第十一章-细胞质遗传与母性影响课件

第八章细胞质遗传与母性影响1精品课件—细胞质遗传2精品课件遗传学上将真核细胞核内染色体和相当于核内染色体的细菌基因组（俗称染色体）所携带基因的遗传称为核遗传，将细胞质内基因的遗传称为细胞质遗传（cytoplasmic

inheritance）。3精品课件细胞质遗传也称核外遗传、染色体外遗传、非染色体遗传，由于控制性状的遗传因子在细胞质内而不在细胞核内，因此它的遗传行为不符合孟德尔式遗传。4精品课件

由于卵子中细胞质含量

较多,而精子细胞质含量极少，所以子代的细胞质主要来自

于母本，因此核外遗传的特

征是：子代获得母本的基因

而表现为与母本相同的性状，不出现分离比----母系遗传。5精品课件细胞质遗传的特点:正交和反交的遗传表现不同。由细胞质基因控制的性状，只能由母本传递给子代。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(轮回亲本化)。由附加体或共生体决定性状，其表现往往类似病毒的转导或感染。6精品课件1

草履虫的放毒型：草履虫细胞内有大核和小核大核主管营养，小核主管遗传。草履虫有两种生殖方式，无性生殖（裂殖）及有性生殖（接合生殖和自体受精）。7精品课件8精品课件9精品课件10精品课件某些品系的草履虫能产生所谓的草履虫素，称放毒型；草履虫素会杀死不放毒的草履虫（敏感型）。草履虫的放毒型既与细胞质有关，也与细胞核有关。即必须同时存在：细胞质因子卡巴粒(κ颗粒)及细胞核因子K基因才能保持稳定的放毒性状。放毒型纯合子为：KK+κ(卡巴粒)敏感型纯合子为：kk刚开始时是放毒型，

5~8代后变为敏感型11精品课件12精品课件草履虫素是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。13精品课件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。14精品课件2

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。15精品课件3线粒体(mitochondria)遗传：线粒体基因组的大小及特征：

1963年发现了线粒体DNA，为裸露环状（极少数线状）DNA分子。动物细胞线粒体DNA一般在14~39kb，但原生动物可达

50kb。植物线粒体DNA比动物线粒体DNA大，可达200kb~2500kb线粒体的起源内共生假说:1970，Margulis，真核细胞祖先是种吞噬细胞；线粒体祖先是种革兰氏阴性菌。前者吞后者细胞分化假说:原始的原核细胞质膜内陷包被DNA，然后再分化形成独立的细胞器。16精品课件17精品课件质基因和核基因的关系:1.核基因在遗传中起主导作用；2.质基因在某些性状上起主导作用，但也受核基因调节；3.细胞质基因更常见的是对核遗传起弥补或后备作用，质基因只具半独立性遗传系统。核质DNA比较18精品课件19精品课件线粒体基因组结构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。

一个线粒体有1~几个DNA分子，人线粒体有2~3个。线粒体基因组的遗传密码：线粒体有独立的蛋白质翻译系统，其核糖体大小也与原核生物相似。1979年发现线粒体遗传密码与通用密码有些不同。表现出遗传密码的不通用性。密码子核基因线粒体基因人类酵母果蝇CUU

CUCCUA

CUGleuleuthrleuAUAilemetmetmetUGAstoptrptrptrpAGA

AGGargstop精品课件argser20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，是一个典型的核质共同控制的细胞器---半自主细胞器。精品课件2122精品课件控制区tRNA基因23精品课件24精品课件4

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。25精品课件叶绿体遗传的表现紫茉莉花斑性状的遗传早在1908年，孟德尔定律的重新发现者之一Correns就曾报道过不符合孟德尔定律的遗传现象。他发现紫茉莉中有一种花斑植株，着生纯绿色、白色和花斑三种枝条。紫茉莉花斑性状的遗传接受花粉枝条白

色提供花粉枝条 杂种植株表现白

色

白

色绿

色

白

色花

斑

白

色绿

色白色绿色花斑绿色绿色绿色花

斑白

色绿

色精品课件花

斑白色、绿色、花斑白色、绿色、花斑白色、绿色、花斑26图 紫茉莉花斑的叶绿体遗传模型结论：植物的这种花斑现象是叶绿体的前体—质体变异造成的27精品课件玉米叶片埃形条纹的遗传1943年，Rhoades报道玉米的第7染色体上有一个控制白色条纹的基因(ij)F1P

IjIj♀

×

ijij♂绿色

条纹全部绿色IjijF2

IjIj

Ijij

ijij3绿︰1白条28精品课件P

ijij

♀

×

IjIj

♂条♀Ijij条纹 绿色F1

Ijij

Ijij

Ijij绿

条

白×

IjIj绿♂IjIjIjIjIjIjIjijIjijIjij绿条白绿条白因此认为，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。变异一经发生，便能以细胞质遗精品传课件的方式稳定传递2930精品课件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。

与线粒体相似，叶绿体的遗传也是由核质共同控制的。31精品课件如:

紫茉莉花斑性状的遗传接受花粉的枝条 提供花粉的枝条杂种表现白

色白

色绿

色花

斑白

色绿

色花

斑白

色绿

色花

斑白 色

×绿色×绿

色花斑×白、绿、花斑二 母性影响（32maternal

influence）母性影响又称母性效应（maternal

effect），又叫前定作用。它是指子代的表型不受自身基因型控制，受母亲基因型的影响，其表型同母亲相同精品的课件

现象。33精品课件母性影响的分类:短暂的母性影响持久的母性影响34精品课件1

短暂的母性影响－面粉蛾野生型（A）：幼虫皮肤灰色，成虫眼睛深褐色突变型（a）：幼虫皮肤白色，成虫眼睛红色。杂合体（Aa）与隐性纯合体的正反交结果不一样欧洲麦蛾色素的遗传欧洲麦蛾野生型幼虫的皮中含有色素，成虫复眼为深褐色。现已鉴定这种色素是由犬尿氨酸所形成的，由一对基因（Aa）控制图 欧洲麦蛾色素（眼色精品课和件

皮色）的母性影响3536精品课件♂

Aa♀Aa

x

♂aa½

Aa½

Aa

½

aax♀

aa½

aa幼虫灰色灰色灰色白色成虫褐眼褐眼红眼红眼原因：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。2

持久的母性影响椎实螺外壳右旋（D）对左旋（d）显性。♀

♂XPF1F2F3DD

dd37精品课件Dd离，椎实螺外壳旋转方向的遗传由一对基因控制右旋(S+)对左旋(S)为显性母本基因型→卵细胞状态→后代表现型→

F3出现3:1分故又叫做延迟遗传38精品课件为什么会出现这种遗传现象呢？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。39精品课件40精品课件特点：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。原因：外壳旋转方向取决于卵裂时纺锤体的取向，而纺锤体的取向又取决于受精卵中细胞质的性质，受精卵中细胞质的性质是由母本基因型决定的。三 母性影响与胞质遗传的区别细胞质遗传决定的性状在遗传过程中通常表现出连续性、稳定性、不分离性，并且后代的表型总和母亲

一样的特点。受母性影响的性状，虽然正反交结果不一样，子代的表型同母亲

一样，但是它是由核基因控制的性状，终究会表现出孟德精品尔课件遗传的特点。4142精品课件四 植物的雄性不育1

植物雄性不育（male sterility)的特征：植物雄性不育在植物界较为普遍，至少已在18个科的110多种植物中发现。植物雄性不育是指植物花粉败育的现象，表现为花蕊发育不正常，不能产生可育的花粉，但能产生正常的卵细胞，可接受外来花粉而受精结籽。43精品课件2

植物雄性不育的原因：环境因素：如高温杀雄（不遗传）。染色体数目或结构上的变异（雌雄均不育）。由基因控制的不育：核不育型及核-质不育型。3

核-质不育的遗传基础这种类型的不育既与核基因有关，也与细胞质基因有关。细胞质基因：N为雄性可育基因，S为不育基因表现为核外遗传现象。核基因：Rf为雄性可育基因，rf为不育基因，Rf对rf

显性，表现为孟德尔式遗传。44精品课件45精品课件细胞质中与雄性不育有关的基因：S-不育

N-可育细胞核中与雄性不育有关的基因：R-rRR Rr-可育

rr

–不育S(rr)

，S(RR),

S(Rr)N(RR),

N(Rr),

N(rr)质核不育型R

可育的核基因，r

不育的核基因，N可育的细胞质基因，S不育的细胞质基因。不育特点：不论质或核，只要有可育基因，雄性可育；质、核皆为不育基因时雄性不育。有6种组合：RRRrr

rN可育N(RR)可育N(Rr)可育N(rr)可育S不育S(RR)可育S(Rr)可育S(rr)不育46精品课件S(rr)

，S(RR),

S(Rr)N(RR),

N(Rr),

N(rr)保持系细胞质中与雄性不育有关的基因：S-不育

N-可育细胞核中与雄性不育有关的基因：R-rRR Rr-可育

r恢r复–系不育不育系47精品课件质核不育型质核不育型

又叫胞质不育型(CMS)不育系S(rfrf)恢复系N/S(RfRf)保持系N(rfrf)48精品课件49精品课件关于质核不育型的假说质核互补控制假说：认为细胞质不育基因存在于线粒体上。当线粒体DNA的某个(或某些)节段发生变异，并使可育的胞质基因突变为S时，线粒体mRNA所转录的不育性信息使某些酶不能形成，或形成某些不正常的酶，从而破坏了花粉形成的正常代谢过程，最终导致花粉败育。能量供求假说：认为线粒体是细胞质雄性不育性的重要载体。植物的育性与线粒体的能量转化效率有关。亲缘假说：认为遗传结构的变异引起个体间生理生化代谢上的差异，与个体间亲缘关系的远近成正相关。两亲间亲缘差距越大，杂交后的生理不协调程度也越大。当这种不协调达到一定程度，就会导致植株代谢水平下降，合成能力减弱，分解大于合成，使花粉中的生活物质减少最终导致花粉的败育。不育的基因型：S(rf

rf)可育的基因型：N(Rf

Rf),N(Rf

rf),N(rfrf),S(Rf

Rf),S(Rf rf)。4

三系 即:不育系、保持系和恢复系不育系保持系S(rf rf)：指雄性不育的品系。N(rf rf)：与不育系杂交，使不育系结籽并保持不育系的雄性不育特性的品系。如：♀

S（rf

rf)

x

♂

N(rf

rf)

S(rf

rf)恢复系

N(Rf Rf)和

S(Rf Rf)：与不育系杂交，产生雄性可育的子代。精品课件50图 应用三系法配制杂交种示意图保持系♂

×

不育系♀N(rr)

S(rr)恢复系♂N/S(RR）⊗×保持系

不育系N(rr)

S(rr)F1杂交种S(Rr）恢复系N/S(RR）51精品课件如：♀S（rf

rf)x

♂N(Rf

Rf)♀

S（rf

rf)

x

♂

S(Rf

Rf)S(Rf

rf)S(Rf

rf)5

植物雄性不育的应用三系配套（二区三系法）：一区(繁育区)：不育系

x

保持系♀

S（rf

rf)

x

♂

N(rf

rf)S(rf

rf)N(rf

rf)52精品课件二区(制种区)：不育系

x

恢复系♀

S（rf

rf)

x

♂

N(Rf

Rf)S(Rf

rf) N(Rf

Rf)S(Rf

rf)为杂交种，用做大田生产。二系配套植物雄性不育除表现为核-质不育型外，还表现为核不育型，如光敏核不育（photoperiodsensitive

genom