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第八章 外遗传
第九章 细胞质遗传 第一节 细胞质遗传的概念和特点 第二节 细胞器基因组的遗传 第三节 细胞核基因和细胞质基因的关系 第四节 非细胞质组分的遗传因子 第五节 植物雄性不育的遗传 第六节 母性影响 本章要点 第一节 细胞质遗传的概念和特点 一、细胞质遗传的概念 细胞质遗传(Cytoplasmic inheritance)也称核外遗传、染色体外遗传、非染色体遗传。 细胞质内基因的遗传为细胞质遗传。 由于控制性状的遗传因子在细胞质内而不在细胞核内,因此它的遗传行为不符合孟德尔式遗传。由于卵子中细胞质含量较多而精子细胞质含量极少,所以子代的细胞质主要来自于母本,表现为母系遗传(maternal inheritance)。 细胞质内含有遗传物质的结构 细胞器:必需 线粒体 质体(叶绿体) 细胞质颗粒:非必需 附加体(episome)?质粒基因组 共生体(symbiont) 遗传物质的存在与遗传 二、细胞质遗传的特点 细胞器(细胞质遗传物质)的行为: 有性生殖过程:两性配子(体)中存在差异 细胞有丝分裂:子细胞间的不均等分配 细胞质遗传的特点: 正反交的遗传表现不同 杂种后代不表现孟德尔式的分离比 与父本连续回交不能置换母本的基因(性状) 具有细胞异质性与细胞质分离和重组 第二节 细胞器基因组的遗传 一、叶绿体的遗传 1. 紫茉莉花斑性状的遗传 柯伦斯(1908): 不符合孟德尔定律的遗传现象 紫茉莉枝条颜色性状: 绿色 白色(无白色植株) 花斑 不同表型枝条上的花朵相互授粉结实,后代表型: 紫茉莉枝条颜色性状遗传的根本原因: 绿色: 能够正常产生叶绿体 ?叶绿体基因正常 白色: 不能产生正常叶绿素 ?叶绿体基因不正常 花斑: 局部不能形成叶绿素 ?具有两类叶绿体 花斑枝条后代——细胞质分离和重组 2. 衣藻的抗药性遗传(P243) 衣藻营养细胞——1个核、1个叶绿体、20多个线粒体,可进行无性繁殖和接合生殖。某些光合基因和抗性基因表现为母性遗传。 两种交配类型: 正接合型(mt+) 负接合型(mt-) 1954年首次报道抗链霉素突变——细胞质突变 交配型: ♀:mt+ ♂: mt - P mt + strR × mt – strS mt + strS × mt - strR ↓ ↓ F1 strR (99%) strS 接合生殖后代的抗药性表型总是同正接合型亲代的表型一样——单亲遗传 原因: mt + 亲本的叶绿体保留; mt –型细胞的叶绿体在结合中丢失 二、线粒体的遗传 线粒体(mitochondria)普遍存在于真核细胞中 细胞进行呼吸作用的主要场所,重要的代谢中心之一 细胞或有机体的某些变异特征与线粒体有着密切的关系 1. 酵母小菌落突变 啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) 属于子囊菌,出芽或有性繁殖 减数分裂产物(四分孢子)存在于一个子囊中 菌落大小性状(生长速度)遗传 野生型:在固体培养基上形成较大的菌落(grandcolony) 突变型:在固体培养基上形成小菌落(petite colony) 可以分离出小菌落的纯系,并能稳定遗传 小菌落的类型(产生的原因): 1)分离型小菌落(核遗传) 核基因突变:与野生型杂交,后代(减数分裂产物)表现野生型与小菌落各一半?分离型小菌落 接合型受核基因(a+/a-)控制 表现为核基因的分离 与野生型杂交,后代(减数分裂产物)全部表现野生型?中性小菌落 受细胞质基因,控制二倍接合子的线粒体基因组均来于野生型菌落 有性生殖过程中,往往进行接合的两种接合型(交配型)的细胞都为二倍体接合子提供细胞质遗传物质 3)抑制性小菌落(线粒体突变) 与野生型杂交,后代(减数分裂产物)表现野生型&突变型,但分离比例不定?抑制性小菌落 细胞质遗传,mtDNA存在缺失&重复双重变异 中性小菌落的形成是由于缺乏线粒体基因组 完全不具有线粒体负责的ATP合成电子传递链途径(有氧呼吸) 细胞生长的能量来源依赖于细胞质基质中进行的发酵途径(无氧呼吸/糖酵解) 2. 人类线粒体疾病的遗传 特点: 典型母系遗传,只有女性才能传递线粒体疾病; 同一家系中不同患者表现症状有差异——异质性 第三节 细胞核基因和细胞质基因的关系 核基因组:自主性基因组 细胞器基
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