医学课件细胞质遗传

第十二章细胞质遗传遗传学中常把染色体基因所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。又称为非染色体遗传，非孟德尔遗传，染色体外遗传，核外遗传，母系遗传等。1．正交与反交的遗传表现不同，某性状只能表现于母本时，才能遗传給子代，故细胞质遗传又称母系遗传；但是一般由核基因所决定的性状，正交和反交的遗传表现是完全一致的。2.杂交后代子代不出现孟德尔式的分离比。

一.细胞质遗传的特点3.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。4.具有细胞质异质性与细胞质分裂和重组。同一细胞内含有不同基因型细胞器（如叶绿体或线粒体）的现象称为细胞质异质性。这类细胞在分裂过程中，细胞器无规则地随机分离，子代细胞获得不同基因型细胞器或获得的比例不同，导致细胞或个体间的表型差异，这种分配过程称为细胞质分裂和重组。二、细胞器基因组的遗传

1.叶绿体的遗传紫茉莉花斑叶色的遗传

母本枝条的类型父本枝条的类型子代的类型白白绿白花斑白绿绿绿花斑白花斑绿花斑

花斑

2.线粒体的遗传

1）．酵母小菌落突变2）人类线粒体疾病的遗传人类的线粒体是典型的母系遗传.核基因组是自主性基因组，即使缺乏细胞质基因，只要核基因组基因的功能正常，细胞仍然维持基本的生命活动。细胞器基因组则是一个半自主性的独立遗传系统。三、细胞质基因和核基因的关系（1）线粒体的遗传1）线粒体基因组线粒体基因组能自主复制，但是其没有足够的编码信息来支持线粒体自身复制所需，离开核基因组的支持，不能独立增殖。因此说线粒体是具有半自主性的核外遗传系统。线粒体基因组的一般特征真核细胞中的线粒体基因组DNA绝大多数是一种裸露的双链环状分子，在一个线粒体内，存在一至多个DNA拷贝。各个物种线粒体基因组的大小不一，通常为：植物的线粒体基因组>动物线粒体基因组共同的结构特征：①基因数目和排列顺序相同；②绝大多数核苷酸用于编码序列，其余主要用作调控序列；③某些遗传密码的含义不同于核基因；④存在一个与复制起始有关的D环控制区。2）线粒体基因组的半自主性线粒体基因组的相对独立性①mtDNA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环复制是线粒体特有的复制形式；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，在线粒体内合成mtDNA编码的蛋白质；③线粒体中有些密码子的含义与核基因通用密码子不同，发生改变，例如AUA、UUA在人类细胞核基因中分别是异亮氨酸和终止密码子，在线粒体中成为甲硫氨酸和色氨酸密码子。线粒体DNA虽能够自主复制，但需要核基因组为其编码DNA复制酶；线粒体虽有自己的核糖体、tRNA，并能在线粒体内翻译mtDNA转录的mRNA，但线粒体的核糖体蛋白质由核基因组为其编码；线粒体基因组的半自主性表现线粒体膜蛋白除有限的十多种由mtDNA编码外，其余的都需要从核基因组中转录，在细胞质里合成后再转运到线粒体中。可见，线粒体的自主性十分有限，无论是其遗传系统，还是构成其结构组分的蛋白质，都离不开核基因组，受到核基因组的影响。（2）叶绿体基因组1）叶绿体基因组的一般特征叶绿体基因组DNA是一个裸露的环状双链分子，一个叶绿体中含有的DNA分子拷贝数随着物种的不同而异，通常都是多拷贝的。与线粒体基因组相比，叶绿体的基因组要大得多，其大小一般在120～217kb之间，叶绿体基因组能自主复制，编码其核糖体RNA及tRNA，有独立的表达系统。编码部分叶绿体蛋白质：包括部分叶绿体的核糖体蛋白质亚基、叶绿体RNA聚合酶几个亚基，30多种类囊体蛋白质，其中包括有PSI和PSⅡ系统中的几个蛋白质、ATP酶的亚基，以及1，5—二磷酸核酮糖酸化酶(RuBP酶)的大亚基。2）叶绿体基因组的半自主性叶绿体基因组不能编码为自身的DNA复制、RNA转录和蛋白质翻译过程所需全部的蛋白质因子和酶，不能编码类囊体所有的结构蛋白质和酶系，不能编码膜脂代谢所需的酶系。可见核基因组是一个对细胞器基因组起支持作用的自主性的遗传系统，而线粒体基因组和叶绿体基因组是一个相对独立的半自主性的遗传系统。细胞质的遗传仅有相对的自主性，在很大程度上还受到核基因的控制。细胞质基因和核基因之间是相互依存和联系的统一关系。四、草履虫放毒型的遗传

草履虫既可无性生殖,又可有性生殖.其有性生殖有两种形式：1.无性生殖——后代基因型与亲代个体一样。2.有性生殖：（1）自体受精：（2）接合生殖草履虫自体受精草履虫接合受精

草履虫能产生草履虫素毒素的个体叫放毒型，草履虫必须有两种因子同时存在时，才会形成放毒型。（1）细胞质因子卡巴粒。（2）核基因K

即:K/K＋卡巴粒或K/k+卡巴粒放毒型k/k+卡巴粒敏感型（不放毒的受害个体）3、草履虫毒性的遗传当一个杀伤者（基因型KK）与一个敏感型（kk基因型）只是短暂接合，除核交换外并无细胞质的交换，子代草履虫基因型，都将是Kk。但杀伤者仍是杀伤者，敏感型还是敏感型。若二者的结合时间延长，导致细胞质也发生交换，那么，接合虫体分开后，敏感型由于具有Kk的核基因型，细胞质又有了卡巴粒，也就变成了杀伤者。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的存在。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和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，就将因卡巴粒的消失而成为敏感型。从上可知，放毒型的遗传既决定于细胞质里的卡巴粒，同时又受到核基因K的控制。一、植物雄性不育的类别及其遗传特点：根据雄性不育性发生的遗传机制不同分为：核不育型，胞质不育型，质核不育型。五、植物雄性不育系（一）

核不育型(msms)指由核内染色体上的基因所决定的雄性不育类型。多数核不育型均会被Ms所恢复。因此，不育型(msms)与杂合体（Msms)或纯合体（MsMs)杂交时，子代会恢复育性。该类型具恢复系，不具保持系，这是核不育型的一个重要特征。

（二）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，但在细胞核内没有相应的雄性不育基因和可育基因。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基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。

质—核不育型的不育性由不育的细胞质基因S和相对应的核不育基因r决定。当细胞质基因S存在时，核内必须有相对应的纯合隐性不育基因r存在，个体才能表现不育。（三）质核不育型质核不育型(四)．质核不育型的利用应用雄性不育性时必须二区三系配套：三系：雄性不育系、保持系、恢复系。二区：雄性不育系和保持系的繁殖隔离区、制造杂交种和保持系繁殖的隔离区。三系二区配套育种母性影响又称母性效应，母系影响，是指子代的表型不受自身基因型控制，受母亲基因型影响，其表型同目前相同的现象。其分为二种类型：一种是短暂的，只影响子代个体的幼龄期；另一种是持久的，影响子代个体终生。六、母性影响母性影响所表现的遗传现象和细胞质遗传十分相似，但它在本质上时另一类遗传现象。它属于细胞质遗传的范畴。而且，母性影响经过几代后，影响消失，则性状遗传也随之改变。欧洲麦蛾：A­­——幼虫有色，成虫褐色眼a——幼虫无色，成虫红眼

A:Paa×Aa

1/2aa:1/2Aa

(♀)(♂)幼虫：无色有色幼虫：无色有色成虫：红眼褐眼成虫：红眼褐眼B:PAa×aa

1/2aa:1/2Aa(♀)(♂)幼虫：有色无色幼虫：有色有色成虫：褐眼红眼成虫：红眼褐眼1、短暂的母性影响在椎实螺发育中，其受精卵是螺旋卵裂形式，它的整个发育决定于第一次卵裂，而第一次卵裂决定于卵母细胞的来源。所以椎实螺发育归根决定于母体的基因型和这种基因型所影响的卵母细胞。（见下图）2.持久的母性影响椎实螺外壳右旋（D）对左旋（d）显性。♀♂

PF1F2F3DDddDd♀♂

PF1F2F3DDddDd三、核基因和细胞质基因的关系1、细胞质DNA与核DNA的相同点:它们都是按保留方式进行自我复制，并通过转录合成mRNA，最后mRNA在核糖体上合成蛋白质。细胞质DNA也能发生突变，并且变异能稳定遗传给后代。如叶绿体白化突变，可以继续增殖白化的叶绿体，但不再有正常叶绿体的性质。

（1）在人工诱发情况下，胞质DNA的突变率显著提高，并且诱发的突变有明显的专一性，发生的变异常表现为同一个类型。核DNA的突变则为多方向。（2）细胞器是细胞质基因的载体，它位于