細(xì)胞質(zhì)和遺傳課件

1、第十三章 細(xì)胞質(zhì)和遺傳第一節(jié) 細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點*第二節(jié) 母性影響*第三節(jié) 細(xì)胞質(zhì)遺傳*第四節(jié) 持續(xù)飾變第五節(jié) 細(xì)胞質(zhì)在遺傳中的作用第一節(jié) 細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點*一、細(xì)胞質(zhì)遺傳的概念：細(xì)胞核遺傳： 由細(xì)胞核基因控制的遺傳現(xiàn)象叫做細(xì)胞核遺傳 。細(xì)胞質(zhì)遺傳*：由細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的基因即細(xì)胞質(zhì)基因所決定的遺傳現(xiàn)象和遺傳規(guī)律叫做細(xì)胞質(zhì)遺傳, 有時又稱非染色體遺傳、 非孟德爾遺傳、 染色體外遺傳、 核外遺傳、 母系遺傳等。 二、細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點*：1、遺傳方式是非孟德爾式的；2、F1通常只表現(xiàn)母本的性狀；3、雜交的后代一般不出現(xiàn)一定比例的分離； 4、正交和反交的遺傳表現(xiàn)不同，性狀通過母本才能傳遞給后代；二、細(xì)胞質(zhì)遺傳

2、的特點*：5、與父本連續(xù)回交，可置換母本全部核基因，但母本胞質(zhì)基因及其控制的性狀不消失。 6、由細(xì)胞質(zhì)中的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，基因定位困難。連續(xù)回交的遺傳表現(xiàn) 細(xì)胞質(zhì)在遺傳中有兩個作用，即母性影響和細(xì)胞質(zhì)遺傳。第二節(jié) 母性影響*母性影響：指子代的表型受母本核基因型的影響而和母親表型相似的現(xiàn)象。分為：短暫的母性影響、持久的母性影響。一、短暫的母性影響僅影響到后代的幼齡時期，對后代的成體無影響。 如：麥粉蛾幼蟲膚色和成蟲復(fù)眼色的遺傳。野生型： AA能合成犬尿素，幼蟲皮膚有色，成蟲復(fù)眼深褐色； 突變型：aa不能合成犬尿素，幼蟲皮膚無色，成蟲復(fù)

3、眼為紅色。犬尿素合成受核基因控制，分布在卵細(xì)胞質(zhì)內(nèi)。二、持久的母性影響椎實螺外殼螺旋方向的遺傳，受母親基因型控制，終生不變。(1)椎實螺：雌雄同體，一般異體受精。 (2)椎實螺的旋轉(zhuǎn)方向受一對基因控制。 右旋（D） ：順時針，開口在右邊 左旋（d） ：逆時針，開口在左邊 不管正交還是反交，都推遲一代（F3）進行分離。（3）正反交試驗 如果試驗只進行到F1，很可能被誤認(rèn)為細(xì)胞質(zhì)遺傳。（4）原因：椎實螺外殼旋轉(zhuǎn)方向是由受精卵第一次和第二次分裂時紡錘體分裂方向所決定的。母體基因型 受精卵紡錘體分裂方向椎實螺外殼旋轉(zhuǎn)方向。受精前母體卵細(xì)胞狀態(tài)決定了子代性狀-母性影響，也稱為 前定作用或延遲遺傳。左旋受

4、精卵紡錘體向中線左側(cè)分裂；逆時針右旋受精卵紡錘體向中線右側(cè)分裂；順時針三、母性影響的實質(zhì)* 實質(zhì)*：母性影響是由母本的細(xì)胞核基因控制子代性狀的獨特表現(xiàn)，不屬于細(xì)胞質(zhì)遺傳。根本特征：子代表現(xiàn)型由母本(體)基因型決定(前定作用或延遲遺傳)。特點* ：正反交F1表型不一樣；屬于孟德爾式遺傳；F3表現(xiàn)F2代核基因型的性狀分離比（3:1）（顯性基因延遲一代表現(xiàn)）；子代表現(xiàn)母本基因型(細(xì)胞核)的性狀第三節(jié) 細(xì)胞質(zhì)遺傳*一、高等植物葉綠體的遺傳及分子基礎(chǔ)二、真菌類線粒體的遺傳及分子基礎(chǔ)三、草履蟲放毒型的遺傳四、放毒現(xiàn)象與內(nèi)共生體五、禾谷類作物的雄性不育*六、雄性不育的應(yīng)用*一、高等植物葉綠體的遺傳及分子基礎(chǔ)

5、1、紫茉莉的綠白斑（花斑）遺傳 子代只受母本遺傳物質(zhì)控制，只表現(xiàn)出母本性狀的現(xiàn)象，叫母系遺傳，又稱為偏母遺傳。在細(xì)胞分裂過程中，細(xì)胞質(zhì)基因呈現(xiàn)不均等分配，因此細(xì)胞質(zhì)遺傳不遵循孟德爾定律。2、玉米的埃型條斑遺傳玉米的埃型條斑的形成，受核基因ij控制。條紋葉基因純合(ijij)時，會引起葉綠體基因變異，并且以葉綠體DNA遺傳的方式穩(wěn)定遺傳。 3、葉綠體遺傳的分子基礎(chǔ) 葉綠體來自細(xì)胞質(zhì)中的前質(zhì)體顆粒，能獨立復(fù)制；細(xì)胞分裂時葉綠體大致上均等分離；前質(zhì)體大都通過卵細(xì)胞質(zhì)傳給下代。葉綠體本身具有遺傳性：（1）葉綠體自我復(fù)制，將性狀傳給下一代，與核基因無關(guān)。（2）葉綠體可突變，其突變也受到核基因的影響，突變

6、后能穩(wěn)定遺傳。二、真菌類線粒體的遺傳及分子基礎(chǔ)1、粗糙鏈孢霉緩慢生長突變型的遺傳緩慢生長突變型（poky）：線粒體結(jié)構(gòu)和功能都不正常，生長遲緩，呼吸貧弱。說明：控制這種性狀的遺傳因子存在于細(xì)胞質(zhì)中。 2、酵母菌小菌落的遺傳小菌落：缺少一系列的呼吸酶，而合成這些呼吸酶的基因存在于線粒體上。小菌落的性狀與核基因沒有直接的關(guān)系。3、線粒體遺傳的分子基礎(chǔ) 線粒體DNA（mtDNA）是雙鏈分子，每個線粒體分子中有50-150個mtDNA。但在遺傳時，在生殖細(xì)胞中僅有少數(shù)DNA分子進行復(fù)制。依小菌落受損程度分別稱P0無mtDNA，P-缺失，P+-正常，P0，P-不能完好執(zhí)行線粒體功能，而導(dǎo)致呼吸酶障礙而顯

7、不同表型。三、草履蟲放毒型的遺傳 1、草履蟲的生活史草履蟲是一種單細(xì)胞的原生動物，有一個大核，兩個小核。草履蟲的生殖方式：(1)無性生殖 (2)接合生殖（有性生殖） (3)自體受精（有性生殖）(2)接合生殖（有性生殖）接合生殖：AA aa 4個Aa(3)自體受精（有性生殖）自體受精：Aa產(chǎn)生兩種純合體 AA:aa=1:12、草履蟲的放毒型和敏感型放毒型：能產(chǎn)生草履蟲素。 *放毒型必須有兩種因子同時存在：(1)細(xì)胞質(zhì)因子，卡巴粒（Kappa particle，K）。(2)核基因K。敏感型：不能產(chǎn)生草履蟲素。3、遺傳方式放毒型與敏感型的交配（接合）KKkk。1、卡巴粒的結(jié)構(gòu)特點 直徑約0.2，兩層

8、膜，含有DNA，RNA，蛋白質(zhì)和脂類，細(xì)胞色素。 推測可能是退化的細(xì)菌，已演化為內(nèi)共生體，能產(chǎn)生草履蟲素。2、粒：卡巴粒可突變?yōu)榉欠哦拘土?，不能形成明亮的R體。3、R體的存在跟病毒狀顆粒有關(guān)。 4、由于卡巴粒的顆粒中帶有噬菌體，所以能賦予它們的宿主以放毒能力。四、放毒現(xiàn)象與內(nèi)共生體五、禾谷類作物的雄性不育雄性不育: 植物的雄蕊發(fā)育不正常，不能產(chǎn)生正常的花粉； 雌蕊正常，可以接受外來花粉而結(jié)實。（一）雄性不育的類型1、環(huán)境引起的雄性不育 物理殺雄：高溫殺雄。 化學(xué)殺雄：殺雄劑SC2053（美國）、9407（中國農(nóng)大）。 2、基因控制的雄性不育* 核基因控制的雄性不育： Ms：可育；ms：雄性不育

9、；不育系：msms 細(xì)胞質(zhì)基因控制的雄性不育： N:可育；S:不育； 不育系 S(rr) 核質(zhì)互作控制的雄性不育：玉米的雄性不育遺傳，是細(xì)胞質(zhì)基因與核基因互作的結(jié)果。 S：細(xì)胞質(zhì)不育基因 N：細(xì)胞質(zhì)可育基因rf：核不育基因（r） Rf：核可育基因（R）（1）S（rr）N（rr）S（rr） F1表現(xiàn)不育 N（rr）具有保持不育性在世代中穩(wěn)定傳遞的能力，故稱保持系。S（rr）由于能被N（rr）所保持，從而在后代中出現(xiàn)全部穩(wěn)定不育的個體，因此稱不育系。 （2）S (rr)N (RR)或S (RR)S (Rr) F1全部可育 N (RR)或S (RR)具有恢復(fù)育性的能力，故稱恢復(fù)系。（二）可遺傳雄性不

10、育發(fā)生的機制1、質(zhì)核互補控制假說2、病毒說3、細(xì)胞器假說六、雄性不育系的利用*二區(qū)三系制種法二區(qū)：(1)繁殖不育系和保持系的隔離區(qū)； (2)雜種制種隔離區(qū)。1、三系法2、二系法第四節(jié) 持續(xù)飾變*持續(xù)飾變（dauermodification）：環(huán)境引起的表型改變通過母親細(xì)胞質(zhì)而連續(xù)傳遞幾代，變異性狀逐漸減少，最終消失的遺傳現(xiàn)象稱為持續(xù)飾變。例如用水化氯醛處理四季豆而得到葉子畸形，其子一代：73植株仍為畸形，第二代67，52，47，8，4，第七代以后畸形完全消失。變異在后代中逐漸衰退，是由于細(xì)胞質(zhì)基因的稀釋。第五節(jié) 細(xì)胞質(zhì)在遺傳中的作用一、細(xì)胞質(zhì)在遺傳中的作用1、細(xì)胞質(zhì)內(nèi)具有類似核基因的細(xì)胞質(zhì)基因

11、或細(xì)胞質(zhì)顆粒；2、細(xì)胞質(zhì)基因或細(xì)胞質(zhì)顆粒與核基因之間具有相互依存的關(guān)系；3、細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)之間有著密切的相互作用；4、細(xì)胞質(zhì)能在個體發(fā)育中調(diào)節(jié)染色體和基因的作用。 二、細(xì)胞質(zhì)(母系)遺傳和母性影響的區(qū)別* 細(xì)胞質(zhì)（母系）遺傳母性影響受細(xì)胞質(zhì)基因控制受核基因控制遺傳方式是非孟德爾式經(jīng)典方式遺傳（顯性基因延遲一代表現(xiàn)）子代表型總是跟母親相同子代表型跟母親基因型相同，未必與母親表型相同。雜交后代不出現(xiàn)分離雜交后代出現(xiàn)一定的分離比。 共同點：雖然細(xì)胞質(zhì)DNA在分子大小和組成上與核DNA有某些區(qū)別，但作為一種遺傳物質(zhì)，在結(jié)構(gòu)和功能上仍與核DNA有許多相同點：均按半保留方式復(fù)制；表達(dá)方式一樣：核糖體 DNAmRNA蛋白質(zhì)均