细胞质遗传

null第九章 细胞质遗传第九章 细胞质遗传（细胞质遗传的概念） 第一节 细胞质遗传的主要特点和遗传机制 第二节 细胞质基因和细胞核基因的关系细胞质遗传的概念细胞质遗传的概念核遗传：染色体基因组所控制的遗传现象和遗传规律。 细胞质遗传：由细胞质基因所决定的遗传现象和遗传规律，有时也称为核外遗传或母性遗传。第一节 细胞质遗传的主要特点 和遗传机制第一节 细胞质遗传的主要特点 和遗传机制一、细胞质遗传的实例 二、细胞质遗传的特性 三、细胞质遗传的机制 四、细胞质遗传的物质基础 1．紫茉莉的遗传(1909，Carl Corrans)1．紫茉莉的遗传(1909，Carl Corrans)1．紫茉莉的遗传(1909，Carl Corrans)1．紫茉莉的遗传(1909，Carl Corrans) 母本叶后代父本叶白色白色白色白色白色绿色绿色绿色绿色绿色绿白斑绿白斑绿白斑绿白斑绿白斑白色绿色?2. 链孢霉的线粒体遗传2. 链孢霉的线粒体遗传♀示提供原子囊果的类型，A+为野生型，A-为生长缓慢突变型。 ♀A+×♂A-→A+ ♀A-×♂A+→A- 研究证明:突变体的线粒体结构和功能都不正常，细胞色素氧化酶的活性发生了变化，氧化作用降低了。 3.柳叶蕨的遗传3.柳叶蕨的遗传黄花柳叶蕨A、刚毛柳叶蕨B 黄花♀A×B♂   AB1 （AB1某些性状与黄花母本相同）   AB2 （相同性状仍与母本相同） 25代 AB25 （相同性状仍与母本相同） 反之，刚毛柳叶蕨为母本与黄花柳叶蕨杂交，BA25某些性状总象B。×B♂×B♂?连续回交及其遗传效应连续回交及其遗传效应二、细胞质遗传的特性二、细胞质遗传的特性后代的表型象母亲（ 又叫母系遗传，偏母遗传） ；正交和反交后代的表型不同。 不遵循孟德尔遗传，后代不出现一定的比例(非孟德尔式遗传)。nullP配子F1精卵结合三、细胞质遗传的机制三、细胞质遗传的机制1. 精卵结合形成的合子由父母双亲所提供的遗传物质不均等。在杂种受精卵的原生质体中，核来自于父母双方，而细胞质却几乎完全来自其母亲（精子受精时胞质很少甚至不能进入卵细胞中）。紫茉莉的遗传 紫茉莉的遗传 绿叶、白叶和绿白斑叶 绿白斑× 白 绿 绿白斑白 绿 绿白斑？null母本不同颜色的叶绿体传递时随机分配 白 绿 绿白斑null为何由同一受精卵发育来的植株同时表现为绿色、白色、绿白斑色枝条呢？ 受精卵有丝分裂时，细胞质随机分配三、细胞质遗传的机制三、细胞质遗传的机制 2. 在细胞分裂过程中，细胞质基因呈现不均等分配，因此细胞质遗传不遵循孟德尔定律。复制分离null四、 细胞质遗传的物质基础线粒体基因组（mtDNA）叶绿体基因组 （ctDNA ,CpDNA）细胞共生体基因组细菌质粒基因组非细胞器基因组细胞器基因组细胞质基因组null人线粒体基因组全长16,569bp，不与组蛋白结合，呈裸露双链闭合环状分子。 据其转录产物在CsCl中密度的不同分为重链和轻链，外环含G较多，称重链(H链)，内环含C较多，称轻链(L链) 。叶绿体基因组叶绿体基因组50年代就有人看到叶绿体中有呈孚尔根反应的颗粒存在，推测其中可能有DNA。 1962年，Ris和Plant用电镜观察衣藻、玉米等植物的叶绿体超薄切片，发现在基质中电子密度较低的部分有20.5nm左右的细纤维。用DNA酶处理时消失，证明是DNA。 质体DNA多为环状闭合大分子，长约40～45μm，GC含量36～41%，比核DNA低。DNA裸露，不和组蛋白结合成复合体。DNA中无甲基化（核DNA25%左右的C残基是甲基化的）。 120—160kb大小，多数为150kb 目前已经测定了烟草（shinozaki，1986）、水稻（Hiratsuka，1989）等叶绿体DNA的全序列。nullnull156kb第二节 细胞质基因和细胞核基因的关系第二节 细胞质基因和细胞核基因的关系一、 核质协同作用 二、 母性影响 三、 禾谷类作物的雄性不育 一、 核质协同作用一、 核质协同作用null?null一、 核质协同作用一、 核质协同作用草履虫的放毒遗传 草履虫（1大核2小核） 草履虫的生殖 无性生殖 有性生殖 自体受精 异体接合 草履虫的放毒型与敏感型 草履虫放毒型与敏感型的接合草履虫的自体受精草履虫的自体受精自体受精后新形成的二倍体均为纯合体草履虫的异体接合草履虫的异体接合接合生殖遵循孟德尔规律草履虫的放毒型与敏感型草履虫的放毒型与敏感型有一种草履虫能产生毒素，能抑制或杀死其它某些品系。这种品系为放毒品系，对毒素敏感的为敏感品系。 放毒型细胞质中存在卡巴粒（直径0.2μm，外有双层膜，内含DNA、RNA、蛋白质、脂类），产生草履虫毒素。卡巴粒因子的存活增殖需要核基因K，而隐性基因k不能维持卡巴粒因子的存活增殖。因此永久地放毒素需两种因子存在。 草履虫的放毒型与敏感型草履虫的放毒型与敏感型草履虫放毒型与敏感型的接合草履虫放毒型与敏感型的接合接合时间短：不交换细胞质 接合时间长：交换细胞质放毒型：25%放毒型：50%思考思考KK(卡巴粒）与Kk敏感型长时间接合，并自体受精5-8代后敏感型的比例有多少？25%二、 母性影响二、 母性影响⒈ 定义：指子代的表型受母本核基因型的影响而和母亲表型相似的现象。 ⒉ 分类： ①短暂的母性影响：仅影响到后代的幼龄时期，对后代的成体无影响。 ②持久母性影响：影响后代的成体。①短暂的母性影响①短暂的母性影响如：麦粉蛾 野生型体内能合成犬尿素，进一步可形成色素，使幼虫皮肤为有色，成虫复眼为褐色； 突变型不能把前体物合成犬尿素，不能形成色素，使幼虫皮肤无色，成虫复眼为红色。 null野生型个体AA与突变型个体进行正反交，F1Aa幼虫都有色，让F1 Aa与隐性突变体测交，结果如下：?②持久母性影响②持久母性影响如：椎实螺 外壳螺旋方向有左旋（逆时针）和右旋（顺时针）两种。由一对等位基因控制。D（右旋）对d（左旋）显性。 ？不管正交还是反交，都推迟一代（F3）进行分离。②持久母性影响②持久母性影响解释：研究发现椎实螺外壳旋转方向是由受精卵分裂时纺锤体分裂方向决定的，并由受精前的母体基因型决定。 左旋——受精卵纺锤体向中线左侧分裂； 右旋——受精卵纺锤体向中线右侧分裂。母体基因型受精卵纺锤体分裂方向椎实螺外壳旋转方向思考思考母性影响和母性遗传（细胞质遗传）是一个概念吗？ 母性影响是指子代的表型受母本核基因型的影响而和母亲表型相似的现象，从本质上讲是核遗传，而母性遗传是细胞质遗传。 三、 禾谷类作物的雄性不育 三、 禾谷类作物的雄性不育 1. 植物雄性不育：植物的雄蕊发育不正常，不能产生正常的花粉；雌蕊正常，可以接受外来花粉而结实。只可作为母本接受花粉，不可作为父本提供花粉。 43科、162属、320个种以上植物发现了雄性不育。三、 禾谷类作物的雄性不育 三、 禾谷类作物的雄性不育 2. 植物雄性不育分为：环境引起的雄性不育，染色体畸变造成的雄性不育和基因突变引起的雄性不育。 ⑴ 环境引起的雄性发育 ① 物理杀雄： ② 化学杀雄： ⑵ 基因控制的雄性发育 ① 核基因控制的雄性不育 ② 细胞质基因控制的雄性不育 ③ 核质互作控制的雄性不育③ 核质互作控制的雄性不育③ 核质互作控制的雄性不育RF:可育的核基因，rf:不育的核基因， N:可育的细胞质基因，S:不育的细胞质基因。 二区三系育种二区三系育种二区三系育种二区三系育种 S(rfrf) 不育系 1. 二区： 保种区×N(rfrf) 保持系S(rfrf) 不育二区三系育种二区三系育种 S(rfrf) 不育系 1. 二区： 制种区 ×N(RfRf) 恢复系S(Rfrf) 可育null保种区制种区二区三系育种二区三系育种2. 三系育种：由不育系、保持系、恢复系进行杂交种的生产。 保 × 不 × 恢   F1 农业生产 保 × 不 × 恢   F1 农业生产 保 × 不 × 恢水稻专家——袁隆平水稻专家——袁隆平水稻三系杂种优势的利用水稻三系杂种优势的利用1973年，实现水稻三系配套、大田生产应用。 1981年，获国家第一个特等发明奖，以第一个农业技术专利转让美国。 1991年，杂交稻种植26083.5万亩，增产效果明显(50~75kg/亩)。 1997年，种植25987.5万亩(1732.5万ha)，约占水稻种植面积的62.84%；总产量12236.34万吨，单产468.67公斤/亩，比全国水稻平均产量增11.17%。1976~1999年，累计种植35亿多亩，增产稻谷3500亿kg。近年来年种植面积约2.3亿亩，约占水稻总面积的50％，产量占稻谷总产近60％。年增稻谷可养活6000万人口，社会和经济效益十分显著。练习基因型为Dd的椎实螺自交，其子代的基因型和表型如何？若这个子代自交，它们下一代的表型如何？开始做实验的椎实螺表型是怎样的？本章要点本章要点细胞质遗传的特性 细胞质遗传的机制 玉米埃型条斑的遗传 草履虫的放毒遗传 禾谷类作物的雄性不育机制和二区三系育种名词解释名词解释细胞质遗传 母性影响 植物雄性不育 习习题P252 1、2、3、6~12花粉直感花粉直感花粉直感：又称当代显性，即有性杂交所结种子或果实表现出花粉供体的现象。 花粉直感分为胚乳直感和果实直感。null胚乳直感(xenia) ：胚乳的部分性状直接表现与父本一致。胚乳直感的直接原因就是双受精，胚乳中的n条染色体来自父本。在一些胚乳发达的单子叶植物常出现胚乳直感现象，如玉米。 将黄胚乳玉米的花粉授于白胚乳玉米雌蕊柱头上后，所结的果穗出现黄胚乳的籽粒;又如，以糯性胚乳水稻作母本，普通非糯性的水稻作父本进行杂交后，由糯质母本所给出的稻谷胚乳则成为非糯性的。 果实直感(metaxenia)：由于花粉的影响而使种皮或果皮等来源于母本的组织表现出父本的某些性状。例如棉籽的纤维特征(种皮细胞延伸形成)等。果实直感与双受精过程无关，而是由于胚对种皮、果皮发育过程中产生了生理、生化水平上的影响。判断某一生物性状的遗传方式判断某一生物性状的遗传方式正反交结果一致→细胞核遗传（常染色体）不一致孟德尔比例在F2出现→ 母性影响子代雌雄表型不一致→伴性遗传子代表现似雌亲→细胞质遗传