細(xì)胞質(zhì)遺傳 (3)課件

1、關(guān)于細(xì)胞質(zhì)遺傳 (3)第一張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月第十一章 細(xì)胞質(zhì)遺傳細(xì)胞質(zhì)遺傳的概念和特點細(xì)胞器基因組的遺傳細(xì)胞核基因和細(xì)胞質(zhì)基因的關(guān)系非細(xì)胞質(zhì)組分的遺傳因子植物雄性不育母性影響第二張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞質(zhì)遺傳的概念遺傳學(xué)上將真核細(xì)胞核內(nèi)染色體和相當(dāng)于核內(nèi)染色體的細(xì)菌基因組所攜帶基因的遺傳稱為核遺傳將細(xì)胞質(zhì)內(nèi)基因的遺傳稱為細(xì)胞質(zhì)遺傳，也稱核外遺傳、染色體外遺傳、母系遺傳、非孟德爾遺傳第三張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞質(zhì)遺傳的概念細(xì)胞質(zhì)基因包括細(xì)胞維持正常生命活動不可缺少的基因，通常是細(xì)胞器的遺傳組分細(xì)胞質(zhì)基因也包括細(xì)胞非必需組分，或是

2、真核細(xì)胞的內(nèi)共生體，或是原核細(xì)胞內(nèi)的各種質(zhì)粒第四張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點正交和反交的遺傳表現(xiàn)不同；F1通常只表現(xiàn)母本的性狀，故細(xì)胞質(zhì)遺傳又稱為母性遺傳遺傳方式是非孟德爾式的；雜交后代一般不表現(xiàn)一定比例的分離第五張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點通過連續(xù)回交能夠?qū)⒛副镜暮嘶驇缀跞恐脫Q掉，但母本的細(xì)胞質(zhì)基因及其所控制的性狀仍不消失玉米雄性不育的母性遺傳第六張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點具有細(xì)胞質(zhì)異質(zhì)性與細(xì)胞質(zhì)分離和重組細(xì)胞質(zhì)異質(zhì)性同一細(xì)胞內(nèi)含有不同基因型細(xì)胞器的現(xiàn)象細(xì)胞質(zhì)分離和重組不同基因型細(xì)胞器的分配過程第

3、七張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞器基因組的遺傳葉綠體的遺傳紫茉莉花斑葉色的遺傳母本枝條表型父本枝條表型雜交后代的表型綠色綠色綠色花斑花斑綠色白色、綠色、花斑花斑第八張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞器基因組的遺傳葉綠體的遺傳玉米條紋葉的遺傳P IjIj ijij 綠色 條紋 F1 Ijij 全部綠色 F2 IjIj Ijij ijij 3綠色1白化（條紋） P ijij IjIj 條紋 綠色 F1 Ijij Ijij Ijij 綠色 條紋 白色 Ijij IjIj 條紋 綠色 IjIj IjIj IjIj Ijij Ijij Ijij綠色 條紋 白色 綠色 條紋 白

4、色第九張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞器基因組的遺傳葉綠體的遺傳衣藻的抗藥性遺傳 str rmt + str smt 1/2 str rmt - ，1/2 str rmt + str smt 1/2 str rmt - ，1/2 str rmt + str smt + str rmt 1/2 str smt - ，1/2 str smt + str rmt 1/2 str smt - ，1/2 str smt +第十張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞器基因組的遺傳線粒體的遺傳紅色面包霉緩慢生長突變型的遺傳第十一張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞器基因組的遺

5、傳線粒體的遺傳酵母小菌落突變的遺傳第十二張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)胞核基因和細(xì)胞質(zhì)基因的關(guān)系線粒體基因組線粒體基因組的一般特征絕大多數(shù)mtDNA為裸露雙鏈環(huán)狀分子各物種mtDNA大小不一，在一個線粒體內(nèi)有一至多個拷貝生物種類mtDNA大?。╧b）每細(xì)胞中線粒體數(shù)mtDNA與核DNA比值酵母84220.18鼠（L 細(xì)胞）16.25000.02人（Hela 細(xì)胞）16.68000.01第十三張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月線粒體基因組mtDNA與核DNA的區(qū)別mtDNA的浮力密度比較低mtDNA的堿基成分中G、C的含量比A、T少動物mtDNA幾乎沒有重復(fù)序列動物mtDN

6、A的兩條單鏈的密度不同，分別為重鏈（H鏈）和輕鏈（L鏈）mtDNA單個拷貝非常小，僅為核DNA的十萬分之一第十四張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月人、鼠和牛的線粒體基因組圖線粒體基因組線粒體遺傳信息的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯mtDNA可能存在多種復(fù)制形式人、鼠和牛的mtDNA中有2個rRNA基因、22個tRNA基因、13個蛋白質(zhì)基因第十五張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月線粒體基因組線粒體遺傳信息的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯某些遺傳密碼的含義不同于核基因密碼子通用情況例外情況發(fā)現(xiàn)的生物UGA終止子色氨酸 trp人和酵母的線粒體CUN亮氨酸 leu蘇氨酸 thr酵母的線粒體AUA異亮氨酸 ile甲

7、硫氨酸 met人的線粒體AGA，AGG精氨酸 arg終止子人的線粒體第十六張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月線粒體基因組線粒體是半自主性的細(xì)胞器mtDNA雖能自主復(fù)制，但需要核基因組為其編碼DNA聚合酶線粒體雖有自己的核糖體、tRNA，并能在線粒體內(nèi)翻譯mtDNA轉(zhuǎn)錄的mRNA，但其核糖體蛋白質(zhì)由核基因編碼線粒體膜蛋白大多從核基因組中轉(zhuǎn)錄，在細(xì)胞質(zhì)中合成后再轉(zhuǎn)運進入線粒體第十七張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月葉綠體基因組葉綠體基因組的一般特征cpDNA為裸露的雙鏈環(huán)狀分子cpDNA大小在 120292 kb 之間一個葉綠體內(nèi)有多個cpDNA拷貝大多數(shù)植物 cpDNA序列中包含

8、兩個反向重復(fù)序列，它被兩段非重復(fù)序列隔開第十八張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月葉綠體基因組葉綠體遺傳信息的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯cpDNA與核DNA復(fù)制相互獨立，但都是半保留復(fù)制葉綠體核糖體為70S，而細(xì)胞質(zhì)核糖體為80SrRNA堿基成分與細(xì)胞質(zhì)的rRNA和原核生物的rRNA不同cpDNA編碼126種蛋白質(zhì)第十九張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月葉綠體基因組葉綠體是半自主性的細(xì)胞器cpDNA雖能自主復(fù)制，編碼其核糖體RNA及部分tRNA，但不能編碼自身的DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程所需的全部蛋白質(zhì)因子和酶不能編碼類囊體所有的結(jié)構(gòu)蛋白和酶系，膜脂代謝所需的酶系第二十張，PPT共三十九頁

9、，創(chuàng)作于2022年6月非細(xì)胞質(zhì)組分的遺傳因子草履蟲放毒型的遺傳結(jié)合時間長會發(fā)生細(xì)胞質(zhì)交換，時間短不發(fā)生細(xì)胞質(zhì)交換大核退化結(jié)合生殖第二十一張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月非細(xì)胞質(zhì)組分的遺傳因子草履蟲放毒型的遺傳結(jié)合生殖可以產(chǎn)生雜合體，而自體受精只產(chǎn)生純合體自體受精第二十二張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月非細(xì)胞質(zhì)組分的遺傳因子草履蟲放毒型的遺傳放毒型草履蟲有卡巴粒敏感型草履蟲無卡巴?？ò土．a(chǎn)生草履蟲素卡巴粒在細(xì)胞里的穩(wěn)定繁殖需要顯性核基因（K）第二十三張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月非細(xì)胞質(zhì)組分的遺傳因子質(zhì)粒的遺傳質(zhì)粒指存在于細(xì)胞中能自主復(fù)制的染色體外的遺傳單位質(zhì)粒在

10、原核細(xì)胞中普遍存在既能以獨立于染色體基因組的狀態(tài)存在，又能整合到宿主染色體DNA中的質(zhì)粒稱為附加體質(zhì)粒的遺傳表現(xiàn)出細(xì)胞質(zhì)遺傳的特征第二十四張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月非細(xì)胞質(zhì)組分的遺傳因子細(xì)胞質(zhì)遺傳資源的重要價值經(jīng)過改造的質(zhì)粒用作各種特殊用途的載體，攜帶目的基因經(jīng)轉(zhuǎn)化獲得生產(chǎn)上所需的各類工程菌噬菌體和病毒也可作為載體，在基因工程或基因治療中發(fā)揮重要作用第二十五張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月植物雄性不育植物雄性不育指植物在生長發(fā)育過程中雌蕊正常發(fā)育，雄蕊發(fā)育不正常，花粉敗育的現(xiàn)象雄性不育的遺傳決定類型核不育型核質(zhì)互作雄性不育型細(xì)胞質(zhì)雄性不育型第二十六張，PPT共三十九頁

11、，創(chuàng)作于2022年6月雄性不育的遺傳決定類型核不育型核內(nèi)染色體基因決定的雄性不育的類型由隱性基因（msms）決定的雄性不育，用普通遺傳學(xué)的方法不能使整個群體保持這種不育性，不便于在生產(chǎn)上應(yīng)用由顯性基因決定的雄性不育，雜種仍為雄性不育，雜種優(yōu)勢不能在生產(chǎn)上得到應(yīng)用受光、溫控制的雄性核不育類型，使核不育類型得以在生產(chǎn)上成功應(yīng)用，但有一定的風(fēng)險第二十七張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月雄性不育的遺傳決定類型N核質(zhì)互作雄性不育型由細(xì)胞質(zhì)遺傳因子和核基因互相作用共同控制花粉育性的類型大多數(shù)正常品種與之雜交后代仍為雄性不育少數(shù)攜帶特殊恢復(fù)基因的品種與之雜交后代正?？捎诙藦垼琍PT共三十九頁，

12、創(chuàng)作于2022年6月雄性不育的遺傳決定類型細(xì)胞質(zhì)雄性不育型決定花粉敗育的基因在細(xì)胞質(zhì)中任何正常品種與其雜交，F(xiàn)1均為雄性不育只能被保持而不能被恢復(fù)第二十九張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月雄性不育的利用禾谷類作物通過實行“兩區(qū)三系”制，實現(xiàn)了不育系繁殖、雜交制種生產(chǎn)不育系細(xì)胞質(zhì)中存在不育基因（S），細(xì)胞核內(nèi)沒有相應(yīng)恢復(fù)基因（RfRf），只有其隱性等位基因（rfrf）的品系保持系與不育系雜交后，仍能保持不育系雄性不育的特征的品系恢復(fù)系同不育系雜交后能使F1代花粉恢復(fù)正?？捎钠废档谌畯?，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月“兩區(qū)三系”制不育系和保持系隔離區(qū)繁殖不育系不育系和恢復(fù)系隔離

13、區(qū)雜交制種S (rfrf ) N (rfrf )不育系 保持系S (rfrf ) 花粉不育 S (rfrf ) N (RfRf )不育系 恢復(fù)系S (Rfrf ) 花粉可育 N (rfrf ) 花粉可育 N (RfRf ) 花粉可育 第三十一張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月質(zhì)核互作雄性不育性的發(fā)生機理胞質(zhì)不育基因的載體線粒體基因組（mtDNA）是雄性不育基因的載體不育系線粒體的亞顯微結(jié)構(gòu)和 mt DNA 與正常植株（如保持系）有明顯的差異葉綠體基因組（cpDNA）是雄性不育基因的載體不育系和保持系之間在葉綠體超微結(jié)構(gòu)和葉cpDNA上存在明顯不同第三十二張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于20

14、22年6月質(zhì)核互作雄性不育性的發(fā)生機理質(zhì)核互補控制假說一般情況下，只要質(zhì)核雙方有一方攜帶可育性的遺傳信息，都能形成正常育性的花粉。即 R 可以補償 S 的不足，N 可以補償 r 的不足只有 S 與 r 共存時，由于不能互相補償，所以表現(xiàn)不育如果 N 與 R 同時存在，由于 N 同時有調(diào)節(jié)基因的作用， 能控制產(chǎn)生某種抑制物質(zhì)，使 R 處于阻遏狀態(tài)，因此不會在細(xì)胞質(zhì)中形成多余的物質(zhì)而造成浪費第三十三張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月質(zhì)核互作雄性不育性的發(fā)生機理能量供求假說植物的育性與線粒體的能量轉(zhuǎn)化效率有關(guān)進化程度高的野生種或栽培品種，線粒體能量轉(zhuǎn)換率高，供能高耗能也高，供求平衡，雄性可育

15、進化程度低的野生種或栽培品種的線粒體能量轉(zhuǎn)換率低，供能低耗能也低，供求平衡，雄性可育高供能母本、低耗能父本，育性正常低供能母本、高耗能父本，雄性不育第三十四張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月質(zhì)核互作雄性不育性的發(fā)生機理親緣假說兩個正常品種或品系進行遠(yuǎn)緣雜交，或遠(yuǎn)距離的不同生態(tài)型間雜交，可能產(chǎn)生生理上的不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致雄性不育第三十五張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月母性影響母性影響指子代的表型不受自身基因型控制，受母親基因型的影響，其表型同母親相同的現(xiàn)象又稱母性效應(yīng)母性影響是由于核基因的產(chǎn)物積累在卵細(xì)胞中引起的遺傳現(xiàn)象，不屬于細(xì)胞質(zhì)遺傳的范疇第三十六張，PPT共三十九頁，創(chuàng)作于2022年6月短暫的母性影響只能影響子代早期生長發(fā)育，最終還要表現(xiàn)出核基因控制性狀的特點麥粉蛾色素遺傳的母性影響 aa Aa Aa aa 1/2Aa 1/2aa 1/2Aa 1/2aa幼蟲 有色 無色 有色 有色成蟲 褐色眼 紅色眼 褐色眼 紅色眼第三十七張，PPT共三十