遺傳學(xué)第十一細(xì)胞質(zhì)遺傳

1、遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)核基因組核基因組細(xì)胞質(zhì)遺傳細(xì)胞質(zhì)遺傳細(xì)胞組細(xì)胞組非細(xì)胞組非細(xì)胞組1 1、細(xì)胞質(zhì)遺傳、細(xì)胞質(zhì)遺傳：生物的某些遺傳現(xiàn)象：生物的某些遺傳現(xiàn)象并不決定于核基因或并不完全決定于核并不決定于核基因或并不完全決定于核基因，而是決定于或部分決定于細(xì)胞核基因，而是決定于或部分決定于細(xì)胞核以外的遺傳物質(zhì)，稱之為核外遺傳、非以外的遺傳物質(zhì)，稱之為核外遺傳、非染色體遺傳或母體影響。染色體遺傳或母體影響。2 2、細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)、細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)非孟德爾式遺傳非孟德爾式遺傳正反交結(jié)果不一樣，通常顯示逐代單正反交結(jié)果不一樣，通常顯示逐代單親遺傳現(xiàn)象親遺傳現(xiàn)象如母體影響如母體影響遺傳物質(zhì)在細(xì)胞中遺傳物質(zhì)在細(xì)

2、胞中不能進(jìn)行基因定位不能進(jìn)行基因定位母體影響分兩類：母體影響分兩類： 持久的母體影響持久的母體影響 暫短的母體影響暫短的母體影響一、暫短的母體影響一、暫短的母體影響暫短的母體影響：暫短的母體影響：母親母親的基因型僅影響子代個(gè)的基因型僅影響子代個(gè)體的幼齡期。體的幼齡期。例如：麥粉蛾（面粉蛾）的色素遺傳中的母性影響。例如：麥粉蛾（面粉蛾）的色素遺傳中的母性影響。野生型：幼蟲皮膚有色，成蟲復(fù)眼深褐色。野生型：幼蟲皮膚有色，成蟲復(fù)眼深褐色。突變型：幼蟲皮膚無色，成蟲復(fù)眼紅色（缺乏犬尿素）。突變型：幼蟲皮膚無色，成蟲復(fù)眼紅色（缺乏犬尿素）。 P P 有色有色AA AA aa aa無色無色 F F1 1

3、Aa Aa 有色有色 aa aa AaAa AaAaaaaa 1/2Aa 1/2aa 1/2Aa 1/2aa1/2Aa 1/2aa 1/2Aa 1/2aa 幼蟲：幼蟲： 有色有色 無色無色 有色有色 有色有色成蟲復(fù)眼：成蟲復(fù)眼： 褐色褐色 紅色紅色 褐色褐色 紅色紅色 核基因核基因AAAA犬尿素（細(xì)胞質(zhì)）犬尿素（細(xì)胞質(zhì)）色素色素母體影響：母體影響：由于母體中某些核基因的產(chǎn)由于母體中某些核基因的產(chǎn)物累積在卵細(xì)胞之中使子代表型不由自物累積在卵細(xì)胞之中使子代表型不由自身的基因所決定，而受母體基因決定的身的基因所決定，而受母體基因決定的遺傳現(xiàn)象，稱為母體影響。遺傳現(xiàn)象，稱為母體影響。二、持久的母體影響

4、二、持久的母體影響持久的母性影響：持久的母性影響：母親基因母親基因型對(duì)子代個(gè)體影響持久，影型對(duì)子代個(gè)體影響持久，影響子代個(gè)體終生。響子代個(gè)體終生。例如：錐實(shí)螺的外殼旋轉(zhuǎn)方向的遺傳例如：錐實(shí)螺的外殼旋轉(zhuǎn)方向的遺傳判斷的方法判斷的方法：使螺殼的開口朝向自己，如果開口在右邊即右旋，使螺殼的開口朝向自己，如果開口在右邊即右旋，如果開口在左邊即左旋。左旋、右旋由一對(duì)基因控制，右旋如果開口在左邊即左旋。左旋、右旋由一對(duì)基因控制，右旋D D對(duì)對(duì)左旋左旋d d是顯性。是顯性。P P DDDDdd P dd P dddd DD DD 右右左左 左左右右 F F1 1 Dd Dd右右 F F1 1 Dd Dd左左

5、 F F2 2 1 DD 2Dd 1dd 1 DD 2Dd 1dd全右全右 F F2 2 1 DD 2Dd 1dd 1 DD 2Dd 1dd全右全右 F F3 3 右旋：左旋右旋：左旋=3=3：1 F1 F3 3 右旋：左旋右旋：左旋= 3= 3：1 1錐實(shí)螺的外殼旋轉(zhuǎn)方向的遺傳錐實(shí)螺的外殼旋轉(zhuǎn)方向的遺傳錐實(shí)螺的外殼旋轉(zhuǎn)方向錐實(shí)螺的外殼旋轉(zhuǎn)方向原因原因：椎實(shí)螺外殼旋轉(zhuǎn)方向是由受精卵：椎實(shí)螺外殼旋轉(zhuǎn)方向是由受精卵分裂時(shí)紡錘體分裂方向決定的，并由受分裂時(shí)紡錘體分裂方向決定的，并由受精前的母體基因型決定。精前的母體基因型決定。右旋右旋受精卵紡錘體向中線右側(cè)分裂；受精卵紡錘體向中線右側(cè)分裂；左旋左旋受

6、精卵紡錘體向中線左側(cè)分裂。受精卵紡錘體向中線左側(cè)分裂。綜上：綜上：1、F F1 1 、F F2 2 代不受自身基因型決定，受代不受自身基因型決定，受母體基因型決定；母體基因型決定；2 2、F F3 3 代出現(xiàn)延遲遺傳的現(xiàn)象。代出現(xiàn)延遲遺傳的現(xiàn)象。 線粒體基因線粒體基因：mtDNAmtDNA，線狀、環(huán)狀，線狀、環(huán)狀，能單獨(dú)復(fù)制，同時(shí)受核基因控制。能單獨(dú)復(fù)制，同時(shí)受核基因控制。它是一個(gè)半自主性細(xì)胞器。它是一個(gè)半自主性細(xì)胞器。酵母菌小菌落的遺傳：酵母菌小菌落的遺傳：酵母有一種酵母有一種“小菌落小菌落”個(gè)體。個(gè)體。這種類型經(jīng)培養(yǎng)后只能產(chǎn)生小菌落。這種類型經(jīng)培養(yǎng)后只能產(chǎn)生小菌落。 小菌落酵母小菌落酵母正

7、常個(gè)體正常個(gè)體 二倍體正常二倍體正常 減數(shù)分裂減數(shù)分裂 單倍體正常，不分離小菌落。單倍體正常，不分離小菌落。 小菌落的表型小菌落的表型分離型分離型（大菌落：小菌落（大菌落：小菌落=1:1）符合符合孟德爾式遺傳，由核基因控制孟德爾式遺傳，由核基因控制中性型中性型（大菌落，幾乎無小菌落）（大菌落，幾乎無小菌落）由由于線粒體于線粒體DNA丟失造成的丟失造成的抑制性抑制性（小菌落）（小菌落）由于線粒體由于線粒體DNA突變或者重復(fù)造成的突變或者重復(fù)造成的 小菌落酵母菌細(xì)胞內(nèi)，缺少小菌落酵母菌細(xì)胞內(nèi)，缺少細(xì)胞色素細(xì)胞色素a a和和b b，還缺少細(xì)胞色，還缺少細(xì)胞色素氧化酶，這些酶類，存在于素氧化酶，這些酶

8、類，存在于細(xì)胞線粒體中，表明這種小菌細(xì)胞線粒體中，表明這種小菌落的變異與線粒體的基因組變落的變異與線粒體的基因組變異有關(guān)。異有關(guān)。1、例如草履蟲的卡巴粒就屬于共生體、例如草履蟲的卡巴粒就屬于共生體。2 2、草履蟲放毒型的遺傳：、草履蟲放毒型的遺傳：草履蟲有一個(gè)大草履蟲有一個(gè)大核，主要負(fù)責(zé)營養(yǎng)，多倍性的，還有兩個(gè)小核，主要負(fù)責(zé)營養(yǎng)，多倍性的，還有兩個(gè)小核，是二倍性的，主要與遺傳有關(guān)。核，是二倍性的，主要與遺傳有關(guān)。生殖方式生殖方式無性生殖：一分為二，基因型不變。無性生殖：一分為二，基因型不變。有性生殖（接合生殖）：兩個(gè)體接合，交換小核，大核有性生殖（接合生殖）：兩個(gè)體接合，交換小核，大核消失，小

9、核經(jīng)減數(shù)分裂后相互交換。另外草履蟲也可以自消失，小核經(jīng)減數(shù)分裂后相互交換。另外草履蟲也可以自體受精。體受精。放毒性狀的表現(xiàn)必須是：產(chǎn)生草履蟲素放毒性狀的表現(xiàn)必須是：產(chǎn)生草履蟲素KKKK（核）（核）+ +卡巴粒（質(zhì)）卡巴粒（質(zhì)）放毒型：放毒型： 殺死其他品系的草履蟲殺死其他品系的草履蟲kk+kk+卡巴粒卡巴粒（含有噬菌體的溶源性細(xì)菌）（含有噬菌體的溶源性細(xì)菌）kkkk無卡巴粒無卡巴粒 敏感型：不能產(chǎn)生毒素，敏感型：不能產(chǎn)生毒素，易被草履蟲素所殺。易被草履蟲素所殺。KkKk無卡巴粒無卡巴粒KK+KK+卡巴粒卡巴粒放毒型放毒型k+k+卡巴?？ò土?kkkk無卡巴粒無卡巴粒 敏感型敏感型KKKK無卡巴

10、粒無卡巴粒、接合生殖接合生殖、自體受精草履蟲放毒型的遺傳草履蟲放毒型的遺傳草履蟲放毒型的遺傳草履蟲放毒型的遺傳卡巴粒卡巴粒1、直徑約、直徑約0.2-0.40.2-0.4微米，相當(dāng)一個(gè)小型的細(xì)菌的微米，相當(dāng)一個(gè)小型的細(xì)菌的大小。大小。2 2、有兩層膜構(gòu)成，外膜相當(dāng)于細(xì)胞壁，內(nèi)膜相當(dāng)、有兩層膜構(gòu)成，外膜相當(dāng)于細(xì)胞壁，內(nèi)膜相當(dāng)于細(xì)胞膜。于細(xì)胞膜。3 3、卡巴粒中含有、卡巴粒中含有DNADNA、RNARNA、蛋白質(zhì)和脂類物質(zhì)并、蛋白質(zhì)和脂類物質(zhì)并且這些物質(zhì)的含量與普通細(xì)菌的含量是十分類似且這些物質(zhì)的含量與普通細(xì)菌的含量是十分類似的。的。1、相同點(diǎn)、相同點(diǎn)均按半保留復(fù)制的方式均按半保留復(fù)制的方式表達(dá)方式

11、一樣表達(dá)方式一樣-中心法則中心法則均能發(fā)生突變，且能穩(wěn)定遺傳，期誘導(dǎo)因均能發(fā)生突變，且能穩(wěn)定遺傳，期誘導(dǎo)因素也可相同素也可相同細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)DNADNA細(xì)胞核細(xì)胞核DNADNA突變頻率大，易發(fā)生突變，具有較強(qiáng)的定向突變突變頻率小，難于定向突變正交反交結(jié)果不一致正交反交結(jié)果一致常表現(xiàn)為母體影響不表現(xiàn)為母體影響基因定位困難非孟德爾式可通過雜交方式進(jìn)行定位基因分離無規(guī)律，細(xì)胞間分布不均勻基因分離有規(guī)律，細(xì)胞間分布均勻，有一定的分離比雄性不育：是植物花粉敗育的現(xiàn)象，即雄蕊雄性不育：是植物花粉敗育的現(xiàn)象，即雄蕊發(fā)育不正常，不能長生有功能的花粉。但雌發(fā)育不正常，不能長生有功能的花粉。但雌蕊發(fā)育是正常的，能接

12、受正?；ǚ鄱芫Y(jié)蕊發(fā)育是正常的，能接受正?；ǚ鄱芫Y(jié)實(shí)的現(xiàn)象。實(shí)的現(xiàn)象。雄性不育的類型雄性不育的類型1 1、細(xì)胞質(zhì)雄性不育（質(zhì)不育型）、細(xì)胞質(zhì)雄性不育（質(zhì)不育型）：由細(xì)胞質(zhì)基因：由細(xì)胞質(zhì)基因控制，一般不受父本基因型影響。應(yīng)用價(jià)值不大?？刂?，一般不受父本基因型影響。應(yīng)用價(jià)值不大。如：質(zhì)不育型如：質(zhì)不育型正常品系正常品系 F1 F1 全部雄性不育全部雄性不育正常品系正常品系 多代多代 全部雄性不育全部雄性不育2 2、細(xì)胞核雄性不育、細(xì)胞核雄性不育：核基因控制的雄性不育，有：核基因控制的雄性不育，有顯性核不育和隱性核不育，遺傳方式符合孟德爾顯性核不育和隱性核不育，遺傳方式符合孟德爾遺傳規(guī)律。根據(jù)

13、對(duì)光的反應(yīng)有分遺傳規(guī)律。根據(jù)對(duì)光的反應(yīng)有分2 2種：種：（1 1）不受光溫影響的核雄性不育）不受光溫影響的核雄性不育：與光溫影響無：與光溫影響無關(guān)。關(guān)。（2 2）光溫敏核雄性不育：）光溫敏核雄性不育：受光和溫度影響。受光和溫度影響。 高溫或長日高溫或長日不育；適溫短日不育；適溫短日可育。可育。3 3、核質(zhì)互作雄性不育型：、核質(zhì)互作雄性不育型：也叫質(zhì)核互作型，核基也叫質(zhì)核互作型，核基因和細(xì)胞質(zhì)基因共同作用控制的雄性不育類型。因和細(xì)胞質(zhì)基因共同作用控制的雄性不育類型。即細(xì)胞質(zhì)雄性不育基因即細(xì)胞質(zhì)雄性不育基因S S，核內(nèi)又具有純合的核不，核內(nèi)又具有純合的核不育基因育基因rfrfrfrf，才能表現(xiàn)雄性

14、不育，二者缺一不可。，才能表現(xiàn)雄性不育，二者缺一不可。細(xì)胞質(zhì)可育基因（細(xì)胞質(zhì)可育基因（N N），核可育基因），核可育基因RfRfRfRf。雄性不育的應(yīng)用雄性不育的應(yīng)用應(yīng)用時(shí)，必須三系配套，應(yīng)用時(shí)，必須三系配套，具備不育具備不育系、保持系和恢復(fù)系。系、保持系和恢復(fù)系。（一）三系的培育（玉米為例）（一）三系的培育（玉米為例） 1 1、不育系和保持系的培育：、不育系和保持系的培育： 雄性不育系基因型：（雄性不育系基因型：（S S）rfrfrfrf 保持系基因型：（保持系基因型：（N N）rfrfrfrf 雄性不育系：雄性不育系：具有雄性不育系特征的品種或品系。只具有雄性不育系特征的品種或品系。只作雜

15、交母本用，簡(jiǎn)稱作雜交母本用，簡(jiǎn)稱A A系。系。 保持系：保持系：能夠保持雄性不育系特性的品系或品種。保持能夠保持雄性不育系特性的品系或品種。保持系本身是可育的，當(dāng)它與不育系雜交，雜交后代仍能保持系本身是可育的，當(dāng)它與不育系雜交，雜交后代仍能保持不育系的不育性。只作雜交父本用。簡(jiǎn)稱不育系的不育性。只作雜交父本用。簡(jiǎn)稱B B系。系。（S S）rfrfrfrf（N N）rfrfrfrf（S S）rfrfrfrf （N N）rfrf rfrf 2 2、恢復(fù)系的培育、恢復(fù)系的培育 恢復(fù)系恢復(fù)系（N N）RfRfRfRf：能使雄性不：能使雄性不育系的后代恢復(fù)其育性的品種或品系。育系的后代恢復(fù)其育性的品種或品系。 恢復(fù)系與雄性不育系雜交，就能恢復(fù)系與雄性不育系雜交，就能獲得可育的雜交種，以