M.）报道玉米的第7染色体上有一个控制白色条纹的基因（ij），纯合的ijij植株叶片表现为白色和绿色相间的条纹。
以这种条纹株与正常绿色进行正反杂交，并将F1自交其结果如下：当以绿色株为母本时,F1全部表现正常绿色与非绿色为一对基因的差别,纯合隐性(ijij）个体表现白化或条纹，但以条纹株为母本时，F1却出现正常绿色、条纹和白化三类植株，并且没有一定的比例，如果将F1的条纹株与正常绿色株回交，后代仍然出现比例不定的三类植株，继续用正常绿色株做父本与条纹株回交，直至ij基因被全部取代，仍然没有发现父本对这个性状的影响，可见是叶绿体变异之后的细胞质遗传方式。
2、何谓母性影响？试举例说明它与母性遗传的区别。
答：由于母本基因型的影响，使子代表现母本性状的现象叫做母性影响，又叫前定作用。
母性影响所表现的遗传现象与母性遗传十分相似，但并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，故不属于母性遗传的范畴。
举例：如椎实螺外壳的旋转方向有左旋和右旋，这对相对性状是母性影响。
把这两种椎实螺进行正反交，F1外壳的旋转方向都与各自的母体相似，成为右旋或为左旋，但其F2却都有全部为右旋，到F3世代才出现右旋和左旋的分离。
这是由一对基因差别决定的，右旋（S+）对左旋（S）为显性，某个体的表现型并不由本身的基因型直接决定，而是由母体卵细胞的状态所决定，母本卵细胞的状态又由母本的基因型所决定。
生物课件 细胞质遗传
2、红色面包霉缓慢生长突变型遗传
• 红色面包霉的两种有性生殖方式：
– 菌丝体融合 – 分生孢子与原子囊果融合
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• 野生型：
菌丝体正常生长
• 缓慢生长突变型：
生长速度缓慢
• 遗传表现：
遗传类型能够通过无性生殖 稳定遗传 正反交的遗传表现不同
• 解释：
线粒体上与细胞色素氧化酶 有关的基因突变
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六、线粒体遗传的分子基础
• 共生体的起源
– 与线粒体和质体相似，人们认为共生体可能是源于进 入细胞的某种细菌 – 经过相互适应，形成共生关系
19
例：草履虫放毒型的遗传
• 草履虫的遗传特性
– 细胞核遗传物质 – 卡巴粒
• 草履虫毒素分泌遗传
– 细胞核显性基因K： 使卡巴粒可以持续、 稳定存在 – 卡巴粒：使细胞具有 分泌毒素的能力
13
五、线粒体的遗传
1、酵母的小菌落突变
一个酵母菌
无性繁殖
大菌落
再培养
大菌落 小菌落 （1%2%）
小菌落
当培养基中有溴化乙锭（EB）存在时，100% 的细胞都成为小菌落。
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如果小菌落突变是 因核基因突变所致， 该杂交结果会怎样？
小菌落酵母菌和正常的酵母菌杂交，后代表现正常，不 分离出小菌落。研究发现，小菌落酵母的细胞内缺少细胞 色素a和b，还缺少细胞色素氧化酶，不能进行有氧呼吸， 因而不能有效的利用有机物。已知线粒体是细胞的呼吸代 谢中心，上述有关酶也存在于线粒体中，因此推断这种小 菌落的变异与线粒体的基因组变异有关。 15
（ S） R / r
（ N） R / R （ N） R / r （ N） r / r
雄性正常
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细胞质遗传
• 不管以前是杂合体还是纯合体，自 体受精以后基因型均纯合。
草履虫放毒型的遗传
草履虫有一种特殊的放毒品系，它能够 产生一种物质，称为草履虫素。
对自身无害，而对不同品系的草履虫有 害，长时间作用能够杀死无毒品系。
能产生草履虫素的个体被称为放毒型， 不能产生草履虫素的叫做敏感型。
草履虫放毒型的遗传
在某些生物细胞质中还有另一类细胞质 颗粒。
共生体：不是细胞生存的必须组成部分， 而是以某种共生的形式存在于细胞中。
最典型的共生体颗粒的遗传实例是草履 虫放毒型的遗传。
草履虫
草履虫是单细胞原生动物，种类很多
有一种草履虫有两种细胞核，大核和小 核，有两个小核。
大核主管营养，是多倍性的；小核主管 遗传，是二倍性的。
a. 放毒型：体 内有卡巴粒， 核内有K基 因，能产生 草履虫素
b. 敏感型：体 内无卡巴粒， 核内有k基 因，不能释 放草履虫素
草履虫模式图
草履虫的生殖方式
这种草履虫有3种生殖方式 ： 无性生殖 有性生殖 自体受精生殖
无性生殖
一个个体通过有丝分裂成为两个个体， 基因型仍然跟原来的个体一样
有核基因K，细胞质中没有卡巴粒，卡 巴粒不能无中生有，仍为敏感型。
卡巴粒的直径大约0.2μm，相当于一个小型 细菌的大小。
推测可能是退化的细菌，现已演化为草履虫 的内共生体。
卡巴粒含有DNA、RNA、蛋白质、醣类和酯类 等，其分子量和比例与细菌很相似。
卡巴粒的rRNA已被分离出来，能和E.coli的
13
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
细胞质遗传.doc
课时9 细胞质遗传（一）一、书本基础知识整理1、概念细胞核遗传：细胞质遗传：2、特点母系遗传概念：原因：子代性状无一定分离比原因：3、物质基础：4、育种原理：雄性不育系：＊三系法杂交雄性不育保持系：雄性不育恢复系：二、思维拓展紫茉莉杂交后代一些性状产生的原因绿色雌株×花斑雄株→绿色植株绿色雌株所产生的卵细胞中控制质体的物质均为叶绿体的物质，而花斑雄株产生的精子中参与受精的几乎没有细胞质，所以受精卵中的控制质体的物质都是叶绿体的物质，子代叶片颜色都是绿色。
②花斑雌株×绿色雄株→花斑、绿色、白色植株花斑雌株的卵原细胞中含控制叶绿体、白色体两种质体的物质。
在减数分裂的过程中，该物质的分配是随机的、不均等的。
有的卵细胞同时得到两种控制质体的物质，后代为花斑，有的卵细胞就只得其中一种控制质体的物质，后代就只为绿色或白色。
（白色植株无法正常光合作用，所以不能长大。
）2、花斑种子萌发后所成植株枝条有白、绿、花斑的原因同时有叶绿体、白色体两种控制质体的物质受精卵，发育而成的植株有的枝条为绿，有的为白，有的花斑。
这种现象产生的原因是在有丝分裂过程中，核基因的分配是均等的，每个子细胞得到完整的一套。
但控制质体的物质的分配还是随机、不均等的。
后代细胞可能同时有两种控制质体的物质，则发育而成的枝条为花斑，也可能只得其中一种控制质体的物质，枝条为白或绿色。
从而说明，不仅在减数分裂时质基因的分配是随机、不均等的，在有丝分裂中，这种现象仍然存在。
3、细胞核遗传和细胞质遗传的区别与联系区别：①遗传物质的场所：核遗传物质在细胞核，质遗传物质在细胞质②遗传物质所在的配子类型：核遗传在雌雄配子，而质遗传主要在雌配子③遗传物质的分配特点：核遗传是精确的、平均分配到子细胞中的，而质遗传的分配是随机的，不均等的。
④正反交时，F1的表现型：核遗传是相同的，质遗传是由母本决定的。
（2）联系：①它们的遗传物质都是DNA②它们遗传的桥梁都是配子③它们的性状表达都是通过体细胞进行的④生物的遗传性状可以分三种类型：只受核基因控制的遗传（人的血型）只受质基因控制的遗传（紫茉莉叶色的遗传）受核、质基因同时控制的遗传（水稻的雄性不育）4、如何判断某一遗传方式为细胞质遗传？看控制生物性状的遗传物质的来源。
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
细胞质遗传医学知识讲座
短日照条件下为可育(＜13.75h，可自交繁种)。
细胞质遗传医学知识讲座
第24页
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❖ 水稻温敏核不育材料： ＞28℃，不育； ＜23-24℃育性转为正常。
❖ 1973年，石明松在晚粳农垦58中发觉“湖北 光敏核不育水稻－农垦58S” 。 农垦58S”在长日照条件下为不育，短日照下 为可育 。 将不育系和保持系合二为一 ，
细胞质内，所以称为细胞质遗传，又称核外遗传、 非染色体遗传、非孟德尔式遗传。
细胞质遗传医学知识讲座
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❖ 在遗传时，母本产生卵细胞或胚囊现有细胞核又有细胞质，而父本产 生精细胞不带细胞质或极少细胞质，后代细胞质是母本提供,
❖ 所以细胞质基因是经过母原来传递，因而又称：母体遗传、母性遗传。
细胞质遗传医学知识讲座
❖ 植物雄性不育有些细胞质基因单独作用，有些是细胞核基因单独作用，
还有些是细胞质基因和细胞核基因共同作用。
❖ 一、雄性不育概念
❖ 雄性不育：因为环境或遗传原因造成花粉败育。
❖ 雄性不育性：由遗传原因造成花粉败育。
❖ 雄性不育系：由遗传原因造成花粉败育，并能代
❖
代相传品系（简称不育系）。
❖ 雄性不育恢复系：经过和不育系杂交，能使不育系育
♀S＋S＋ × SS♂
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↓
↓
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F1 S＋S左
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↓自体受精
F1 S＋S右 ↓自体受精
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F2 S＋S＋ S＋S SS
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右 右右
F2 S＋S＋ S＋S SS 右 右右
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1 21
1 21
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↓ ↓ ↓自体受精
↓↓↓
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F3 右 右 左
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右3 ∶ 1左
第十二章 细胞质遗传
第十二章细胞质遗传遗传学中把染色体基因组所控制的遗传现象和遗传规律称为核遗传，把由细胞质内的遗传物质基因组控制的遗传现象及规律称为胞质遗传。
我们知道细胞核内染色体上的基因是重要的遗传物质，由核基因所决定的遗传方式叫“核遗传”，随着遗传学研究的深入，人们发现细胞核的遗传并不是生物唯一的遗传方式，生物的某些遗传现象并不决定于核基因或不完全决定于核基因，而是决定于或部分决定于细胞核外的一些遗传物质，这种遗传称为“核外遗传”或“非染色体遗传”，它包括核外任何细胞成分遗传物质所引起的遗传现象。
目前研究较多的是细胞质成分所引起的遗传现象，如质体、线粒体遗传，这种由细胞质成分引起的遗传现象叫“细胞质遗传”，把所有的细胞器和细胞质颗粒中的遗传物质称为细胞质基因组这些胞质的基因存在于胞质的各种基因载体上，这些基因载体根据结构功能的不同又分为两类：一类：属于细胞内固有的结构，它们在细胞内执行一定的代谢功能，是细胞生存所不可缺少的成分，如质体、线粒体、基粒等。
二类是细胞质内的非固定成分，虽然它们的存在功能影响生物的代谢功能，但它们并不是细胞生存所不可缺少的成分。
如：游离体、共生体、果蝇的δ粒子，大肠杆菌的F因子及草履虫的卡巴粒等。
这些成分游离于染色体之外，偶而也有些颗粒（F因子）能与染色体整合起来并进行同步的复制。
§1细胞质遗传的表现一、叶绿体的遗传1909年德国的植物学家柯伦斯报导了关于紫茉莉的一些杂交试验。
紫茉莉的枝条通常是绿色的，因为含有正常的叶绿素，但某些品种，由于质体的遗传物质的改变，至使叶绿体不能正常的产生叶绿素而呈现白色。
由于植物的细胞有两种类型，一类细胞内含有正常的质体，并能产生叶绿素；另一类细胞则相反，不能产生叶绿素而呈现白色，两类不同的细胞相间隔存在，使绿枝条呈现白绿相间的花斑状，柯伦斯在这些不同的枝条间进行一系列的杂交试验，杂交结果可以见表，从结果可见，无论父本的花粉来自哪一枝条，子一代总是表现母本性状的现象叫母本遗传。
《遗传学》1-14章及练习卷名词解释整理
名词解释（核酸内切酶的识别序列要求掌握）第一章绪论变异：是指亲代与子代之间、子代个体之间存在着不同程度差异的现象。
如高秆植物品种可能产生矮杆植株，一卵双生的兄弟也不可能完全一样。
第二章遗传的细胞学基础同源染色体：生物体中，形态和结构相同的一对染色体，成为同源染色体。
异源染色体：生物体中，形态和结构不同的各对染色体互称为异源染色体。
二价体：是指减数分裂前期Ⅰ联会后的一对同源染色体；。
双价体：在减数分裂的偶线期，各同源染色体分别配对，出现联会现象。
原来是2n条染色体，经配对后可形成n组染色体，每一组含有两条同源染色体，这种配对的染色体叫双价体。
二分体：是指减数分裂末期Ⅰ所形成的两个子细胞。
四分体：是指减数分裂末期Ⅱ所形成的四个子细胞。
四价体：是指同源四倍体在减数分裂时所联会的四条同源染色体。
四合体：是指减数分裂前期Ⅰ所联会的二价体中所包括的四条染色单体。
超倍体：在非整倍体中，染色体数比正常二倍体（2n）多的个体。
兼性异染色质：存在于染色体任何部位，某类细胞内表达，某类不表达。
例如哺乳动物X染色体，雌性其中一条表现为异染色质，完全不表达功能，另一条则为功能活跃的常染色质。
【莱昂化作用：性染色体失活→巴氏小体】第三章孟德尔遗传性状：生物体所表现的形态特征和生理特性。
单位性状：个体表现的性状总体区分为各个单位之后的性状。
相对性状：指同一单位性状的相对差异。
质量性状：表现不连续变异的性状；它的杂种后代的分离群体中，对于各个所具有相对性状的差异，可以明确的分组，求出不同组之间的比例。
数量性状：表现连续变异的性状；杂交后的分离世代不能明确分组，只能用一定的度量单位进行测量，采用统计学方法加以分析；它一般易受环境条件的影响而发生变异，这种变异一般是不遗传的。
杂交：指通过不同个体之间的交配而产生后代的过程。
异交：亲缘关系较远的个体间随机相互交配。
近交：亲缘关系相近个体间杂交，亦称近亲交配。
自交：指同一植株上的自花授粉或同株上的异花授粉。
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[关闭窗第 十 二 章 细 胞 质 遗 传[关闭窗口 ]本章习题1、 解释下列名词： 细胞质遗传（核外遗传）、细胞质基因组、前定作用、母性影响、质 粒、孢子体不育、配子体不育、雄性不育性、核不育型、质-核不育型。
2、 什么叫细胞质遗传？它有哪些特点？试举例说明之。
3、 何谓母性影响？试举例说明它与母性遗传的区别。
4、 如果正反交试验获得的 F i 表现不同，这可能是由于 ⑴•性连锁；⑵.细胞质遗传；⑶•母性影响。
你如何用试验方法确定它属于哪一种情况？5、 细胞质遗传的物质基础是什么？6、 细胞质基因与核基因所何异同？二者在遗传上的相互关系如何？7、 试比较线粒体 DNA 、叶绿体 DNA 和核DNA 的异同？8、 植物雄性不育主要有几种类型？其遗传基础如何？9、 一般认为细胞质的雄性不育基因存在于线粒体 DNA 上，为什么? 10、 如果你发现了一株雄性不育植株，你如何确定它究竟是单倍体、远缘杂交F !、生 理不育、核不育还是细胞质不育？ 11、 用某不育系与恢复系杂交，得到 F i 全部正常可育。
将 F i 的花粉再给不育系亲本授 粉，后代中出现90株可育株和270株不育株。
试分析该不育系的类型及遗传基础。
12、现有一个不育材料，找不到它的恢复系。
一般的杂交后代都是不育的。
但有的F 1 不育株也能产生极少量 F 2花粉，自交得到少数后代，呈3： 1不育株与可育株分离，将 F 1 不育株与可育亲本回交，后代呈1: 1不育株与可育株的分离，试分析该不育材料的遗传基础。
参考答案[关闭窗口 ] 第十二章细胞质遗传口 ]参考答案1、解释下列名词：细胞质遗传（核外遗传）、细胞质基因组、前定作用、母性影响、质粒、孢子体不育、配子体不育、雄性不育性、核不育型、质-核不育型。
答：细胞质遗传（核外遗传）：指由细胞质基因所决定的遗传现象和遗传规律。
细胞质基因组：所有细胞器和细胞质颗粒中遗传物质的统称。
前定作用：由受精前母体卵细胞状态决定子代性状表现的母性影响。
母性影响：由核基因的产物积累在卵细胞中所引起的一种遗传现象,其特点为下一代表现型受上一代母体基因的影响。
质粒：泛指染色体外一切能进行自主复制的遗传单位，包括共生生物、真核生物的细胞器和细菌中染色体以外的单纯DNA 分子。
孢子体不育：是指花粉的育性受孢子体（植株）基因型所控制、与花粉本身所含基因无关。
配子体不育：是指花粉的育性直接受配子体（花粉）本身的基因所决定。
雄性不育性：植物花粉败育的现象称为雄性不育性。
核不育型：这是一种由核内染色体上基因决定的雄性不育类型。
质-核不育型：是由细胞质和核基因互作所控制的不育类型。
2、什么叫细胞质遗传？它有哪些特点？试举例说明之。
答：细胞质遗传指由细胞质内的遗传物质即细胞质基因所决定的遗传现象和规律，又称非染色体遗传、非孟德尔遗传、染色体外遗传、核外遗传、母体遗传。
细胞质遗传的特点：⑴. 遗传方式是非孟德尔式的；杂交后一般不表现一定比例的分离。
⑵.正交和反交的遗传表现不同；F i通常只表现母体的性状，故又称母性遗传。
⑶.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。
⑷.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。
举例：罗兹（Rhoades M. M.）报道玉米的第7染色体上有一个控制白色条纹的基因（ij），纯合的ijij 植株叶片表现为白色和绿色相间的条纹。
以这种条纹株与正常绿色进行正反杂交，并将F i 自交其结果如下：当以绿色株为母本时,F i全部表现正常绿色与非绿色为一对基因的差别，纯合隐性（ijij ）个体表现白化或条纹，但以条纹株为母本时，F i却出现正常绿色、条纹和白化三类植株，并且没有一定的比例，如果将F i的条纹株与正常绿色株回交，后代仍然出现比例不定的三类植株，继续用正常绿色株做父本与条纹株回交，直至ij 基因被全部取代，仍然没有发现父本对这个性状的影响，可见是叶绿体变异之后的细胞质遗传方式。
3、何谓母性影响？试举例说明它与母性遗传的区别。
答：由于母本基因型的影响，使子代表现母本性状的现象叫做母性影响，又叫前定作用。
母性影响所表现的遗传现象与母性遗传十分相似，但并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，故不属于母性遗传的范畴。
举例：如椎实螺外壳的旋转方向有左旋和右旋，这对相对性状是母性影响。
把这两种椎实螺进行正反交，F i 外壳的旋转方向都与各自的母体相似，成为右旋或为左旋，但其F2 却都有全部为右旋，到F3 世代才出现右旋和左旋的分离。
这是由一对基因差别决定的，右旋（S+）对左旋（S）为显性，某个体的表现型并不由本身的基因型直接决定，而是由母体卵细胞的状态所决定，母本卵细胞的状态又由母本的基因型所决定。
F1的基因型（S+S）决定了F2均为右旋，而F2的三种基因型决定了F3的二种类型的分离，其中S+S+和S+S的后代为右旋，SS后代为左旋。
4、如果正反交试验获得的F i表现不同，这可能是由于⑴•性连锁；⑵.细胞质遗传；⑶. 母性影响。
你如何用试验方法确定它属于哪一种情况？答：正反杂交获得的F i分别进行自交或近亲交配，分析F i和F2性状分离与性别的关系，如群体中性状分离符合分离规律，但雌雄群体间性状分离比例不同者为性连锁；若正交F1表现与母本相同，反交不同，正交F i 与其它任何亲本回交仍表现为母本性状者，并通过连续回交将母本的核基因置换掉，但该性状仍保留在母本中，则为细胞质遗传。
若F i 表现与母本相似，而自交后F2表现相同，继续自交其F3表现分离，且符合分离规律，则为母性影响。
5、细胞质遗传的物质基础是什么？答：所有细胞器和细胞质颗粒中的遗传物质均为细胞质遗传的物质基础。
细胞器基因组包括：线粒体基因组、叶绿体基因组、动粒基因组、中心粒基因组、膜体系基因组等；非细胞器基因组包括细胞共生体基因组、细胞质粒基因组等。
6、细胞质基因与核基因所何异同？二者在遗传上的相互关系如何？答：共同点：虽然细胞质基因在分子大小和组成上与核基因有某些区别，但作为一种遗传物质，在结构上和功能上与核基因有许多相同点：⑴•均按半保留复制；⑵•表达方式一样：DNA-mRAN核糖体-蛋白质；⑶•均能发生突变，且能稳定遗传，其诱变因素亦相同。
不同点：细胞质基因突变频率大，具有较强的定向突变性；正反交不一样，基因通过雌配子传递；基因定位困难；载体分离无规律，细胞间分布不均匀；某些基因有感染性。
而核基因突变频率较小，难于定向突变性；正反交一样，基因通过雌雄配子传递；基因可以通过杂交方式进行定位；载体分离有规律、细胞间分布均匀；基因无感染性。
遗传学中通常把染色体基因组控制的遗传现象和遗传规律称为核遗传，把细胞质基因所决定的遗传现象和遗传规律称为细胞质遗传，两者在遗传上相互协调和制约，反映了核与质两个遗传体系相互依存和联系的统一关系。
一般情况下，核基因在遗传上处于主导的地位，但在某些情况下表现出细胞质基因的自主遗传作用。
7、试比较线粒体DNA 、叶绿体DNA 和核DNA 的异同？答：与核DNA 相比，线粒体DNA 和叶绿体DNA 具有某些特点，其中：线粒体DNA的特点：⑴.线粒体DNA是裸露的双链分子，一般为闭合环状结构，但也有线性的；⑵•线粒体DNA分子量为60X106，长度为10~30mm :⑶•线粒体DNA与原核生物的DNA 一样，没有重复序列；⑷•线粒体DNA浮力密度比较低；⑸•线粒体DNA 碱基成分中G和C有含量比A和T少；⑹•线粒体DNA两条单链的密度不同，一条称重链（H链），另一条称轻链（L链）；⑺•线粒体DNA单个拷贝非常小，在细胞总DNA中占的比例非常小。
叶绿体DNA的特点：⑴•叶绿体DNA也是双链分子，呈裸露的闭合环状结构；⑵•叶绿体DNA约为150kb:⑶.叶绿体DNA —般是多拷贝的；⑷.叶绿体DNA浮力密度因物种而异，但与核DNA 有不同程度的差异；（5）.叶绿体DNA碱基成分因物种不同而不同，高等植物叶绿体DNA与核DNA 相同，但藻类植物中的CG含量较核DNA低；⑹.与核DNA 相比，叶绿体DNA 缺少5-甲基胞嘧啶。
相同之处：三者都是遗传物质（ D NA ），能稳定遗传给子代，且以半保留方式复制，表达方式一样，也能发生突变，诱变因素相同。
8、植物雄性不育主要有几种类型？其遗传基础如何？答：植物雄性不育主要有核不育性、质核不育性、质不育性三种类型：⑴•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，一般受简单的1-2对隐性基因所控制，纯合体表现雄性不育。
也发现由显性雄性不育基因所控制的显性核不育，它只能恢复不育性，但不能保持不育性。
⑵•质核不育型是由细胞质基因和核基因互作控制的不育类型，由不育的细胞质基因和相对应的核基因所决定的。
当胞质不育基因S 存在时，核内必须有相对应的一对（或一对以上）隐性基因rr 存在时，个体才能表现不育，只有细胞质或细胞核存在可育基因时能够表现为可育。
根据不育性的败育发生的过程可分为：孢子体不育，指花粉的育性受孢子体（植株）基因型所控制，与花粉本身所含基因无关；配子体不育，指花粉育性直接受雄配子体（花粉）本身的基因所决定。
不同类型需特定的恢复基因。
⑶•质不育型是由细胞质基因所控制的不育类型，只能保持不育性，但不能恢复育性。
如IRRI 运用远缘杂交培育的雄性不育系IR66707A （Oryza perennis 细胞质，1995）和IR69700A （Oryza glumaepatula 细胞质，1996）均具有异种细胞质源，其细胞质完全不同于目前所有的水稻雄性不育系。
这两个不育系属于细胞质型不育系，故其不育性都只能被保持而不能被恢复。
9、一般认为细胞质的雄性不育基因存在于线粒体DNA 上，为什么？答：⑴•在20世纪60年代已发现玉米不育株的线粒体亚显微结构与保持系有明显的不同，从而推断雄性不育性可能与线粒体的变异有关；⑵•分子生物学上发现，玉米的4种类型的细胞质，正常可育型N和不育型T、C、S。
它们的线粒体DNA 分子组成有明显的区别，而叶绿体DNA 并没有明显的差别，且以这4 种类型线粒体DNA 作模板，在体外合成蛋白质，N 型合成的蛋白质与其它3 种均不相同，也推断存在于线粒体的基因组中；⑶.已完成的玉米N型和T型的mt DNA限制性内切酶图谱表明，N型mt DNA分别含有6组和5组重复序列，但只有其中的2组是两种mt DNA 所共有的。
就限制性位点的分布及Southern 杂交的结果看，N型和T型所特有的碱基序列分别为70kb （N ）和40kb （T）, 其余500kb 的序列相同，且已从T 型mt DNA 中分离出一个专化玉米T 型胞质不育基因Furf13。