《細(xì)胞質(zhì)遺傳》課件

第九章細(xì)胞質(zhì)遺傳Chapter9CytoplasmicInheritance第一節(jié)細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)第二節(jié)母性影響第三節(jié)葉綠體遺傳第四節(jié)線粒體遺傳第五節(jié)其他細(xì)胞質(zhì)遺傳因子第六節(jié)植物雄性不育的類型及其遺傳機(jī)理1精選課件ppt第九章細(xì)胞質(zhì)遺傳第一節(jié)細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)1精選課件pp本章重點(diǎn)1、細(xì)胞質(zhì)遺傳與核遺傳的差異。2、細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)。3、質(zhì)核基因間的關(guān)系。4、雄性不育：①．核不育型、質(zhì)核不育型；②．孢子體不育、配子體不育；③．生產(chǎn)應(yīng)用。2精選課件ppt本章重點(diǎn)2精選課件ppt第一節(jié)細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)3精選課件ppt第一節(jié)細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)3精選課件ppt生物的遺傳DNA的分布主要在染色體上細(xì)胞質(zhì)內(nèi)細(xì)胞核遺傳細(xì)胞質(zhì)遺傳（所以說，染色體是DNA的主要載體）例：紫茉莉葉色的遺傳4精選課件ppt生物的遺傳DNA的分布主要在染色體上細(xì)胞質(zhì)內(nèi)細(xì)胞核遺傳細(xì)胞質(zhì)核基因組染色體基因（核DNA）線粒體基因組（mtDNA）葉綠體基因組（ctDNACpDNA）動(dòng)粒基因組（kintoDNA）中心?；蚪M（centroDNA）膜體系基因組（membraneDNA）遺傳物質(zhì)細(xì)胞共生體基因組細(xì)菌質(zhì)?；蚪M非細(xì)胞器基因組細(xì)胞器基因組細(xì)胞質(zhì)基因組一、細(xì)胞質(zhì)遺傳的概念5精選課件ppt核基因組染色體

真核生物的細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)主要存在于線粒體，質(zhì)體，中心體等細(xì)胞器中。（細(xì)胞生存不可缺少）6精選課件ppt真核生物的細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)主要存在于線粒體

在原核生物和某些真核生物的細(xì)胞質(zhì)中，除了細(xì)胞器之外，還有另一類稱為附加體和共生體的細(xì)胞質(zhì)顆粒中也存在遺傳物質(zhì)。（細(xì)胞的非固定成分）果蠅的δ粒子、細(xì)菌的F因子、草履蟲的卡巴粒等7精選課件ppt在原核生物和某些真核生物的細(xì)胞質(zhì)中，除了細(xì)胞核遺傳：由核基因所控制的遺傳現(xiàn)象和遺傳規(guī)律。細(xì)胞質(zhì)遺傳(cytoplasmicinheritance)：由細(xì)胞質(zhì)基因所決定的遺傳現(xiàn)象和遺傳規(guī)律，也稱為非孟德爾遺傳(non-Mendelianinheritance)、核外遺傳(extra-nuclearinheritance)、母體遺傳(maternalinheritance)、非染色體遺傳(non-chromosomalinheritance)、染色體外遺傳(extra-chromosomalinheritance)。細(xì)胞質(zhì)基因組(plasmon)：所有細(xì)胞器和細(xì)胞質(zhì)顆粒中遺傳物質(zhì)的統(tǒng)稱。8精選課件ppt核遺傳：8精選課件ppt二、細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)1．特點(diǎn)⑴正交和反交的遺傳表現(xiàn)不同。

核遺傳：表現(xiàn)相同，其遺傳物質(zhì)由雌核和雄核共同提供的；

質(zhì)遺傳：表現(xiàn)不同，某些性狀只表現(xiàn)于母本時(shí)才能遺傳給子代，故胞質(zhì)遺傳又稱母性遺傳。正反交差異形成原因的示意圖在受精過程中，卵細(xì)胞不僅為子代提供其核基因，也為子代提供其全部或絕大部分細(xì)胞質(zhì)基因；而精子則僅能為子代提供其核基因，不能或極少能為子代提供細(xì)胞質(zhì)基因。9精選課件ppt二、細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)正反交差異形成原因的示意圖在受精過程⑵通過連續(xù)的回交能把母本的核基因全部置換掉，但母本的細(xì)胞質(zhì)基因及其控制的性狀仍不消失。⑶由附加體或共生體決定性狀，其表現(xiàn)往往類似病毒的轉(zhuǎn)導(dǎo)或感染。⑷遺傳方式屬于非孟德爾式；雜交后代一般不表現(xiàn)一定比例的分離。10精選課件ppt⑵通過連續(xù)的回交能把母本的核基因全部置換掉，但母本的細(xì)胞質(zhì)基2、原因

真核生物有性過程：

卵細(xì)胞：有細(xì)胞核、大量的細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器?！嗄転樽哟峁┖嘶蚝腿炕蚪^大部分胞質(zhì)基因。

精細(xì)胞：只有細(xì)胞核，細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞器極少或沒有?！嘀荒芴峁┢浜嘶?，不能或極少提供胞質(zhì)基因?！嘁磺惺芗?xì)胞質(zhì)基因所決定的性狀，其遺傳信息只能通過卵細(xì)胞傳給子代，而不能通過精細(xì)胞遺傳給子代。卵細(xì)胞精細(xì)胞11精選課件ppt2、原因卵細(xì)胞精細(xì)胞11精選課件ppt第二節(jié)母性影響12精選課件ppt第二節(jié)母性影響12精選課件ppt一、概念

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。∴母性影響不屬于胞質(zhì)遺傳的范疇，十分相似而已。二、特點(diǎn)下一代表現(xiàn)型受上一代母體基因的影響。三、母性影響的類別短暫的（只影響幼齡期）持久的（影響子代終生）13精選課件ppt一、概念13精選課件ppt成蟲復(fù)眼深褐色成蟲復(fù)眼紅色㈠、地中海粉螟(Ephestia)遺傳14精選課件ppt成蟲復(fù)眼深褐色成蟲復(fù)眼紅色㈠、地中海粉螟(Ephestia)幼蟲皮膚有色幼蟲皮膚有色15精選課件ppt幼蟲皮膚有色幼蟲皮膚有色15精選課件ppt㈡、椎實(shí)螺的外殼旋轉(zhuǎn)方向的遺傳椎實(shí)螺是一種♀、♂同體的軟體動(dòng)物，每一個(gè)體都能同時(shí)產(chǎn)生卵子和精子，但一般通過異體受精進(jìn)行繁殖。∴椎實(shí)螺既可進(jìn)行異體雜交、又可單獨(dú)進(jìn)行個(gè)體的自體受精。椎實(shí)螺外殼的旋轉(zhuǎn)方向有左旋和右旋之分，屬于一對(duì)相對(duì)性狀。16精選課件ppt㈡、椎實(shí)螺的外殼旋轉(zhuǎn)方向的遺傳∴椎實(shí)螺既可進(jìn)行異體雜交、又雜交試驗(yàn)：

①過程：椎實(shí)螺進(jìn)行正反交，F(xiàn)1旋轉(zhuǎn)方向都與各自母本相似，即右旋或左旋，F(xiàn)2均為右旋，F(xiàn)3

才出現(xiàn)右旋和左旋的分離。17精選課件ppt雜交試驗(yàn)：17精選課件ppt②原因：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，并由受精前的母體基因型決定。

右旋──受精卵紡錘體向中線右側(cè)分裂；

左旋──受精卵紡錘體向中線左側(cè)分裂?！嗄阁w基因型

受精卵紡錘體分裂方向

椎實(shí)螺外殼旋轉(zhuǎn)方向。右旋 左旋③前定作用或延遲遺傳由受精前母體卵細(xì)胞基因型決定子代性狀表現(xiàn)的母性影響。18精選課件ppt②原因：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第三節(jié)葉綠體遺傳一、葉綠體遺傳的花斑現(xiàn)象二、葉綠體遺傳的分子基礎(chǔ)19精選課件ppt第三節(jié)葉綠體遺傳19精選課件ppt一、葉綠體遺傳的表現(xiàn)1、紫茉莉花斑性狀遺傳①紫茉莉中花斑植株

1909，柯倫斯(Correns,C.E.)，非孟德爾遺傳發(fā)現(xiàn)者，洗澡花（紫茉莉）花斑枝條。20精選課件ppt一、葉綠體遺傳的表現(xiàn)20精選課件ppt著生綠色、白色和花斑三種枝條，且白色和綠色組織間有明顯的界限。21精選課件ppt著生綠色、白色和花斑三種枝條，且白色和綠色組織間有明顯的接受花粉的枝條提供花粉的枝條雜種植株的表現(xiàn)白色白色、綠色、花斑白色綠色白色、綠色、花斑綠色花斑白色、綠色、花斑白色、綠色、花斑紫茉莉花斑性狀的遺傳雜種植株所表現(xiàn)的性狀完全由母本枝條所決定，與提供花粉的父本枝條無關(guān)。

∴控制紫茉莉花斑性狀的遺傳物質(zhì)是通過母本傳遞的。22精選課件ppt接受花粉的枝條提供花粉的枝條雜種植株的表現(xiàn)白色白色、綠色、花花斑枝條：

綠細(xì)胞中含有正常的綠色質(zhì)體(葉綠體)；

白細(xì)胞中只含無葉綠體的白色質(zhì)體(白色體)；

綠白組織交界區(qū)域：某些細(xì)胞內(nèi)即有葉綠體、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。正常質(zhì)體和白色質(zhì)體隨機(jī)分配細(xì)胞正常質(zhì)體白色質(zhì)體正常質(zhì)體和白色質(zhì)體綠色白色花斑②原因23精選課件ppt花斑枝條：正常質(zhì)體和隨機(jī)分配細(xì)胞正常質(zhì)體綠色②原因23精選細(xì)胞學(xué)證據(jù)：白色——白色質(zhì)體綠色——葉綠體花斑——白色質(zhì)體和葉綠體24精選課件ppt細(xì)胞學(xué)證據(jù)：24精選課件ppt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，其子代只能與提供卵細(xì)胞的母本相似，分別發(fā)育成正常綠株、白化株、花斑株。

花斑現(xiàn)象：天竺葵、月見草、衛(wèi)矛、煙草等20多種植物中發(fā)現(xiàn)。25精選課件ppt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Evidenceforanothermodeofinheritance:Leafvariegationandtheinheritanceofachlorophyllous(white)plants26精選課件pptEvidenceforanothermodeofi2、玉米條紋葉的遺傳

胞質(zhì)基因遺傳的獨(dú)立性是相對(duì)的，有些性狀的變異是由質(zhì)核基因共同作用下發(fā)生的。1943年，Rhoades報(bào)道玉米細(xì)胞核內(nèi)第7染色體上有一個(gè)控制白色條紋(iojap)的基因ij，純合ijij株葉片表現(xiàn)為白色和綠色相間的條紋。27精選課件ppt2、玉米條紋葉的遺傳27精選課件ppt正交試驗(yàn)3：1（純合時(shí)ij核基因使胞質(zhì)內(nèi)質(zhì)體突變）IjIj♀綠色×ijij♂條紋PIjij全部綠色F1IjIj綠色I(xiàn)jij綠色ijij條紋F2

3∶1表明綠色和非綠色為一對(duì)基因的差別。這個(gè)由隱性核基因所造成的質(zhì)體變異具有不可逆的性質(zhì)，質(zhì)體變異一經(jīng)發(fā)生，便能以細(xì)胞質(zhì)遺傳的方式而穩(wěn)定傳遞。28精選課件ppt正交試驗(yàn)3：1IjIj♀×ijij♂PIjij全部綠色反交試驗(yàn)Ijij♀條紋×IjIj♂綠色I(xiàn)jIj綠IjIj條IjIj白Ijij綠Ijij條Ijij白ijij♀條紋×IjIj♂綠色PIjij綠色I(xiàn)jij條紋Ijij白色F1

（綠色、條紋、白化三類植株無比例）在連續(xù)回交的情況下（輪回親本為綠株），當(dāng)ij基因被取代后，仍然未發(fā)現(xiàn)父本對(duì)這一性狀產(chǎn)生影響。29精選課件ppt反交試驗(yàn)Ijij♀×IjIj♂IjIjIjIjIjIjIj3、衣藻的核外基因1954年RuthSager等研究了單細(xì)胞藻類－衣藻的紅霉素抗性（eryr）。

單細(xì)胞綠色藻類，屬真核生物，含有一個(gè)大的葉綠體和數(shù)目眾多的線粒體。兩種交配類型：正接合型（mt+）和負(fù)接合型（mt-）。30精選課件ppt3、衣藻的核外基因30精選課件ppt解釋：

抗生素抗性因子只能由mt+親本傳遞，且在減數(shù)分裂中不發(fā)生分離?？剐曰騺碜匀~綠體，mt-的葉綠體在接合中總是被丟失。31精選課件ppt解釋：31精選課件ppt二、葉綠體遺傳的分子基礎(chǔ)㈠、葉綠體DNA的分子特點(diǎn):①ctDNA與細(xì)菌DNA相似，裸露的DNA；②閉合雙鏈的環(huán)狀結(jié)構(gòu)；

③多拷貝：

高等植物每個(gè)葉綠體中有30~60個(gè)DNA分子，整個(gè)細(xì)胞約有幾千個(gè)DNA分子；

藻類中，葉綠體中有幾十至上百個(gè)DNA分子，整個(gè)細(xì)胞中約有上千個(gè)DNA分子。④單細(xì)胞藻類中GC含量較核DNA小，高等植物差異不明顯；32精選課件ppt二、葉綠體遺傳的分子基礎(chǔ)32精選課件ppt⑤一般藻類ctDNA的浮力密度輕于核DNA，而高等植物兩者的差異較小。生物種類浮力密度生物種類浮力密度ctDNA核DNActDNA核DNA小球藻(Chlorellaellipsoidea)1.6921.716菠菜(Spinaciaoleracea)1.6971.694眼蟲藻(Euglenagracilis)1.6851.707煙草(Nicotianaspp.)1.6971.695衣藻(Chlamydomonasreinhardi)1.6951.723/4洋蔥(Alliumcepa)1.6961.691蠶豆(Viciafaba)1.6971.695小麥(Triticumspp.)1.6971.702綠藻與高等植物ctDNA與核DNA的浮力密度注：浮力密度（buoyantdensity），是通過密度離心法測(cè)得的DNA分子量的一種度量，其單位為g/cm3。33精選課件ppt⑤一般藻類ctDNA的浮力密度輕于核DNA，而高等植物兩者的㈡、葉綠體基因組的構(gòu)成1、低等植物的葉綠體基因組⑴ctDNA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RNA、核糖體（70S）蛋白質(zhì)、光合作用膜蛋白和RuBp羧化酶8個(gè)大亞基。⑵特性：與抗藥性、溫度敏感性和某些營養(yǎng)缺陷有關(guān)。34精選課件ppt㈡、葉綠體基因組的構(gòu)成34精選課件pptActDNA物理圖：由不同限制性內(nèi)切酶(EcoRⅠ、BamHI和BglII)處理所得的ctDNA物理圖，用三個(gè)同心圓環(huán)表示。B

ctDNA遺傳學(xué)圖：標(biāo)記了一些抗生素抗性位點(diǎn)和標(biāo)記基因：ap.DNA分子在葉綠體膜上的附著點(diǎn)；ac2、ac1.醋酸缺陷型；sm2、sm3.鏈霉素抗性；spc.壯觀霉素抗性；tm.溫度敏感性。衣藻(Chlamydomonasreinhanti)的葉綠體基因組圖35精選課件pptActDNA物理圖：由不同限制性內(nèi)切酶(EcoRⅠ、Ba2、高等植物的葉綠體基因組①多數(shù)高等植物的ctDNA大約為150Kb：煙草ctDNA為155844bp、水稻ctDNA為34525bp。②ctDNA能編碼126個(gè)蛋白質(zhì)：12%序列是專為葉綠體的組成進(jìn)行編碼；③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)，但又與核基因組緊密聯(lián)系。如葉綠體中RuBp羧化酶的生物合成è8個(gè)大亞基（由葉綠體基因組編碼）+8個(gè)小亞基（由核基因組編碼）。36精選課件ppt2、高等植物的葉綠體基因組36精選課件ppt大?。?56kb，環(huán)狀分區(qū)(4個(gè)區(qū))：86.5kb的大單拷貝區(qū)(LSC)18.5kb的小單拷貝區(qū)(SSC)兩個(gè)等同的25kb倒位重復(fù)區(qū)(IRA、IRB)水稻和煙草的葉綠體基因組圖37精選課件ppt大?。?56kb，環(huán)狀分區(qū)(4個(gè)區(qū))：86.5kb的大單拷㈢、葉綠體內(nèi)遺傳信息的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯系統(tǒng)1、葉綠體DNA與核DNA復(fù)制相互獨(dú)立，但都是半保留復(fù)制方式；2、葉綠體核糖體為70S、而細(xì)胞質(zhì)中的核糖體為80S；3、葉綠體中核糖體的rRNA堿基成分與細(xì)胞質(zhì)和原核生物中的rRNA不同；4、葉綠體中蛋白質(zhì)合成需要的20種氨基酸載體tRNA分別由核DNA和ctDNA共同編碼。其中脯氨酸、賴氨酸、天冬氨酸、谷氨酸和半胱氨酸為核DNA所編碼，其余十幾種氨基酸為ctDNA所編碼。38精選課件ppt㈢、葉綠體內(nèi)遺傳信息的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯系統(tǒng)38精選課件ppt一、線粒體遺傳的表現(xiàn)二、線粒體遺傳的分子基礎(chǔ)第四節(jié)線粒體遺傳39精選課件ppt一、線粒體遺傳的表現(xiàn)第四節(jié)線粒體遺傳39精選課件ppt一、線粒體遺傳的表現(xiàn)㈠、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(卵細(xì)胞)和分生孢子（精細(xì)胞）。40精選課件ppt一、線粒體遺傳的表現(xiàn)40精選課件ppt原子囊果（卵細(xì)胞）分生孢子（精子），僅提供單倍體的核1、紅色面霉緩慢生長突變型

生化分析：突變型不含細(xì)胞色素氧化酶，這種酶是由線粒體控制合成的，觀察到緩慢生長突變型線粒體結(jié)構(gòu)不正常

認(rèn)為有關(guān)基因存在于線粒體之中，由母本傳遞。41精選課件ppt原子囊果（卵細(xì)胞）分生孢子（精子），僅提供單倍體的核1、紅色2、啤酒酵母的小菌落突變1940年，BorisEphrussi首次描述小菌落突變現(xiàn)象。分離鑒定三類小菌落：⑴分離型（核基因突變）⑵中性小菌落（單親遺傳）⑶抑制性小菌落42精選課件ppt2、啤酒酵母的小菌落突變42精選課件ppt正常菌落雜交的后代孢子中，一些長成大菌落，另一些為小菌落，不成比例。43精選課件ppt正常菌落雜交的后代孢子中，一些長成大菌落，另一些為小菌落

兩種交配型對(duì)二倍體的細(xì)胞質(zhì)的貢獻(xiàn)相等。44精選課件ppt兩種交配型對(duì)二倍體的細(xì)胞質(zhì)的貢獻(xiàn)相等。44精選課件ppt小菌落酵母細(xì)胞內(nèi)缺少細(xì)胞色素a和b、細(xì)胞色素氧化酶

不能進(jìn)行有氧呼吸

不能有效利用有機(jī)物

產(chǎn)生小菌落

這種小菌落的變異與線粒體的基因組變異有關(guān)45精選課件ppt小菌落酵母細(xì)胞內(nèi)缺少細(xì)胞色素a和b、細(xì)胞色素氧化酶不能二、線粒體遺傳的分子基礎(chǔ)㈠、線粒體DNA分子特點(diǎn)：mtDNA(如人類的線粒體)與核DNA的區(qū)別：

⑴mtDNA與原核生物的DNA一樣，沒有重復(fù)序列；

⑵mtDNA的浮力密度比較低；

⑶mtDNA的G、C含量比A、T少，如酵母mtDNA的GC含量為21%；

⑷mtDNA兩條單鏈的密度不同，分別為重鏈(H)和輕鏈(L)；

⑸mtDNA非常小，僅為核DNA十萬分之一。46精選課件ppt二、線粒體遺傳的分子基礎(chǔ)46精選課件ppt線粒體大小及數(shù)目：幾種生物的mtDNA生物種類mtDNA大小(kb)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）16.25000.002人（Hela細(xì)胞）16.68000.0147精選課件ppt線粒體大小及數(shù)目：生物種類mtDNA大小(kb)每細(xì)胞中線㈡、線粒體基因組的構(gòu)成1981年Kanderson最早測(cè)出人的mtDNA全序列為16569bp。人、鼠、牛的mtDAN全序列均被測(cè)出：

2個(gè)rRNA基因；22個(gè)tRNA基因；13個(gè)蛋白質(zhì)基因等；人、鼠和牛的mtDNA分別有16569bp、16275bp和16338bp。

22個(gè)tRNA基因的位置用各個(gè)tRNA接受的氨基酸示于圓環(huán)外。

12S及16SrRNA基因和13個(gè)開放閱讀框架位置用相應(yīng)符號(hào)表示在圓環(huán)內(nèi)。URF：尚未確定開放閱讀框架。OH和OL示兩條互補(bǔ)鏈復(fù)制起始點(diǎn)。線粒體基因組圖48精選課件ppt㈡、線粒體基因組的構(gòu)成人、鼠和牛的mtDNA分別有1651984年，Lonsdale測(cè)出玉米mtDNA：含有570kb；并存在多個(gè)重復(fù)序列（主要有6種）；

rRNA基因、tRNA基因和細(xì)胞色素C氧化酶基因均已進(jìn)行了定位。49精選課件ppt1984年，Lonsdale測(cè)出玉米mtDNA：49精選課㈢、線粒體遺傳信息的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯系統(tǒng)：①復(fù)制方式為半保留復(fù)制，由線粒體的DNA聚合酶完成。50精選課件ppt㈢、線粒體遺傳信息的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯系統(tǒng)：50精選課件ppt②有自身的核糖體，且不同的生物差異大

人的Hela細(xì)胞線粒體的核糖體為60S，由45S和35S兩個(gè)亞基組成，而細(xì)胞質(zhì)核糖體為74S；

酵母核糖體（75S）和各種RNA(rRNA、tRNA和mRNA），而細(xì)胞質(zhì)核糖體為80S。③線粒體的密碼子與核基因密碼子有差異51精選課件ppt②有自身的核糖體，且不同的生物差異大51精選課件ppt④半自主性的細(xì)胞器

線粒體內(nèi)100多種蛋白質(zhì)中有10種左右是線粒體本身合成的，包括細(xì)胞色素氧化酶亞基、4種ATP酶亞基和1種細(xì)胞色素b亞基。

∴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。52精選課件ppt④半自主性的細(xì)胞器52精選課件ppt第五節(jié)其他細(xì)胞質(zhì)遺傳因子53精選課件ppt第五節(jié)其他細(xì)胞質(zhì)遺傳因子53精選課件ppt一、共生體的遺傳㈠、共生體（symbionts）不是細(xì)胞生存所需要的必要組成部分，僅以某種共生的形式存在于細(xì)胞之中的細(xì)胞質(zhì)顆粒。能夠自我復(fù)制，或者在核基因組的作用下進(jìn)行復(fù)制；

對(duì)寄主表現(xiàn)產(chǎn)生影響，類似細(xì)胞質(zhì)遺傳的效應(yīng)。54精選課件ppt一、共生體的遺傳54精選課件ppt㈡、草履蟲放毒性的遺傳1、結(jié)構(gòu)草履蟲(Parameciumaurelia)是一種常見的原生動(dòng)物，種類很多。

大核(1個(gè))，是多倍體，主要負(fù)責(zé)營養(yǎng)；

小核(1-2個(gè))，是二倍體、主要負(fù)責(zé)遺傳。2、繁殖⑴無性生殖一個(gè)個(gè)體經(jīng)有絲分裂成兩個(gè)個(gè)體。55精選課件ppt㈡、草履蟲放毒性的遺傳55精選課件ppt⑵有性生殖①AA和aa二倍體接合；②大核開始解體，小核經(jīng)減數(shù)分裂為8個(gè)小核；③每一個(gè)體中有7個(gè)小核解體，留下小核，再經(jīng)一次有絲分裂。④兩個(gè)體互換1個(gè)小核，并與未交換小核合并；⑤小核合并為二倍體，基因型為Aa；⑥大核已完全解體，小核又經(jīng)兩次有絲分裂

兩個(gè)個(gè)體分開

接合完成；⑦每一個(gè)體中的兩個(gè)小核發(fā)育成兩大核；⑧小核再經(jīng)一次有絲分裂，兩個(gè)親本各自進(jìn)行分裂。草履蟲的接合生殖過程56精選課件ppt⑵有性生殖⑥大核已完全解體，小核又經(jīng)兩次有絲分裂兩個(gè)個(gè)體⑶自體受精(autogamy)產(chǎn)生基因分離和純合a、b.兩個(gè)小核分別進(jìn)行減數(shù)分裂，形成8個(gè)小核，其中7個(gè)解體，僅留1個(gè)小核；c.小核經(jīng)一次有絲分裂而成為2個(gè)小核；d.兩個(gè)小核融合成為一個(gè)二倍體小核；e.小核經(jīng)2次有絲分裂形成4個(gè)二倍體小核；f.2個(gè)小核發(fā)育成2個(gè)大核；g.1個(gè)細(xì)胞分裂成2個(gè)，各含2個(gè)二倍體體小核。草履蟲自體受精生殖57精選課件ppt⑶自體受精(autogamy)產(chǎn)生基因分離和純合a、b.㈢、草履蟲放毒性的遺傳特點(diǎn)

放毒型：帶有K基因，又有卡巴(Kappa)粒，才能穩(wěn)定分泌出一種毒素(草履蟲素)。

敏感性：有K或k基因，而無卡巴粒，則不產(chǎn)生草履蟲素。Kappa粒位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)(呈游離狀態(tài))，K位于核內(nèi)。草履蟲素能殺死其它無毒的敏感型。58精選課件ppt㈢、草履蟲放毒性的遺傳特點(diǎn)58精選課件ppt①放毒型的遺傳基礎(chǔ)細(xì)胞質(zhì)中的卡巴粒和核內(nèi)K基因，同時(shí)存在時(shí)才能保證放毒型的穩(wěn)定。②K基因本身不產(chǎn)生卡巴粒，也不合成草履蟲毒素，僅能保證卡巴粒在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)持續(xù)存在。③雜交試驗(yàn)放毒型(KK＋卡巴粒)與敏感型(kk，無卡巴粒)的雜交。59精選課件ppt①放毒型的遺傳基礎(chǔ)59精選課件ppt雜交時(shí)間短：

僅交換兩個(gè)小核中的一個(gè)，未交換細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的卡巴粒，F(xiàn)1其表型不變。自體受精后基因分離純合，僅胞質(zhì)中有卡巴粒和基因型為KK的草履蟲為放毒型，其余均為敏感型。60精選課件ppt雜交時(shí)間短：60精選課件ppt雜交時(shí)間長：

同時(shí)交換小核與胞質(zhì)中的卡巴粒，F(xiàn)1均表現(xiàn)為放毒型。F1自體受精后基因純合；無性繁殖，kk基因型中的卡巴粒漸漸丟失而成為敏感型。61精選課件ppt雜交時(shí)間長：61精選課件ppt以上實(shí)驗(yàn)可知：只有KK或Kk+卡巴粒的個(gè)體能保持放毒性。

核內(nèi)K基因

細(xì)胞質(zhì)內(nèi)卡巴粒的增殖

產(chǎn)生草履蟲素。kk+卡巴粒個(gè)體雖有卡巴粒，但無K基因而不能保持其放毒性，多次無性繁殖后使卡巴粒逐漸減少

為敏感型。KK或kk基因型個(gè)體無卡巴粒時(shí)均為敏感型?？ò土２皇躃或k基因的控制?？ò土ｋm然依附于K基因，但仍有一定的獨(dú)立性，可以自行復(fù)制。核基因可以引起質(zhì)基因的突變，質(zhì)基因的存在決定于核基因，但質(zhì)基因具有一定的獨(dú)立性，能夠決定遺傳性狀的表現(xiàn)。62精選課件ppt以上實(shí)驗(yàn)可知：62精選課件ppt二、質(zhì)粒的遺傳1、質(zhì)粒(plasmid)

一種附加體，幾乎存在于每一種細(xì)菌細(xì)胞中，是一種自主的遺傳成分，能夠獨(dú)立地進(jìn)行自我復(fù)制。質(zhì)粒嵌合到染色體上稱附加體。

大部分質(zhì)粒獨(dú)立于染色體，決定細(xì)菌的某些性狀，其遺傳具有類似細(xì)胞質(zhì)遺傳的特征。63精選課件ppt二、質(zhì)粒的遺傳63精選課件ppt2、E.coli的F因子的遺傳

E.coli一般進(jìn)行無性繁殖，有時(shí)也能進(jìn)行個(gè)體間接合生殖。除F-(無F因子)細(xì)胞不能彼此接合外，其它細(xì)胞的接合都可能發(fā)生。如：

F+×F+、F+×F-；Hfr×F+、Hfr×F-；

∴F因子：性因子或致育因子。64精選課件ppt2、E.coli的F因子的遺傳64精選課件ppt三、細(xì)胞質(zhì)遺傳和細(xì)胞核遺傳的異同㈠、共同點(diǎn)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(diǎn)。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)均能發(fā)生突變，且能穩(wěn)定遺傳，其誘變因素亦相同。65精選課件ppt三、細(xì)胞質(zhì)遺傳和細(xì)胞核遺傳的異同65精選課件ppt㈡、不同點(diǎn)細(xì)胞質(zhì)DNA

核DNA突變頻率大突變頻率較小較強(qiáng)的定向突變性難于定向突變性正反交不一樣正反交一樣基因通過雌配子傳遞基因通過雌雄子傳遞基因定位困難雜交方式基因定位載體分離無規(guī)律有規(guī)律分離細(xì)胞間分布不均勻細(xì)胞間分布均勻某些基因有感染性無感染性66精選課件ppt㈡、不同點(diǎn)細(xì)胞質(zhì)DNA核DNA突變頻率大突變頻率較小較強(qiáng)的一、植物雄性不育性的概念二、植物雄性不育性類型三、植物雄性不育性的遺傳第六節(jié)植物雄性不育的類型及其遺傳機(jī)理67精選課件ppt一、植物雄性不育性的概念第六節(jié)植物雄性不育的類型及其遺傳機(jī)一、雄性不育(malesterility)的類別主要特征是雄蕊發(fā)育不正常，不能產(chǎn)生有正常功能的花粉，但其雌蕊發(fā)育正常，能接受正?；ǚ鄱芫Y(jié)實(shí)。在植物界是很普遍的，18個(gè)科的110多植物中存在。如水稻、玉米、高梁、大小麥、甜菜、油菜等。其中水稻、油菜、玉米雄性不育性已用于大田生產(chǎn)之中。二型說不育雌性不育（無實(shí)踐意義）雄性不育(三型說)質(zhì)遺傳型質(zhì)核互作遺傳型(應(yīng)用價(jià)值最大)核遺傳型68精選課件ppt一、雄性不育(malesterility)的類別二型說不育概念：

不育(sterility)：一個(gè)個(gè)體不能產(chǎn)生有功能的配子（gamete）或不能產(chǎn)生在一定條件下能夠存活的合子（zygote）的現(xiàn)象。

雄性不育性（malesterility）：當(dāng)不育性是由于植株不能產(chǎn)生正常的花藥、花粉或雄配子時(shí)，就稱之雄性不育性。69精選課件ppt概念：69精選課件ppt二、雄性不育的遺傳特點(diǎn)1、質(zhì)不育型目前已在270多種植物中發(fā)現(xiàn)有細(xì)胞質(zhì)雄性不育現(xiàn)象。IRRI運(yùn)用遠(yuǎn)緣雜交培育的雄性不育系IR66707A(Oryzaperennis細(xì)胞質(zhì)，1995)和IR69700A(Oryzaglumaepatula細(xì)胞質(zhì)1996）均具有異種細(xì)胞質(zhì)源，其細(xì)胞質(zhì)完全不同于目前所有的水稻雄性不育系。

細(xì)胞質(zhì)型不育系的不育性容易被保持而不易被恢復(fù)。70精選課件ppt二、雄性不育的遺傳特點(diǎn)70精選課件ppt2、核不育型是一種由核內(nèi)染色體上基因所決定的雄性不育類型。如：可育基因Ms

不育基因ms。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)。例如：番茄中有30對(duì)核基因能分別決定這類不育型；玉米的7對(duì)染色體上已發(fā)現(xiàn)了14個(gè)核不育基因。

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，不能形成正常花粉。故敗育十分徹底，可育株與不育株有明顯界限。71精選課件ppt2、核不育型71精選課件ppt遺傳研究表明：

多數(shù)核不育型均受簡(jiǎn)單的一對(duì)隱性基因(msms)所控制，純合體(msms)表現(xiàn)為雄性不育。這種不育性能被相對(duì)顯性基因Ms所恢復(fù)，雜合體(Msms)后代呈簡(jiǎn)單的孟德爾式的分離。msms

MsMs

Msms

MsMsMsmsmsms

3∶1

用普通遺傳學(xué)的方法不能使整個(gè)群體保持這種不育性，這是核不育型的一個(gè)重要特征。這種核不育的利用有很大的限制，∵無保持系。72精選課件ppt遺傳研究表明：72精選課件ppt目前發(fā)現(xiàn)的光、溫敏核不育材料提供了一種解決上述問題的可能性：﹡水稻的光敏核不育材料：

長日照條件下為不育(＞14h，制種)；

短日照條件下為可育(＜13.75，繁種)。﹡水稻的溫敏核不育材料：

＞28℃，不育；

＜23-24℃育性轉(zhuǎn)為正常。水稻－高蛋白溫敏核不育系1290S73精選課件ppt目前發(fā)現(xiàn)的光、溫敏核不育材料提供了一種解決上述問題的可能1973年，石明松在晚粳農(nóng)墾58中發(fā)現(xiàn)“湖北光敏核不育水稻－“農(nóng)墾58S”，核不育系的利用受到極大的關(guān)注。“農(nóng)墾58S”在長日照條件下為不育，短日照下為可育,這樣可將不育系和保持系合而為一

提出了生產(chǎn)雜交種子的“二系法”。74精選課件ppt1973年，石明松在晚粳農(nóng)墾58中發(fā)現(xiàn)“湖北光敏核不育水3、質(zhì)─核不育型(cytoplasmicmalesterilityCMS)

⑴概念

由細(xì)胞質(zhì)基因和核基因互作控制的不育類型。⑵花粉敗育時(shí)間

在玉米、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)生在減數(shù)分裂過程中或在此之前。質(zhì)核不育的表現(xiàn)一般比核不育要復(fù)雜。⑶遺傳特點(diǎn)

胞質(zhì)不育基因?yàn)镾；

胞質(zhì)可育基因?yàn)镹；

核不育基因r，不能恢復(fù)不育株育性；

核可育基因R，能夠恢復(fù)不育株育性。75精選課件ppt3、質(zhì)─核不育型(cytoplasmicmalester⑷以不育個(gè)體S(rr)為母本，分別與五種可育型雜交♀♂F1S(rr)不育×S(RR)可育

S(Rr)可育S(rr)不育×S(Rr)可育

S(rr)不育S(rr)不育×N(Rr)可育

S(Rr)可育S(rr)不育×N(RR)可育

S(Rr)可育S(rr)不育×N(rr)可育

S(rr)不育76精選課件ppt⑷以不育個(gè)體S(rr)為母本，分別與五種可育型雜交♀⑸可將各種雜交組合歸納為以下三種情況：①S(rr)×N(rr)

S(rr)中，F(xiàn)1表現(xiàn)不育。

其中：N(rr)個(gè)體具有保持母本不育性在世代中穩(wěn)定的能力，稱為保持系(B)。S(rr)個(gè)體由于能夠被N(rr)個(gè)體所保持，其后代全部為穩(wěn)定不育的個(gè)體，稱為不育系(A)。②S(rr)×N(RR)或S(RR)

S(Rr)中，F(xiàn)1全部正?？捎?。N(RR)或S(RR)個(gè)體具有恢復(fù)育性的能力，稱為恢復(fù)系(R)。③S(rr)×N(Rr)或S(Rr)

S(Rr)+S(rr)中，F(xiàn)1表現(xiàn)育性分離。N(Rr)或S(Rr)+S(rr)具有雜合的恢復(fù)能力，稱恢復(fù)性雜合體。77精選課件ppt⑸可將各種雜交組合歸納為以下三種情況：77精選課件ppt⑹生產(chǎn)上的應(yīng)用

質(zhì)核型不育性由于細(xì)胞質(zhì)基因育核基因間的互作，故即可以找到保持系

不育性得到保持、也可找到相應(yīng)恢復(fù)系

育性得到恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)三系配套。三系法的一般原理是首先把雜交母本轉(zhuǎn)育成不育系，原來雄性正常的雜交母本即成為甲不育系的同型保持系，父本乙必須是恢復(fù)系。

不育系A(chǔ)：S(rr)、保持系B：N(rr)、恢復(fù)系R：S(RR)或N(RR)78精選課件ppt⑹生產(chǎn)上的應(yīng)用78精選課件ppt同時(shí)解決不育系繁種和雜種種子生產(chǎn)的問題：繁種：A×B

A

制種：A×R

F179精選課件ppt同時(shí)解決不育系繁種和雜種種子生產(chǎn)的問題：79精選課件ppt4、質(zhì)核不育性遺傳的復(fù)雜性⑴孢子體不育和配子體不育①孢子體不育：是指花粉的育性受孢子體(即植株)基因型所控制，而與花粉本身所含基因無關(guān)。孢子體基因型為rr

花粉全部敗育；孢子體基因型為RR

花粉全部可育；孢子體基因型為Rr

產(chǎn)生的花粉中有R也有r，但均可育，自交后代分離。

如：玉米T型不育系、水稻野敗型不育系等。80精選課件ppt4、質(zhì)核不育性遺傳的復(fù)雜性80精選課件ppt②配子體不育：是指花粉育性直接受花本身的基因所決定。

配子體內(nèi)核基因?yàn)镽

該配子可育；

配子體內(nèi)核基因?yàn)閞

該配子不育。如果孢子體為雜合基因型Rr的自交后代中，將有一半植株的花粉是不育的，表現(xiàn)為穗上的分離。如：玉米M型不育系、水稻紅蓮A等。81精選課件ppt②配子體不育：是指花粉育性直接受花本身的基因所決定。如：玉⑵胞質(zhì)不育基因的多樣性與核育性基因的對(duì)應(yīng)性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

表現(xiàn)特征和恢復(fù)性反應(yīng)上表現(xiàn)出明顯差異。

普通小麥：

19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。

玉米：

有38種不同來源的質(zhì)核型不育性，根據(jù)其對(duì)恢復(fù)性反應(yīng)上的差別

大體上可將它們分成T、S、C三組。82精選課件ppt⑵胞質(zhì)不育基因的多樣性與核育性基因的對(duì)應(yīng)性82精選課件pp當(dāng)用不同的玉米自交系進(jìn)行測(cè)定時(shí)，發(fā)現(xiàn)有自交系對(duì)這三組不育型有不同程度的恢復(fù)。玉米自交系對(duì)3組雄性不育細(xì)胞質(zhì)的恢復(fù)性反應(yīng)對(duì)于每一種不育類型而言，都需要某一特定的恢復(fù)基因來恢復(fù)，因而反映出恢復(fù)基因有某種程度的專效性或?qū)?yīng)性。83精選課件ppt當(dāng)用不同的玉米自交系進(jìn)行測(cè)定時(shí)，發(fā)現(xiàn)有自交系對(duì)這三組不育⑶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)為單基因遺傳；

質(zhì)核互作型：即有單基因控制、也有多基因控制。

①單基因不育性：指1~2對(duì)核內(nèi)主基因與對(duì)應(yīng)的不育胞質(zhì)基因決定的不育性。

不育×可育

F1

F2

（3:1或9:3:3:1）

②多基因不育性：由兩對(duì)以上的核基因與對(duì)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)較弱，但有累加效應(yīng)，隨著恢復(fù)基因的增加其育性上升。如小麥T型不育系和高粱的3197A就屬于這種類型。84精選課件ppt⑶單基因不育性和多基因性不育性84精選課件ppt5、對(duì)環(huán)境的敏感性：

易受到環(huán)境條件的影響，特別是多基因不育更易受環(huán)境變化的影響。

光照和氣溫是一個(gè)重要的影響因素。例如：

高粱3197A：高溫季節(jié)開花的個(gè)體常出現(xiàn)正常黃色的花藥；

玉米Ｔ型不育材料：低溫季節(jié)開花而表現(xiàn)出較高程度的育性。85精選課件ppt5、對(duì)環(huán)境的敏感性：85精選課件ppt三、雄性不育性的發(fā)生機(jī)理1、核不育型

核基因單獨(dú)控制假說，即Ms（可育）

ms（不育）。

核基因決定著育性，其不育性徹底；但保持不育特性困難。

可利用一些苗期的標(biāo)記性狀與不育基因的連鎖來識(shí)別不育（msms）與可育(Msms)。

如：玉米的核不育黃綠苗標(biāo)記體系，三葉期黃綠苗的植株為不育系、綠苗的可作為保持系。86精選課件ppt三、雄性不育性的發(fā)生機(jī)理86精選課件ppt2、質(zhì)－核互作遺傳型不育胞質(zhì)基因載于何處？它如何與核基因相互作用而導(dǎo)致不育？87精選課件ppt2、質(zhì)－核互作遺傳型87精選課件ppt⑴、胞質(zhì)不育基因的載體線粒體基因組DNA(mtDNA)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（如保持系）有所不同，由mtDNA翻譯合成的蛋白質(zhì)也有所不同。葉綠體DNA(ctDNA)是雄性不育的載體：不育系和保持系之間在葉綠體超微結(jié)構(gòu)和ctDNA上存在著明顯不同，而葉綠體基因組的某些變異可以破壞葉綠體與細(xì)胞核及線粒體間的固有平衡

導(dǎo)致不育。88精選課件ppt⑴、胞質(zhì)