第11章 细胞质遗传
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§11 细胞质遗传Chapter Eleven Cytoplasmic Inheritance 核遗传(细胞核遗传)指染色体基因组所控制的遗传现象和遗传规律。
细胞质遗传指由细胞质遗传物质引起的遗传现象,又称非染色体遗传、非孟德尔遗传、染色体外遗传、核外遗传、母性遗传等。
细胞质基因组是所有细胞器和细胞质颗粒中遗传物质的统称。
在真核生物的有性过程中:卵细胞有细胞核、大量的细胞质和细胞器,为子代提供核基因和全部或绝大部分的细胞质基因。
精细胞只有细胞核,细胞质或细胞器极少或没有,为子代只能提供核基因,不能或极少提供细胞质基因。
因此,一切受细胞质基因所决定的性状,其遗传信息一般只能通过卵细胞传给子代,而不能通过精细胞遗传给子代。
代表两种细胞核代表两种细胞质代表两种质体A B B A细胞质遗传的特点1 正反交的遗传表现不同2 连续回交母本的性状不消失3 由附加体和共生体决定的性状表现类似病毒的转导或感染§11.1 母性影响§11.2 叶绿体遗传§11.3 线粒体遗传§11.4 植物细胞质雄性不育§11.1 母性影响1 概念正反交的结果不同,子代的表型受母亲细胞核基因型的影响而和母亲表型一样的现象叫母性影响。
2 种类短暂的母性影响:麦粉蛾持久的母性影响:椎实螺短暂的母性影响:麦粉蛾(Ephestia phestia)野生型:幼虫皮肤有色,成虫复眼深褐色(犬尿素)突变型:幼虫皮肤无色,成虫复眼红色(缺乏犬尿素)⏹图13-1持久的母性影响:椎实螺(Limnaea)⏹图11-2椎实螺外壳旋向的遗传椎实螺外壳旋向的遗传受母亲基因型制约正交反交椎实螺的受精卵是螺旋式卵裂,成体外壳的旋向决定于最初两次卵裂中纺锤体的方向。
1、2为第一次卵裂3、4为第二次卵裂1和3是左旋2和4是右旋母性影响与细胞质遗传的区别母性影响性状表现依赖于母方细胞核基因的作用,而这些基因是以经典方式传递的,它的特点是父方的显性基因延迟一代表现和分离。
名词解释第一章绪论遗传学:是研究生物遗传和变异的科学,是生物学中一门十分重要的理论科学,直接探索生命起源和进化的机理。
同时它又是一门紧密联系生产实际的基础科学,是指导植物、动物和微生物育种工作的理论基础;并与医学和人民保健等方面有着密切的关系。
遗传:是指亲代与子代相似的现象。
如种瓜得瓜、种豆得豆。
变异:是指亲代与子代之间、子代个体之间存在着不同程度差异的现象。
如高秆植物品种可能产生矮杆植株,一卵双生的兄弟也不可能完全一样。
第二章遗传的细胞学基础染色质:是指染色体在细胞分裂的间期所表现的形态,呈纤细的丝状结构,含有许多基因的自主复制核酸分子。
染色体:在细胞分裂时期,在细胞核中容易被碱性染料染色、具有一定数目和形态结构的的杆状体。
(染色体:指任何一种基因或遗传信息的特定线性序列的连锁结构。
)染色单体:由染色体复制后并彼此靠在一起,由一个着丝点连接在一起的姐妹染色单体。
姐妹染色单体:二价体中的同一各染色体的两个染色单体,互称姐妹染色单体,它们是间期同一染色体复制所得。
非姐妹染色单体:单体二价体的不同染色体之间的染色单体互称非姐妹染色单体,它们是同源染色体这些间期各自复制所得。
联会:减数分裂中,同源染色体的配对过程。
同源染色体:大小,形态和结构相同,功能相似的一对染色体。
非同源染色体:形态和结构不同的各对染色体互称为非同源染色体。
有丝分裂:包含两个紧密相连的过程:核分裂和质分裂。
即细胞分裂为二,各含有一个核。
分裂过程包括四个时期:前期、中期、后期、末期。
在分裂过程中经过染色体有规律的和准确的分裂,而且在分裂中有纺锤丝的出现,故称有丝分裂。
减数分裂:又称成熟分裂,是在性母细胞成熟时,配子形成过程中所发生的一种特殊的有丝分裂。
它使体细胞染色体数目减半。
它含两次分裂,第一次是减数的,第二次是等数的。
双受精:授粉后,一个精核(n)与卵细胞(n)受精结合为合子(2n),将来发育成胚。
同时另一精核(n)与两个极核(n+n)受精结合为胚乳核(3n),将来发育成胚乳。
第十一章细胞质遗传第一节细胞质遗传的概念和特点一、细胞质遗传的概念由细胞质内的基因即细胞质基因所决定的遗传现象和遗传规律叫做细胞质遗传,有时又称非染色体遗传、非孟德尔遗传、染色体外遗传、核外遗传、母体遗传等。
真核生物的细胞质中的遗传物质主要存在于线粒体、质体、中心体等细胞器中。
通常把上述所有细胞器和细胞质颗粒中的遗传物质,统称为细胞质基因组。
二、细胞质遗传的特点细胞学的研究表明,在真核生物的有性繁殖过程中,卵细胞内除细胞核外,还有大量的细胞质及其所含的各种细胞器;精子内除细胞核外,没有或极少有细胞质,因而也就没有或极少有各种细胞器(图11-1)。
细胞质遗传的特点是:1、遗传方式是非孟德尔式的;杂交后代—般不表现一定比例的分离;2、正交和反交的遗传表现不同;F1通常只表现母本的性状,故细胞质遗传又称为母性遗传;3、通过连续回交能将母本的核基因几乎全部置换掉,但母本的细胞质基因及其所控制的性状仍不消失;4、由附加体或共生体决定的性状,其表现往往类似病毒的转导或感染。
第二节母性影响一、概念:母性影响:由核基因的产物积累在卵细胞中的物质所引起的,子代表现母本性状的遗传现象。
∴母性影响不属于胞质遗传的范畴,十分相似而已。
二、特点:下一代表现型受上一代母体基因的影响。
三、实例:椎实螺的外壳旋转方向的遗传。
椎实螺是一种♀、♂同体的软体动物,每一个体又能同时产生卵子和精子,但一般通过异体受精进行繁殖。
∴椎实螺即可进行异体杂交、又可单独进行个体的自体受精。
椎实螺外壳的旋转方向有左旋和右旋之分,属于一对相对性状。
第六节植物雄性不育的遗传植物雄性不育的主要特征是雄蕊发育不正常,不能产生有正常功能的花粉,但是它的雌蕊发育正常,能接受正常花粉而受精结实。
一、雄性不育的类别及其遗传特点可遗传的雄性不育性可分为核不育型和质核不育型等多种类型。
(一)核不育型由核内染色体上基因所决定的雄性不育类型,简称核不育型。
多属自然发生的变异。
第十一章细胞质遗传由细胞核内染色体上的基因即核基因所决定的遗传现象和遗传规律称为细胞核遗传或核遗传(nuclear inheritance)。
前面所介绍的遗传现象和规律都是由核基因所决定的。
早期遗传学曾经把染色体看作基因或遗传信息的唯一载体。
随着遗传学的发展逐渐证实,尽管核基因在遗传上占有重要和主导地位,但是细胞质不但是核基因发生作用的场所,而且存在着决定某些性状的遗传基因。
早在1909年柯伦斯(C.E.Correns)就报道了紫茉莉(Mirabilis jalapa)花斑叶色的遗传不符合孟德尔定律的遗传现象,但未引起重视。
以后在其他高等植物中也陆续报道了类似的核外遗传现象。
20世纪40年代初,有关红色面包霉、酵母和一些原生生物如草履虫、衣藻中核外遗传现象也被发现,人们推测细胞质中可能存在遗传物质。
但直到1963~1964年才获得了在线粒体和叶绿体中存在DNA的直接证据。
从此,核外遗传的研究逐渐成为遗传学中的重要领域之一。
这个领域的深入研究,对于正确认识核质关系,全面地理解生物遗传现象和人工创造新的生物类型具有重要意义。
第一节细胞质遗传的概念和特点一、细胞质遗传的概念由细胞质内的基因即细胞质基因所决定的遗传现象和遗传规律叫做细胞质遗传(cytoplasmic inheritance)。
研究发现,真核生物的细胞质中存在着一些具有一定形态结构和功能的细胞器,如线粒体、质体、核糖体等。
这些细胞器在细胞内执行一定的代谢功能,是细胞生存不可缺少的组成部分。
在原核生物和某些真核生物的细胞质中,除了细胞器外,还有另一类称为附加体(episome)和共生体(symbiont)的细胞质颗粒,它们是细胞的非固定成分,也能影响细胞的代谢活动,但它们并不是细胞生存必不可少的组成部分。
例如,果蝇的 (sigma)粒子、大肠杆菌的F因子以及草履虫的卡巴粒(Kappa particle)等,这些成分一般都游离在染色体之外,有些颗粒如F因子还能与染色体整合在一起,并进行同步复制。