細(xì)胞質(zhì)遺傳最新課件

1、細(xì)胞質(zhì)遺傳最新第十一章第十一章 細(xì)胞質(zhì)遺傳細(xì)胞質(zhì)遺傳細(xì)胞質(zhì)遺傳最新 本本 章章 的的 重重 點(diǎn)點(diǎn)細(xì)胞質(zhì)遺傳與核遺傳的差異。細(xì)胞質(zhì)遺傳與核遺傳的差異。細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)。細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)。質(zhì)核基因間的關(guān)系。質(zhì)核基因間的關(guān)系。1.1.雄性不育：雄性不育：核不育型、質(zhì)核互作不育型；核不育型、質(zhì)核互作不育型；孢子體不育、配子體不育；孢子體不育、配子體不育；生產(chǎn)應(yīng)用。生產(chǎn)應(yīng)用。細(xì)胞質(zhì)遺傳最新第一節(jié)第一節(jié) 細(xì)胞質(zhì)遺傳的概念和特點(diǎn)細(xì)胞質(zhì)遺傳的概念和特點(diǎn) 一、細(xì)胞質(zhì)遺傳的概念一、細(xì)胞質(zhì)遺傳的概念 二、細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)二、細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)細(xì)胞質(zhì)遺傳最新一、細(xì)胞質(zhì)遺傳的概念一、細(xì)胞質(zhì)遺傳的概念細(xì)胞質(zhì)遺傳：由胞質(zhì)遺傳

2、物質(zhì)引起的遺傳現(xiàn)象細(xì)胞質(zhì)遺傳：由胞質(zhì)遺傳物質(zhì)引起的遺傳現(xiàn)象 ( (又稱非染色體遺傳、非孟德爾遺傳、又稱非染色體遺傳、非孟德爾遺傳、 染色體外遺傳、核外遺傳、母性遺傳染色體外遺傳、核外遺傳、母性遺傳) )。細(xì)胞質(zhì)基因組：所有細(xì)胞器和細(xì)胞質(zhì)顆粒中遺傳物質(zhì)的統(tǒng)稱。細(xì)胞質(zhì)基因組：所有細(xì)胞器和細(xì)胞質(zhì)顆粒中遺傳物質(zhì)的統(tǒng)稱。也稱為也稱為非孟德爾遺傳非孟德爾遺傳，核外遺傳，母體遺傳。，核外遺傳，母體遺傳。細(xì)胞質(zhì)遺傳最新染色體基因組染色體基因組 基因（核基因（核DNADNA）線粒體基因組（線粒體基因組（mtDNA）葉綠體基因組（葉綠體基因組（ctDNA CpDNA）動粒基因組（動?；蚪M（kinto DNA）中

3、心?；蚪M（中心?；蚪M（centro DNA）膜體系基因組（膜體系基因組（membrane DNA）細(xì)胞共生體基因組細(xì)胞共生體基因組細(xì)菌質(zhì)粒基因組細(xì)菌質(zhì)?；蚪M非細(xì)胞器基因組非細(xì)胞器基因組細(xì)胞器基因組細(xì)胞器基因組細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)基因組因組生物的遺傳體系生物的遺傳體系遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)細(xì)胞質(zhì)遺傳最新觀察生物的受精過程我觀察生物的受精過程我們知道，子代是由父本的們知道，子代是由父本的精精子子與母本的與母本的卵細(xì)胞卵細(xì)胞結(jié)合成受結(jié)合成受精卵后發(fā)育而成的。精卵后發(fā)育而成的。精子很精子很小，幾乎不含細(xì)胞質(zhì)小，幾乎不含細(xì)胞質(zhì)，而，而卵卵細(xì)胞則含有大量細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞則含有大量細(xì)胞質(zhì)。也。也就是說，受精卵的細(xì)胞質(zhì)幾

4、就是說，受精卵的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來自母本產(chǎn)生的卵細(xì)乎全部來自母本產(chǎn)生的卵細(xì)胞。一個性狀如果由細(xì)胞質(zhì)胞。一個性狀如果由細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的基因控制，當(dāng)然就會表內(nèi)的基因控制，當(dāng)然就會表現(xiàn)為現(xiàn)為“母系遺傳母系遺傳”了。了。細(xì)胞質(zhì)遺傳最新精細(xì)胞與卵細(xì)胞的相對比例精細(xì)胞與卵細(xì)胞的相對比例細(xì)胞質(zhì)遺傳最新看圖思考：看圖思考：有絲分裂時，有絲分裂時，細(xì)胞質(zhì)是怎樣分配細(xì)胞質(zhì)是怎樣分配到兩個子細(xì)胞中去到兩個子細(xì)胞中去的？能像細(xì)胞核內(nèi)的？能像細(xì)胞核內(nèi)的染色體那樣，的染色體那樣，準(zhǔn)準(zhǔn)確確地平均分配給兩地平均分配給兩個子細(xì)胞嗎個子細(xì)胞嗎？細(xì)胞質(zhì)遺傳最新細(xì)細(xì)胞胞質(zhì)質(zhì)遺遺傳傳原理：生物的某些性狀由細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的原理：生物的某些性狀由細(xì)胞質(zhì)

5、內(nèi)的 遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)( (細(xì)胞質(zhì)基因細(xì)胞質(zhì)基因) )控制?？刂?。母系母系遺傳遺傳子代的分子代的分離不規(guī)則離不規(guī)則特點(diǎn)特點(diǎn)表現(xiàn)：子代的性狀完全由母本表現(xiàn)：子代的性狀完全由母本 決定而與父本無關(guān)。決定而與父本無關(guān)。原理：子代的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部原理：子代的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部 來自母本的卵細(xì)胞。來自母本的卵細(xì)胞。表現(xiàn)：子代分離時各種性表現(xiàn)：子代分離時各種性 狀不形成一定的比例狀不形成一定的比例原理：細(xì)胞質(zhì)的分配是隨原理：細(xì)胞質(zhì)的分配是隨 機(jī)分配。機(jī)分配。細(xì)胞質(zhì)遺傳最新二、細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)二、細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)1. 1. 正交和反交的遺傳表現(xiàn)不同。正交和反交的遺傳表現(xiàn)不同。核遺傳核遺傳：表現(xiàn)相同，其遺傳物質(zhì)由

6、雌核和雄核共同提供；：表現(xiàn)相同，其遺傳物質(zhì)由雌核和雄核共同提供；質(zhì)遺傳質(zhì)遺傳：表現(xiàn)不同，某些性狀表現(xiàn)于母本時才能遺傳：表現(xiàn)不同，某些性狀表現(xiàn)于母本時才能遺傳 給子代，故又稱母性遺傳。給子代，故又稱母性遺傳。細(xì)胞質(zhì)遺傳最新正反交差異形成示意圖正反交差異形成示意圖 正交和反交的遺傳表現(xiàn)不同正交和反交的遺傳表現(xiàn)不同 細(xì)胞質(zhì)遺傳最新2. 2. 不出現(xiàn)分離比，即不出現(xiàn)分離比，即非孟德爾式遺傳非孟德爾式遺傳；3. 3. 連續(xù)回交連續(xù)回交能把母本的核基因全部置換掉，但能把母本的核基因全部置換掉，但 母本細(xì)胞質(zhì)基因及其控制的性狀仍不消失。母本細(xì)胞質(zhì)基因及其控制的性狀仍不消失。4. 4. 由附加體或共生體決定的

7、性狀，其表現(xiàn)往往類由附加體或共生體決定的性狀，其表現(xiàn)往往類 似病毒的轉(zhuǎn)導(dǎo)或感染，即可傳遞給其它細(xì)胞；似病毒的轉(zhuǎn)導(dǎo)或感染，即可傳遞給其它細(xì)胞；細(xì)胞質(zhì)遺傳最新第二節(jié)第二節(jié) 母性影響母性影響（maternal effect）細(xì)胞質(zhì)遺傳最新一、母性影響的概念：一、母性影響的概念： 母性影響：由核基因的產(chǎn)物積累在卵細(xì)胞中的物母性影響：由核基因的產(chǎn)物積累在卵細(xì)胞中的物 質(zhì)所引起的一種遺傳現(xiàn)象。質(zhì)所引起的一種遺傳現(xiàn)象。 母性影響母性影響不屬于細(xì)胞質(zhì)遺傳不屬于細(xì)胞質(zhì)遺傳的范疇。的范疇。二、母性影響的特點(diǎn)：二、母性影響的特點(diǎn)： 下一代表現(xiàn)型受上一代母體基因的影響。下一代表現(xiàn)型受上一代母體基因的影響。細(xì)胞質(zhì)遺傳最

8、新歐洲麥粉蛾色素的母性影響歐洲麥粉蛾色素的母性影響棕褐色棕褐色: 是由是由Aa基因決定基因決定無論卵細(xì)胞基因型是無論卵細(xì)胞基因型是A A 還是還是 a a，它們的細(xì)胞，它們的細(xì)胞質(zhì)中都含有質(zhì)中都含有A A 基因產(chǎn)物基因產(chǎn)物, aa, aa基因型幼蟲的皮是基因型幼蟲的皮是棕褐色；但是，這種母性影響只是暫時的，棕褐色；但是，這種母性影響只是暫時的，缺少缺少A A基因，成蟲復(fù)眼為紅色?；?，成蟲復(fù)眼為紅色。細(xì)胞質(zhì)遺傳最新椎實螺旋轉(zhuǎn)方向的遺傳椎實螺旋轉(zhuǎn)方向的遺傳椎實螺是一種、同體的軟體動物，每一個體又能同時椎實螺是一種、同體的軟體動物，每一個體又能同時 產(chǎn)生卵子和精子，但一般通過產(chǎn)生卵子和精子，但一般

9、通過異體受精進(jìn)行繁殖異體受精進(jìn)行繁殖。椎實螺即可進(jìn)行異體雜交、又可單獨(dú)進(jìn)行個體的自體受精。椎實螺即可進(jìn)行異體雜交、又可單獨(dú)進(jìn)行個體的自體受精。椎實螺外殼的旋轉(zhuǎn)方向有椎實螺外殼的旋轉(zhuǎn)方向有左旋左旋和和右旋右旋之分，屬于一對相對性狀。之分，屬于一對相對性狀。 細(xì)胞質(zhì)遺傳最新過程：過程：椎實螺進(jìn)行正反交，椎實螺進(jìn)行正反交， F1 F1旋轉(zhuǎn)方向都旋轉(zhuǎn)方向都與各自母本相似與各自母本相似，即右旋或左旋，即右旋或左旋， F2 F2均為均為右旋右旋， F3 F3才出現(xiàn)才出現(xiàn)右旋和左旋的分離右旋和左旋的分離。 細(xì)胞質(zhì)遺傳最新 正交正交 反交反交( (右旋右旋)SS)SS( (左旋左旋)ss)ss( (左旋左旋)

10、ss)ss( (右旋右旋)SS)SS異體受精異體受精 異體受精異體受精 F1F1 全部為右旋全部為右旋(Ss)(Ss)全為左旋全為左旋(Ss)(Ss)自體受精自體受精 自體受精自體受精 F2F2 1SS2Ss1ss1SS2Ss1ss（均右旋）（均右旋）1SS2Ss1ss1SS2Ss1ss（均右旋）（均右旋） F3F3右旋右旋 右旋右旋 左旋左旋 右旋右旋 右旋右旋 左旋左旋 (SS)(SS)(分離分離)(ss)(ss) (SS)(SS)(分離分離)(ss) )(ss) 3 13 1 3 13 1 如果試驗只進(jìn)行到如果試驗只進(jìn)行到F1F1，很可能被誤認(rèn)為細(xì)胞質(zhì)遺傳。，很可能被誤認(rèn)為細(xì)胞質(zhì)遺傳。

11、F1F1的旋轉(zhuǎn)方向同母本一致。的旋轉(zhuǎn)方向同母本一致。 比正常的孟德爾分離晚一代出現(xiàn)，因此又叫比正常的孟德爾分離晚一代出現(xiàn)，因此又叫延遲遺傳延遲遺傳。細(xì)胞質(zhì)遺傳最新 母性影響母性影響所表現(xiàn)的遺傳現(xiàn)象與細(xì)胞質(zhì)遺傳十分相似，所表現(xiàn)的遺傳現(xiàn)象與細(xì)胞質(zhì)遺傳十分相似， 但是并不是由細(xì)胞質(zhì)基因所決定，但是并不是由細(xì)胞質(zhì)基因所決定， 而是由于而是由于核基因的產(chǎn)物在卵細(xì)胞中的積累核基因的產(chǎn)物在卵細(xì)胞中的積累， 所以它所以它不屬于細(xì)胞質(zhì)遺傳不屬于細(xì)胞質(zhì)遺傳的范圍。的范圍。細(xì)胞質(zhì)遺傳最新考試題考試題細(xì)胞質(zhì)遺傳最新第三節(jié)第三節(jié) 葉綠體遺傳葉綠體遺傳 細(xì)胞質(zhì)遺傳最新一、葉綠體遺傳的表現(xiàn)一、葉綠體遺傳的表現(xiàn) 柯倫斯（柯倫

12、斯（CorrensCorrens）在花斑的紫茉莉中發(fā)現(xiàn)：）在花斑的紫茉莉中發(fā)現(xiàn)： 葉片有葉片有綠色綠色、白色、綠白相間的、白色、綠白相間的花斑型花斑型； 而且白色部分和綠色部分有明顯的界限而且白色部分和綠色部分有明顯的界限細(xì)胞質(zhì)遺傳最新柯倫斯（柯倫斯（19081908）雜交試驗）雜交試驗 細(xì)胞質(zhì)遺傳最新 （一）、紫茉莉花斑性狀的遺傳一）、紫茉莉花斑性狀的遺傳 接受花粉的枝條接受花粉的枝條 提供花粉的枝條提供花粉的枝條 雜種表現(xiàn)雜種表現(xiàn) 白白 色色 白白 色色 綠綠 色色 白白 色色 花花 斑斑 白白 色色 綠綠 色色 綠綠 色色 綠綠 色色 花花 斑斑 白白 色色 花花 斑斑 綠綠 色色 白、

13、綠、白、綠、 花花 斑斑 花花 斑斑（母本）（母本）（父本）（父本）細(xì)胞質(zhì)遺傳最新細(xì)胞學(xué)證據(jù)：細(xì)胞學(xué)證據(jù)： 白色白色含無葉綠素的白色質(zhì)體含無葉綠素的白色質(zhì)體 綠色綠色含綠色質(zhì)體（葉綠體）含綠色質(zhì)體（葉綠體） 花斑花斑含白色質(zhì)體和葉綠體含白色質(zhì)體和葉綠體 受精時，由于精子的細(xì)胞質(zhì)不參與受精，所以枝條受精時，由于精子的細(xì)胞質(zhì)不參與受精，所以枝條的顏色完全由卵細(xì)胞（母本）的細(xì)胞質(zhì)決定的顏色完全由卵細(xì)胞（母本）的細(xì)胞質(zhì)決定。細(xì)胞質(zhì)遺傳最新紫紫茉茉莉莉花花斑斑葉葉遺遺傳傳模模型型在配子形成或植株發(fā)育過程中，在配子形成或植株發(fā)育過程中， 一些類型的一些類型的細(xì)胞質(zhì)分裂使細(xì)胞質(zhì)分裂使葉綠體葉綠體和和白色體白

14、色體分別進(jìn)入不同分別進(jìn)入不同的子細(xì)胞中。的子細(xì)胞中。質(zhì)體在細(xì)胞質(zhì)分裂時的分配機(jī)制仍不清楚？質(zhì)體在細(xì)胞質(zhì)分裂時的分配機(jī)制仍不清楚？細(xì)胞質(zhì)遺傳最新 結(jié)結(jié) 果：果： 白白白白 綠綠綠綠 花斑花斑白、綠、花斑白、綠、花斑 雜種植株所表現(xiàn)的性狀完全由雜種植株所表現(xiàn)的性狀完全由母本枝條所決定母本枝條所決定， 與提供花粉的父本枝條無關(guān)。與提供花粉的父本枝條無關(guān)。 控制紫茉莉花斑性狀的控制紫茉莉花斑性狀的遺傳物質(zhì)是通過母本傳遞遺傳物質(zhì)是通過母本傳遞的。的。 細(xì)胞質(zhì)遺傳最新花斑枝條：花斑枝條：綠細(xì)胞綠細(xì)胞中含有正常的綠色質(zhì)體中含有正常的綠色質(zhì)體( (葉綠體葉綠體) )；白細(xì)胞白細(xì)胞中只含無葉綠體的白色質(zhì)體中只含

15、無葉綠體的白色質(zhì)體( (白色體白色體) )；綠白組織交界區(qū)域綠白組織交界區(qū)域：某些細(xì)胞內(nèi)既有葉綠體、又有白色體。：某些細(xì)胞內(nèi)既有葉綠體、又有白色體。 紫茉莉的花斑現(xiàn)象是葉綠體的前體（質(zhì)體）變異而引起的紫茉莉的花斑現(xiàn)象是葉綠體的前體（質(zhì)體）變異而引起的。 細(xì)胞質(zhì)遺傳最新 花粉中精細(xì)胞內(nèi)不含質(zhì)體，上述三種分別發(fā)育的卵細(xì)胞花粉中精細(xì)胞內(nèi)不含質(zhì)體，上述三種分別發(fā)育的卵細(xì)胞 無論接受何種花粉，無論接受何種花粉，其子代只能與提供卵細(xì)胞的母本相似其子代只能與提供卵細(xì)胞的母本相似， 分別發(fā)育成正常分別發(fā)育成正常綠株綠株、白化株白化株、花斑株花斑株。 花斑現(xiàn)象：天竺葵、月見草、衛(wèi)矛、煙草等花斑現(xiàn)象：天竺葵、月見

16、草、衛(wèi)矛、煙草等 20 20多種植物中發(fā)現(xiàn)。多種植物中發(fā)現(xiàn)。 細(xì)胞質(zhì)遺傳最新細(xì)胞質(zhì)基因遺傳的獨(dú)立性是細(xì)胞質(zhì)基因遺傳的獨(dú)立性是相對的相對的，有些性狀的變異是由，有些性狀的變異是由 質(zhì)核基因共同作用質(zhì)核基因共同作用下發(fā)生的。下發(fā)生的。 如：如： 玉米細(xì)胞核內(nèi)第玉米細(xì)胞核內(nèi)第7 7染色體上有一個控制白色條紋的基因染色體上有一個控制白色條紋的基因ijij，純合，純合ijijijij株葉片表現(xiàn)為株葉片表現(xiàn)為白色和綠色相間的條紋白色和綠色相間的條紋。（二）、玉米埃型條紋斑的遺傳（二）、玉米埃型條紋斑的遺傳細(xì)胞質(zhì)遺傳最新玉米埃型條紋斑的遺傳玉米埃型條紋斑的遺傳A IjIj 綠色綠色ijij 條紋條紋 F1

17、Ijij 全部綠色全部綠色 IjIj Ijij ijij 綠色綠色 綠色綠色 白色白色（條紋）（條紋） 1/4 2/4 1/4遵循孟德爾遺傳規(guī)律遵循孟德爾遺傳規(guī)律ijij ijij 個體表現(xiàn)白化或條紋個體表現(xiàn)白化或條紋 ijij 條紋條紋 IjIj 綠色綠色 F1 Ijij Ijij Ijij 綠色綠色 條紋條紋 白色白色 （不成比例）（不成比例） 條紋條紋Ijij 綠色綠色I(xiàn)jIj IjIj Ijij 綠色綠色、條紋、白色植株、條紋、白色植株 均有，且不成比例均有，且不成比例 B細(xì)胞質(zhì)遺傳最新葉綠體遺傳的規(guī)律葉綠體遺傳的規(guī)律 隱性核基因隱性核基因ij ij 引起了葉綠體的變異；引起了葉綠體的

18、變異； 一經(jīng)變異，便能以一經(jīng)變異，便能以細(xì)胞質(zhì)遺傳細(xì)胞質(zhì)遺傳的方式傳遞，的方式傳遞， 不再需要不再需要ij ij 基因的存在?；虻拇嬖?。 相對自主性，某些情況下，質(zhì)體的變異是由相對自主性，某些情況下，質(zhì)體的變異是由 核基因所造成的。核基因所造成的。細(xì)胞質(zhì)遺傳最新二、二、葉綠體基因組葉綠體基因組、葉綠體、葉綠體 DNA DNA（ctDNActDNA）的分子特點(diǎn)的分子特點(diǎn): : 與細(xì)菌與細(xì)菌DNADNA相似，裸露的相似，裸露的DNADNA； 閉合雙鏈閉環(huán)結(jié)構(gòu)閉合雙鏈閉環(huán)結(jié)構(gòu) 多拷貝：多拷貝：高等植物每個葉綠體中有高等植物每個葉綠體中有3060個個DNA，整個，整個 細(xì)胞約有幾千個細(xì)胞約有幾千個D

19、NA分子；藻類中，葉綠體中分子；藻類中，葉綠體中 有幾十至上百個有幾十至上百個DNA分子，整個細(xì)胞中約有分子，整個細(xì)胞中約有 上千個上千個DNA分子。分子。 單細(xì)胞藻類中單細(xì)胞藻類中GC含量較核含量較核DNA小，高等植物差異不明顯；小，高等植物差異不明顯； 細(xì)胞質(zhì)遺傳最新 一般藻類一般藻類ctDNActDNA的浮力密度輕于核的浮力密度輕于核DNADNA，而高等植物，而高等植物 兩者的差異較小。兩者的差異較小。細(xì)胞質(zhì)遺傳最新（二）、葉綠體基因組的結(jié)構(gòu)：（二）、葉綠體基因組的結(jié)構(gòu)：1 1、低等植物的葉綠體基因組：、低等植物的葉綠體基因組：. ctDNA. ctDNA僅能編碼葉綠體本身結(jié)構(gòu)和組成的一

20、部分物質(zhì)；僅能編碼葉綠體本身結(jié)構(gòu)和組成的一部分物質(zhì)；如各種如各種RNARNA、核糖體（、核糖體（70S70S）蛋白質(zhì)、光合作用膜蛋白）蛋白質(zhì)、光合作用膜蛋白 和和RuBpRuBp羧化酶羧化酶 8 8個大亞基。個大亞基。 . . 特性：與抗藥性、溫度敏感性和某些營養(yǎng)缺陷有關(guān)。特性：與抗藥性、溫度敏感性和某些營養(yǎng)缺陷有關(guān)。 細(xì)胞質(zhì)遺傳最新 2. 2. 高等植物的葉綠體基因組：高等植物的葉綠體基因組：. .多數(shù)高等植物的多數(shù)高等植物的ctDNActDNA大約為大約為150kbp150kbp： 煙草煙草ctDNActDNA為為155844bp155844bp、水稻、水稻ctDNActDNA為為1345

21、25bp134525bp。.ctDNA.ctDNA能編碼能編碼126126個蛋白質(zhì)個蛋白質(zhì)： 12% 12%序列是專為葉綠體的組成進(jìn)行編碼；序列是專為葉綠體的組成進(jìn)行編碼；. .葉綠體的半自主性葉綠體的半自主性： 有一套完整的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯系統(tǒng)，但又與核基因組有一套完整的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯系統(tǒng)，但又與核基因組 緊密聯(lián)系。緊密聯(lián)系。 * * 如葉綠體中如葉綠體中RuBpRuBp羧化酶的生物合成羧化酶的生物合成 8 8個大亞基個大亞基 （由葉綠體基因組編碼）（由葉綠體基因組編碼）+8+8個小亞基（由核基因組編碼）。個小亞基（由核基因組編碼）。 細(xì)胞質(zhì)遺傳最新1. ctDNA1. ctDNA與核與核

22、DNADNA復(fù)制相互獨(dú)立，但都是復(fù)制相互獨(dú)立，但都是半保留復(fù)制半保留復(fù)制方式；方式；2. 2. 葉綠體核糖體為葉綠體核糖體為70S70S、而細(xì)胞質(zhì)中核糖體為、而細(xì)胞質(zhì)中核糖體為80S80S；3. 3. 葉綠體中核糖體的葉綠體中核糖體的rRNArRNA堿基成分堿基成分與細(xì)胞質(zhì)和原核生物與細(xì)胞質(zhì)和原核生物 中中rRNArRNA不同；不同；4. 4. 葉綠體中蛋白質(zhì)合成需要的葉綠體中蛋白質(zhì)合成需要的2020種氨基酸載體種氨基酸載體tRNAtRNA分別由分別由 核核DNADNA和和ctDNActDNA共同編碼共同編碼。其中脯氨酸、賴氨酸、。其中脯氨酸、賴氨酸、 天冬氨酸、谷氨酸和半胱氨酸為天冬氨酸、谷

23、氨酸和半胱氨酸為核核DNADNA所編碼所編碼，其余，其余 10 10多種氨基酸為多種氨基酸為ctDNActDNA所編碼所編碼。 （三）葉綠體內(nèi)的遺傳信息的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯系統(tǒng)：（三）葉綠體內(nèi)的遺傳信息的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯系統(tǒng)：細(xì)胞質(zhì)遺傳最新第四節(jié)第四節(jié) 線粒體遺傳線粒體遺傳 一、線粒體遺傳的表現(xiàn)一、線粒體遺傳的表現(xiàn) 二、線粒體遺傳的分子基礎(chǔ)二、線粒體遺傳的分子基礎(chǔ)細(xì)胞質(zhì)遺傳最新一、線粒體遺傳的表現(xiàn)一、線粒體遺傳的表現(xiàn)、紅色面包霉緩慢生長突變型的遺傳、紅色面包霉緩慢生長突變型的遺傳：兩種接合型均可產(chǎn)生原子囊果兩種接合型均可產(chǎn)生原子囊果(卵細(xì)胞卵細(xì)胞)和和 分生孢子（精細(xì)胞）。分生孢子（精細(xì)胞）。.

24、 緩慢生長突變型：緩慢生長突變型：在正常繁殖條件下能穩(wěn)定地遺傳下去，在正常繁殖條件下能穩(wěn)定地遺傳下去，經(jīng)過多次接種移植、其遺傳方式和表現(xiàn)型都不會改變。經(jīng)過多次接種移植、其遺傳方式和表現(xiàn)型都不會改變。. 試驗試驗：緩慢生長特性只能在通過母本傳遞給后代。緩慢生長特性只能在通過母本傳遞給后代。細(xì)胞質(zhì)遺傳最新（一）、紅色面包霉緩慢生長突變型的遺傳（一）、紅色面包霉緩慢生長突變型的遺傳 生長緩慢的突變型不含細(xì)生長緩慢的突變型不含細(xì)胞色素氧化酶胞色素氧化酶 線粒體結(jié)構(gòu)不正常線粒體結(jié)構(gòu)不正常 細(xì)胞色素氧化酶的產(chǎn)生與細(xì)胞色素氧化酶的產(chǎn)生與線粒體直接聯(lián)系線粒體直接聯(lián)系 有關(guān)生長緩慢的基因存在有關(guān)生長緩慢的基因存

25、在于線粒體之中。于線粒體之中。 細(xì)胞質(zhì)遺傳最新. .分析：分析： 緩慢生長突變型緩慢生長突變型無細(xì)胞色素氧化酶無細(xì)胞色素氧化酶，酶是正常，酶是正常 代謝所必需的。代謝所必需的。 由于細(xì)胞色素氧化酶的產(chǎn)生與線粒體有關(guān)，由于細(xì)胞色素氧化酶的產(chǎn)生與線粒體有關(guān)， 且觀察到緩慢生長突變型中的且觀察到緩慢生長突變型中的線粒體結(jié)構(gòu)不正常線粒體結(jié)構(gòu)不正常。 有關(guān)基因存在于線粒體之中，有關(guān)基因存在于線粒體之中，由母本傳遞由母本傳遞。 細(xì)胞質(zhì)遺傳最新（二）、小菌落酵母的遺傳（二）、小菌落酵母的遺傳v 啤酒酵母，屬于子囊菌啤酒酵母，屬于子囊菌v 在正常通氣情況下，每個細(xì)胞都能在培在正常通氣情況下，每個細(xì)胞都能在培

26、養(yǎng)基上產(chǎn)生一個圓形菌落，大部分菌落養(yǎng)基上產(chǎn)生一個圓形菌落，大部分菌落 的大小相近。的大小相近。v 大約有大約有1 12 2的菌落很小的菌落很小，是正常菌落，是正常菌落 的的1/31/31/21/2，稱為，稱為小菌落小菌落（petitepetite）。）。v 培養(yǎng)大菌落時經(jīng)常產(chǎn)生少數(shù)小菌落培養(yǎng)大菌落時經(jīng)常產(chǎn)生少數(shù)小菌落v 小菌落的后代則永遠(yuǎn)是小菌落小菌落的后代則永遠(yuǎn)是小菌落 細(xì)胞質(zhì)遺傳最新 Non-Mendelian segregtion of (a) neutral and (b) suppressive petite mutations in yeast.酵母小菌落的遺傳酵母小菌落的遺傳中性

27、小菌落中性小菌落抑制性小菌落抑制性小菌落細(xì)胞質(zhì)遺傳最新（二）、小菌落酵母的遺傳（二）、小菌落酵母的遺傳小菌落酵母細(xì)胞缺少細(xì)胞色素小菌落酵母細(xì)胞缺少細(xì)胞色素a a和和b b、細(xì)胞色素氧化酶細(xì)胞色素氧化酶 不能有氧呼吸不能有氧呼吸 不能有效利用有機(jī)物不能有效利用有機(jī)物 產(chǎn)生小菌落。產(chǎn)生小菌落。 相關(guān)基因存在于線粒體中相關(guān)基因存在于線粒體中細(xì)胞質(zhì)遺傳最新研究結(jié)果表明與線粒體有關(guān)：研究結(jié)果表明與線粒體有關(guān)：小菌落線粒體中負(fù)責(zé)小菌落線粒體中負(fù)責(zé)ATPATP合成的電子呼吸鏈已經(jīng)合成的電子呼吸鏈已經(jīng) 失去功能。失去功能。正常的線粒體中有自己獨(dú)特的蛋白質(zhì)合成裝置，正常的線粒體中有自己獨(dú)特的蛋白質(zhì)合成裝置， 但

28、是小菌落沒有。但是小菌落沒有。中性小菌落中缺乏中性小菌落中缺乏mtDNA,mtDNA,在抑制型小菌落中在抑制型小菌落中 mtDNA mtDNA結(jié)構(gòu)、組成均有較大的變化。結(jié)構(gòu)、組成均有較大的變化。細(xì)胞質(zhì)遺傳最新二、線粒體基因組二、線粒體基因組 、線粒體、線粒體DNADNA分子特點(diǎn)：分子特點(diǎn)：v 多為閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu)，也有線狀的多為閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu)，也有線狀的v mtDNAmtDNA與核與核DNADNA的區(qū)別：的區(qū)別：. mt DNA. mt DNA無重復(fù)序列；無重復(fù)序列； . mt DNA . mt DNA 的浮力密度比較低；的浮力密度比較低； . mt DNA. mt DNA的的G G、C C含量比含

29、量比A A、T T少，如酵母少，如酵母mtDNAmtDNA的的GCGC含量為含量為21%21%； . mt DNA. mt DNA兩條單鏈的密度不同，分別為重鏈兩條單鏈的密度不同，分別為重鏈(H)(H)和輕鏈和輕鏈(L)(L)； . mt DNA. mt DNA非常小，僅為核非常小，僅為核DNADNA十萬分之一。十萬分之一。 細(xì)胞質(zhì)遺傳最新生物種類生物種類每細(xì)胞中每細(xì)胞中線粒體數(shù)線粒體數(shù)mtDNAmtDNA大小大?。╧b)kb)mtDNAmtDNA與核與核DNADNA比值比值酵母酵母222284840.180.18鼠（鼠（L L細(xì)胞）細(xì)胞）50050016.216.20.0020.002人（人

30、（HeLaHeLa細(xì)胞）細(xì)胞）80080016.616.60.010.01線粒體數(shù)目及線粒體數(shù)目及mtDNAmtDNA大小大小幾種生物的幾種生物的mtDNAmtDNA細(xì)胞質(zhì)遺傳最新（二）、線粒體基因組的結(jié)構(gòu)：（二）、線粒體基因組的結(jié)構(gòu)： 19811981年年KandersonKanderson最早測出人的最早測出人的mtDNAmtDNA全序列為全序列為16569bp16569bp。 人、鼠、牛的人、鼠、牛的mtDANmtDAN全序列中測出：全序列中測出： 2 2個個rRNArRNA基因、基因、2222個個tRNAtRNA基因、基因、1313個蛋白質(zhì)基因等；個蛋白質(zhì)基因等；人、鼠和牛的人、鼠和牛

31、的mtDNAmtDNA分別有分別有16569bp16569bp、16275bp16275bp和和16338bp16338bp。2222個個tRNAtRNA基因的位置用各個基因的位置用各個tRNAtRNA接受的氨基酸示于接受的氨基酸示于圓環(huán)外圓環(huán)外。12S12S及及16SrRNA16SrRNA基因和基因和1313個開放閱讀框架位置用相應(yīng)符號表個開放閱讀框架位置用相應(yīng)符號表 示在圓環(huán)內(nèi)。示在圓環(huán)內(nèi)。URFURF：尚未確定開放閱讀框架。：尚未確定開放閱讀框架。OHOH和和OLOL示兩條互補(bǔ)鏈復(fù)制起始點(diǎn)。示兩條互補(bǔ)鏈復(fù)制起始點(diǎn)。 細(xì)胞質(zhì)遺傳最新19841984年，年，LonsdaleLonsdale測

32、出玉米測出玉米mtDNAmtDNA：* * 含有含有570kbp570kbp；* * 并存在多個重復(fù)序列（主要有并存在多個重復(fù)序列（主要有6 6種）；種）；* * rRNArRNA基因、基因、tRNAtRNA基因和細(xì)胞色素基因和細(xì)胞色素C C氧化酶基因氧化酶基因 均已定位。均已定位。細(xì)胞質(zhì)遺傳最新、線粒體遺傳信息的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯系統(tǒng)：、線粒體遺傳信息的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯系統(tǒng)： . .復(fù)制方式為半保留復(fù)制，由線粒體復(fù)制方式為半保留復(fù)制，由線粒體DNADNA聚合酶完成聚合酶完成：. .有自身的核糖體，且不同的生物差異大：有自身的核糖體，且不同的生物差異大： 表 20-4 人類和酵母線粒體核糖體和細(xì)

33、胞質(zhì)核糖體的大小人類(HeLa)酵母成分mtcytomtCyto核糖體60S74S75S80S 大亞基45S60S53S60S 小亞基35S40S35S40S核糖體 大亞基16S28S21S26S 小亞基12S18S15S18S 細(xì)胞質(zhì)遺傳最新. .線粒體的密碼子與核基因密碼子有差異：線粒體的密碼子與核基因密碼子有差異： 表 20-2 在線粒體中密碼子的改變 生物 密碼子 MtDNA 編碼 核密碼 共同 UGA Trp 終止 哺乳動物 AGA/AGG 終止 Arg 哺乳動物 AUA Met(起始) Ile 果蠅 AUA Met Ile 果蠅 AGA Ser Arg 纖毛蟲 UAA/UAG Gl

34、u 終止 另一類纖毛蟲 UGA/UAG Cys 終止 酵母 AUA Met(延伸) Ile 酵母 CCA Thr Leu 酵母 CUG Ser Leu 酵母 UAG Ser 終止 支原體 UGA Trp 終止 細(xì)胞質(zhì)遺傳最新. .半自主性的細(xì)胞器：半自主性的細(xì)胞器： 線粒體內(nèi)線粒體內(nèi)100100多種蛋白質(zhì)中，約有多種蛋白質(zhì)中，約有1010種是線粒體本身合成的。種是線粒體本身合成的。 線粒體的蛋白是由線粒體本身和核基因共同編碼的，是一種線粒體的蛋白是由線粒體本身和核基因共同編碼的，是一種 半自主性的細(xì)胞器。半自主性的細(xì)胞器。 表20-5 酵母線粒體中合成的酶亞基亞基酶分子量(Kda)線粒體中合成

35、細(xì)胞質(zhì)中合成ATPase(對寡霉素敏感)340ATPase 6、8、9(FO 膜因子)ATP 1、2、3、4、7（F1 ATPase）細(xì)胞色素C 氧化酶137CO 1、2、3CO 4、5、6、7細(xì)胞色素bc1復(fù)合物160細(xì)胞色素b 脫輔基蛋白6 個亞基第六節(jié)第六節(jié) 植物雄性不育的遺傳植物雄性不育的遺傳細(xì)胞質(zhì)遺傳最新一、植物雄性不育性概念一、植物雄性不育性概念概念概念： 植物花粉敗育的現(xiàn)象。植物花粉敗育的現(xiàn)象。雄性不育特征雄性不育特征：雄蕊：雄蕊發(fā)育不正常發(fā)育不正常，不能產(chǎn)生有正常功能的花粉，不能產(chǎn)生有正常功能的花粉， 但其雌蕊但其雌蕊發(fā)育正常發(fā)育正常，能接受正常花粉而受精結(jié)實。，能接受正?；ǚ?/p>

36、而受精結(jié)實。植物界很普遍，在植物界很普遍，在1818個科的個科的110110多種植物中存在。多種植物中存在。 如：如： 水稻、玉米、高梁、大小麥、甜菜、油菜等。水稻、玉米、高梁、大小麥、甜菜、油菜等。 雌性不育（無實踐意義）雌性不育（無實踐意義） 雄性不育雄性不育 ( (三型說三型說) ) 不育不育核不育型核不育型質(zhì)不育型質(zhì)不育型質(zhì)質(zhì)- -核互做不育型核互做不育型細(xì)胞質(zhì)遺傳最新二、雄性不育的類別及其特點(diǎn)二、雄性不育的類別及其特點(diǎn)（一）、核不育型：（一）、核不育型：是由核內(nèi)染色體上基因所決定的雄性不育類型。是由核內(nèi)染色體上基因所決定的雄性不育類型。如：如：可育基因可育基因Ms Ms 不育基因不育

37、基因msms。這種核不育變異在稻、麥、玉米、谷子、番茄和洋蔥等這種核不育變異在稻、麥、玉米、谷子、番茄和洋蔥等 許多作物中都已發(fā)現(xiàn)。許多作物中都已發(fā)現(xiàn)。例如：例如：番茄中有番茄中有3030對核基因能分別決定這不育型；對核基因能分別決定這不育型；玉米的玉米的7 7對染色體上已發(fā)現(xiàn)了對染色體上已發(fā)現(xiàn)了1414個核不育基因。個核不育基因。細(xì)胞質(zhì)遺傳最新遺傳研究表明：遺傳研究表明：多數(shù)核不育型均受簡單的一對隱性基因多數(shù)核不育型均受簡單的一對隱性基因( (msmsmsms) )所控制，所控制， 純合體純合體(msms)(msms)表現(xiàn)為雄性不育。表現(xiàn)為雄性不育。 這種不育性能被相對顯性基因這種不育性能被

38、相對顯性基因MsMs所恢復(fù)，雜合體所恢復(fù)，雜合體 (Msms) (Msms)后代呈簡單的孟德爾式的分離。后代呈簡單的孟德爾式的分離。細(xì)胞質(zhì)遺傳最新遺傳特點(diǎn)：遺傳特點(diǎn)： 敗育過程發(fā)生于花粉母細(xì)胞的減數(shù)分裂期間，不能形成敗育過程發(fā)生于花粉母細(xì)胞的減數(shù)分裂期間，不能形成 正?；ǚ?，敗育十分徹底，可育株與不育株界限明顯。正?；ǚ郏瑪∮謴氐?，可育株與不育株界限明顯。 用普通遺傳學(xué)的方法不能使用普通遺傳學(xué)的方法不能使整個群體整個群體保持這種不育性，保持這種不育性， 即育性容易恢復(fù)但不容易保持，這是核不育型的一個重即育性容易恢復(fù)但不容易保持，這是核不育型的一個重 要特征。要特征。細(xì)胞質(zhì)遺傳最新（二）、質(zhì)

39、不育型：（二）、質(zhì)不育型： 是由細(xì)胞質(zhì)基因控制的雄性不育類型。是由細(xì)胞質(zhì)基因控制的雄性不育類型。 目前已在目前已在270270多種植物中發(fā)現(xiàn)有細(xì)胞質(zhì)雄性不育現(xiàn)象。多種植物中發(fā)現(xiàn)有細(xì)胞質(zhì)雄性不育現(xiàn)象。 如：玉米，小麥如：玉米，小麥特點(diǎn)特點(diǎn)：細(xì)胞質(zhì)不育型的不育性容易保持但不能恢復(fù)。細(xì)胞質(zhì)不育型的不育性容易保持但不能恢復(fù)。 細(xì)胞質(zhì)遺傳最新（三）、核質(zhì)互作不育型（三）、核質(zhì)互作不育型 概念：概念： 是由細(xì)胞質(zhì)基因和核基因相互作用共同控制的雄性不育類型。是由細(xì)胞質(zhì)基因和核基因相互作用共同控制的雄性不育類型。2. 2. 花粉敗育時間：花粉敗育時間： 在玉米、小麥和高梁等作物中，這種不育類型的花粉敗育在玉米

40、、小麥和高梁等作物中，這種不育類型的花粉敗育 多數(shù)發(fā)生在多數(shù)發(fā)生在減數(shù)分裂以后減數(shù)分裂以后； 在水稻、矮牽牛、胡蘿卜等植物中，敗育發(fā)生在在水稻、矮牽牛、胡蘿卜等植物中，敗育發(fā)生在減數(shù)分裂減數(shù)分裂 過程中或在此之前過程中或在此之前。 質(zhì)核不育的表現(xiàn)一般比核不育要復(fù)雜。質(zhì)核不育的表現(xiàn)一般比核不育要復(fù)雜。細(xì)胞質(zhì)遺傳最新3. 3. 遺傳特點(diǎn)：遺傳特點(diǎn)：胞質(zhì)不育基因為胞質(zhì)不育基因為S S；胞質(zhì)可育基因為胞質(zhì)可育基因為N N；核不育基因核不育基因r r，不能恢復(fù)不育株育性；，不能恢復(fù)不育株育性；核可育基因核可育基因R R，能夠恢復(fù)不育株育性。，能夠恢復(fù)不育株育性。細(xì)胞質(zhì)遺傳最新4.4.質(zhì)核不育性遺傳的復(fù)雜

41、性：質(zhì)核不育性遺傳的復(fù)雜性：. .孢子體不育和配子體不育：孢子體不育和配子體不育：. .孢子體不育：是指花粉的育性受孢子體孢子體不育：是指花粉的育性受孢子體( (即植株即植株) )基因基因 型所控制，而與花粉本身所含基因無關(guān)。型所控制，而與花粉本身所含基因無關(guān)。. .配子體不育：是指花粉育性直接受花粉本身的基因配子體不育：是指花粉育性直接受花粉本身的基因 所決定。所決定。細(xì)胞質(zhì)遺傳最新. .胞質(zhì)不育基因的多樣性與核育性基因的對應(yīng)性：胞質(zhì)不育基因的多樣性與核育性基因的對應(yīng)性： 同一種植物有多種質(zhì)核不育類型。同一種植物有多種質(zhì)核不育類型。 胞質(zhì)不育基因和核基因的來源和性質(zhì)不同胞質(zhì)不育基因和核基因的

42、來源和性質(zhì)不同 表現(xiàn)特征和恢復(fù)性反應(yīng)有明顯差異。表現(xiàn)特征和恢復(fù)性反應(yīng)有明顯差異。 如：普通小麥：如：普通小麥： 1919種不育胞質(zhì)基因與普通小麥的特定核不育基因種不育胞質(zhì)基因與普通小麥的特定核不育基因 相互作用都可以表現(xiàn)雄性不育相互作用都可以表現(xiàn)雄性不育細(xì)胞質(zhì)遺傳最新. .單基因不育性和多基因性不育性：單基因不育性和多基因性不育性：核遺傳型不育性：多數(shù)表現(xiàn)為核遺傳型不育性：多數(shù)表現(xiàn)為單基因遺傳單基因遺傳；質(zhì)質(zhì) 核核 互互 作作 型：既有型：既有單基因控制單基因控制、也有多基因控制也有多基因控制。. .單基因不育性：指單基因不育性：指1 12 2對核內(nèi)主基因與對應(yīng)的不育胞質(zhì)對核內(nèi)主基因與對應(yīng)的不

43、育胞質(zhì) 基因決定的不育性?；驔Q定的不育性。. .多基因不育性：由兩對以上的核基因與對應(yīng)的胞質(zhì)基因共多基因不育性：由兩對以上的核基因與對應(yīng)的胞質(zhì)基因共 同決定的不育性。有關(guān)基因的表現(xiàn)型效應(yīng)同決定的不育性。有關(guān)基因的表現(xiàn)型效應(yīng) 較弱，但有累加效應(yīng)，隨著恢復(fù)基因的較弱，但有累加效應(yīng)，隨著恢復(fù)基因的 增加其育性上升。增加其育性上升。 細(xì)胞質(zhì)遺傳最新三、雄性不育性的發(fā)生機(jī)理：三、雄性不育性的發(fā)生機(jī)理：？ 不育胞質(zhì)基因載于何處？不育胞質(zhì)基因載于何處？ 它如何與核基因相互作用而導(dǎo)致不育？它如何與核基因相互作用而導(dǎo)致不育？ （一）、胞質(zhì)不育基因的載體：（一）、胞質(zhì)不育基因的載體： 多數(shù)學(xué)者認(rèn)為多數(shù)學(xué)者認(rèn)為*

44、 * 線粒體基因組線粒體基因組DNA(mt DNA)DNA(mt DNA)是胞質(zhì)不育基因的載體：是胞質(zhì)不育基因的載體： 不育系線粒體亞顯微結(jié)構(gòu)和分子組成等與正常植株不育系線粒體亞顯微結(jié)構(gòu)和分子組成等與正常植株 （如保持系）有所不同，由（如保持系）有所不同，由mt DNAmt DNA翻譯合成的翻譯合成的 蛋白質(zhì)也有所不同。蛋白質(zhì)也有所不同。 * * 葉綠體葉綠體DNA(ct DNA)DNA(ct DNA)是雄性不育的載體：是雄性不育的載體：細(xì)胞質(zhì)遺傳最新（二）、質(zhì)核基因互作雄性不育性機(jī)理主要有以下幾種假說：二）、質(zhì)核基因互作雄性不育性機(jī)理主要有以下幾種假說：. .質(zhì)核互補(bǔ)控制假說：質(zhì)核互補(bǔ)控制假

45、說：. .能量供求假說：能量供求假說： 認(rèn)為線粒體是胞質(zhì)雄性不育的載體，育性與線粒體認(rèn)為線粒體是胞質(zhì)雄性不育的載體，育性與線粒體 能量轉(zhuǎn)化效率有關(guān)。能量轉(zhuǎn)化效率有關(guān)。 . 親緣假說：親緣假說： 認(rèn)為遺傳結(jié)構(gòu)的變異引起個體間生理生化代謝上的認(rèn)為遺傳結(jié)構(gòu)的變異引起個體間生理生化代謝上的 差異，與個體間親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近成正相關(guān)。差異，與個體間親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近成正相關(guān)。細(xì)胞質(zhì)遺傳最新 雄性不育性主要應(yīng)用在植物雄性不育性主要應(yīng)用在植物雜種優(yōu)勢的利用雜種優(yōu)勢的利用上，雜交上，雜交 母本獲得雄性不育性，可免去制種過程中的去雄工作，母本獲得雄性不育性，可免去制種過程中的去雄工作， 并保證雜交種子的純度。并保證雜交種子的純度。 生產(chǎn)上應(yīng)用推廣的主要是生產(chǎn)上應(yīng)用推廣的主要是質(zhì)核互作型雄性不育性質(zhì)核互作型雄性不育性，一般，一般 需要需要不育系不育系、保持系保持系和和恢復(fù)系恢復(fù)系，三系配套使用。，三系配套使用。四、雄性不育性的利用四、雄性不育性的利用細(xì)胞質(zhì)遺傳最新概概 念：念：保持系：保持系： 具有保持不育性在世代中穩(wěn)定傳遞能力的個體。具有保持不育性