11第十一章-细胞质遗传

第十一章细胞质遗传本章习题1、什么叫细胞质遗传？它有哪些特点？试举例说明之。

答：细胞质遗传指由细胞质内的遗传物质即细胞质基因所决定的遗传现象和规律，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。

细胞质遗传的特点：⑴. 遗传方式是非孟德尔式的；杂交后一般不表现一定比例的分离。

⑵. 正交和反交的遗传表现不同；F1通常只表现母体的性状，故又称母性遗传。

⑶. 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。

⑷. 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。

举例：罗兹（Rhoades M. M.）报道玉米的第7染色体上有一个控制白色条纹的基因（ij），纯合的ijij植株叶片表现为白色和绿色相间的条纹。

以这种条纹株与正常绿色进行正反杂交，并将F1自交其结果如下：当以绿色株为母本时,F1全部表现正常绿色与非绿色为一对基因的差别,纯合隐性(ijij）个体表现白化或条纹，但以条纹株为母本时，F1却出现正常绿色、条纹和白化三类植株，并且没有一定的比例，如果将F1的条纹株与正常绿色株回交，后代仍然出现比例不定的三类植株，继续用正常绿色株做父本与条纹株回交，直至ij基因被全部取代，仍然没有发现父本对这个性状的影响，可见是叶绿体变异之后的细胞质遗传方式。

2、何谓母性影响？试举例说明它与母性遗传的区别。

答：由于母本基因型的影响，使子代表现母本性状的现象叫做母性影响，又叫前定作用。

母性影响所表现的遗传现象与母性遗传十分相似，但并不是由于细胞质基因组所决定的，而是由于核基因的产物在卵细胞中积累所决定的，故不属于母性遗传的范畴。

举例：如椎实螺外壳的旋转方向有左旋和右旋，这对相对性状是母性影响。

把这两种椎实螺进行正反交，F1外壳的旋转方向都与各自的母体相似，成为右旋或为左旋，但其F2却都有全部为右旋，到F3世代才出现右旋和左旋的分离。

这是由一对基因差别决定的，右旋（S+）对左旋（S）为显性，某个体的表现型并不由本身的基因型直接决定，而是由母体卵细胞的状态所决定，母本卵细胞的状态又由母本的基因型所决定。

§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。

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。

第11章细胞质遗传习题一、名词解释：1.细胞质遗传(cytoplasmic inheritance)：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，又称染色体外遗传、核外遗传、母体遗传等。

2.母性影响(maternal effect)：正反交的结果不同，子代表型受到母本基因型的影响而和母本的表型一样的现象。

又叫前定作用(predetermination)。

3.植物雄性不育：雄蕊发育不正常，不能形成有功能的正常花粉；而其雌蕊却是正常的，可以接受正常花粉而受精结实。

4.核不育型：是一种由核内染色体上基因所决定的雄性不育类型。

5.质-核不育不育型：由细胞质基因和核基因互做控制的不育类型。

6.孢子体不育：花粉的育性受孢子体（植株）基因型所控制的现象称为孢子体不育。

7.配子体不育：花粉的育性受受雄配子体（花粉）本身的基因所决定的现象称为配子体不育8.自体受精：同一个体产生的雌雄配子受精结合。

如：蚯蚓、草履虫等低等动物。

二、是非题：1.草履虫的放毒特性依赖于核基因K，因此，有K基因就是放毒型，否则就是敏感型。

（-）2.细胞质遗传的一个特点是杂种后代的性状通常表现不分离或不规则分离。

（-）3.利用化学药物杀死一个正常植株的花粉，它的雌花与正常花粉授粉，受精获得的子代也就能表现出雄性不育的特性了。

（-）4.已知一个右旋的椎实螺基因型为Dd，它自体受精产生后代应该全部是左旋。

（-）5.在植物雄性不育性遗传中，配子的育性受母体基因型的控制的现象称为配子体不育。

（-）三、选择题：1.紫茉莉的枝条有绿色、白色和花斑三种不同颜色，其颜色的遗传属于细胞质遗传，用♀花斑×♂绿色，其后代表现为（4）（1）绿色；（2）白色；（3）花斑；（4）绿色，白色，花斑。

2.现代遗传学认为, 线粒体、质体等细胞器中含有自己的（4）。

（1）蛋白质（2）叶绿体（3）糖类物质（4）:遗传物质3.质核互作型雄性不育系的恢复系基因型为（4）（1）S(Rr) （2）N（rr）（3）S(rr) （4）N（RR）4.植物质核型雄性不育中的孢子体不育类型，如基因型为Rr时，产生的花粉表现（3）：（1）全不育（2）一半可育（3）全可育（4）穗上分离5.植物质核型雄性不育中的配子体不育类型，如基因型为Rr时，产生的花粉表现（2）：（1）全不育（2）一半可育（3）全可育（4）穗上分离6.植物质核型雄性不育中的孢子体不育类型，如基因型为Rr时，产生的花粉表现（3）：（1）全不育（2）一半可育（3）全可育（4）穗上分离7.植物质核型雄性不育中的配子体不育类型，如基因型为Rr时，产生的花粉表现（2）：（1）全不育（2）一半可育（3）全可育（4）穗上分离8.所谓质-核不育是由质-核中相应基因的互作而引起的，水稻杂种优势利用中成功地利用了这种雄性不育，对于如下基因型哪些能组成理想的三系配套。

第十一章细胞质遗传1.基本概念（1）细胞质遗传：细胞器和细胞质颗粒中的遗传物质，统称为细胞质基因组。

把细胞质基因所决定的遗传现象和遗传规律称为细胞质遗传。

Cytoplasmic inheritance:Inheritance of genes in cytoplasm: the inheritance of genes from the female parent that are not in the nucleus but in organelles such as mitochondria that are found in the cytoplasm. This type of inheritance is not controlled by Mendel's laws.（2）母性影响：由核基因的产物积累在卵细胞中的所引起的一种遗传现象。

（3）母系遗传：杂交后代的表型和基因型与母本一致。

Maternal inheritance:A type of uniparental inheritance in which all progeny have the genotype and phenotype of the female parent.（4）（植物）雄性不育：植物雄性花粉不具有授粉能力。

Male sterility:The inability of the male to fertilise the ovum.（5）（雄性不育）保持系：与雄性不育系杂交，后代仍然为雄性不育系。

（6）（雄性不育）恢复系：与雄性不育系杂交，后代恢复为雄性可育。

2.基本问题（1）紫茉莉叶绿体的遗传现象及其机理。

实验现象：子代的性状是由母本细胞质基因决定的，即母系遗传。

机理：紫茉莉的白色叶片是由于缺乏正常的叶绿体，叶绿体的性状是由细胞质基因决定的，受精卵细胞质主要是由卵细胞提供的，所以对叶绿体遗传而言，其性状是由母本决定的。