08 第九章 细胞质遗传.ppt

第1页：第九章 细胞质遗传

第九章细胞质遗传

第2页：生物体的性状不仅受细胞核基因控制

生物体的性状不仅受细胞核基因控制,还受细胞质基因的控制,甚至有些性状只由细胞质基因决定。

母性影响细胞质遗传(核外遗传)

第3页：F1:Aa aa 正交表型

F1:Aa aa 正交表型:A A 反交表型:a a 说明:正反交结果不同,性状相似于雌性亲本P:Aa(♀♂)aa (♂♀)

第4页：母性影响

第一节母性影响一、短暂的母性影响:麦粉蛾(Ephestia kuhuniella)性状:犬尿素形成的一种色素。

(A-a)野生型(AA):幼虫皮肤有色,成虫复眼深褐色突变型(aa):幼虫不着色,成虫复眼红色。

第5页：有色个体

P:AA aaF1:Aa(有色个体)结果:正反交结果相同。

测交1:♂Aa ♀aa1/2Aa 1/2aa幼虫有色无色成虫褐眼红眼测交2:♀Aa ♂aa1/2Aa 1/2aa幼虫有色有色成虫褐眼红眼

第6页：持久的母性影响椎实螺

二、持久的母性影响椎实螺(Limnaea peregra)外壳的旋转方向右旋(D),左旋(d)P:♀DD(右)♂dd(左)F1:Dd(右)F2:1DD(右)2Dd(右)1dd(右)(右)(右)(右)(右)(左)比例:3 :1F3:1DD 1/2DD 1Dd 1/2dd 1dd

第7页：比例

P:♂DD(右)♀dd()F1:Dd(左)F2:1DD(右)2Dd(右)1dd(右)F3:1DD 1/2DD 1Dd 1/2dd 1dd (右)(右)(右)(右)(左)比例:3 :1

第8页：解释:母性影响

解释:母性影响(maternal effect):母体的基因型决定后代表型的现象。

第9页：

第10页：细胞质遗传

第二节细胞质遗传

• 正反交的结果不同。通常显示逐代出现单亲遗传(uniparental inheritance)的现象,如母体遗传(maternal inheritance)
• 不出现分离比,即非孟德尔式遗传
• 母本的表型决定了所有F1代的表型
• 遗传物质在细胞器上,不受核移植的影响
• 不能进行遗传作图

第11页：叶绿体基因组

一. 叶绿体基因组(一)结构

第12页：叶绿体基因组

叶绿体基因组

第13页：

第14页：Electronmicrograph ofchloroplastDNA

Electronmicrograph ofchloroplastDNA derivedfrom lettuce.

第15页：cp DNA的基因组成

cp DNA的基因组成

第16页：cpDNA基因组成有以下特点

cpDNA基因组成有以下特点:

• 基因组由两个IR和一个SSC及一个LSC,IRA和IRB,编码相同,方向相反
• cpDNA启动子和原核生物的相似,基因产生单顺反子或多顺反子的mRNA
• 不同cpDNA基因组成和数目几乎是相同的,产物多为类囊体的成分或和氧化还原反应有关
• 其tRNA基因中有内含子,有的位于D环上,此和原核及真核生物核tRNA都不相同
• 所有叶绿体基因转录的mRNA都由叶绿体核糖体翻译

第17页：

第18页：叶绿体系统的核外遗传

(二)叶绿体系统的核外遗传1、紫茉莉的遗传:1909年由Carl Corrans发现

第19页：洗澡花:1909

洗澡花:1909,Carl Corrans,非孟德尔遗传发现者,洗澡花(irabilis jalapa)(紫茉莉)花斑枝条

第20页：

第21页：玉米埃型条斑

2、玉米埃型条斑(striped iojap trait)的遗传基因ij:第7条染色体(绿色)(条斑)杂交1:P:♀IjIjijij ♂F1 :Ijij(绿色)F2 :IjIj Ijij iji表型:3(绿色):1(条斑)

第22页：杂交2:P:♀ijij ♂IjIj

杂交2:P:♀ijij ♂IjIjF1 :Ijij Ijij Ijij♀Ijij ♂IjIjIjIj IjIj IjIj Ijij Ijij Ijij (条斑)(绿色)(绿色)(条斑)(白色)(绿色)(条斑)(白色)(绿色)(条斑)(白色)(条斑)(绿色)

第23页：线粒体基因组

二.线粒体基因组(一)mtDNA的基因组成

• 闭合环状DNA
• 基因数目和排列顺序相同
• 有D环和2个复制起始点
• 基因间没有间隔,因此每个基因不可能都有自己的启动子
• 某些蛋白质密码子与核基因通用密码子不同
• mtDNA主要编码rRNA和tRNA分子,氧化呼吸所需要的酶类少部分亚基

第24页：mtDNA密码子与核基因密码子的差异

mtDNA密码子与核基因密码子的差异:

第25页：

第26页：

第27页：500与引发酶引发

1、500~600kb的D环2、引发酶引发,DNA聚合酶γ催化复制,核糖蛋白内切酶MRP切割引发链3、先复制H链,复制2/3后开始复制L链4、由于长时间的单链存在,所以突变率高。人类线粒体有0.57%多样性。2 ~4%/100万年突变率,10倍于核DNA。Nature文章称约12万至22万年前,生活在撒哈拉以南非洲的一群人是现代人类的共同祖先。

第28页：复制控制区域

复制控制区域

第29页：

第30页：线粒体核糖体

(二) 线粒体核糖体

第31页：线粒体蛋白质的合成

(三)线粒体蛋白质的合成

第32页：线粒体的复制

线粒体的复制

第33页：Electron micrograph ofmitochondrial DNA

Electron micrograph ofmitochondrial DNA (mtDNA)derived from Xenopus laevis.

第34页：Gene products that are essential to

Gene products that are essential to mitochondrial function.

第35页：线粒体的起源

线粒体的起源 细胞分化假说 原始的原核细胞质膜内陷包被DNA,然后再分化形成独立的细胞器。

内共生假说 1970,Margulis,真核细胞祖先是种吞噬细胞;线粒体祖先是种革兰氏阴性菌。

前者吞噬后者

第36页：遗传密码子的进化软体棘皮线形扁平叶绿

遗传密码子的进化软体棘皮线形扁平叶绿体、线粒体的进化树

第37页：植物和绿藻叶绿体线粒体根瘤菌

植物和绿藻叶绿体线粒体根瘤菌O2呼吸藻青菌原核真核紫硫化菌蓝绿菌紫非硫化菌还原空气氧化空气古发酵菌绿硫化菌H2S 光合作用碳固定循环H2O 光合作用光合作用丢失光合作用丢失Gliding bacteriaE.coli红藻叶绿体绿丝状菌

第38页：厌养菌好气菌

厌养菌好气菌

第39页：小菌落脉孢菌

(二)小菌落脉孢菌(Neurospora)的遗传 1952年MaryMitchell分离了脉胞菌的小菌落(poky) poky♀×野生型♂→后代全部为poky。

野生型♀×poky♂→后代全部为野生型。

核外突变(extranuclearmutaation) 或细胞质突变(cytoplasmicmutation)

第40页：酵母小菌落

(三)、酵母小菌落(peptite)突变 1940,BorisEphrnssi 在正常的细胞群体中有0.1%~1%的细胞会自发变成小菌落。在插入剂(如:溴化乙锭,EB)存在时100%的细胞都变成小菌落。 分类

• 核基因突变型-分离型
• 中性型-mtDNA丢失
• 抑制型-mtDNA突变

第41页：Normal and mutant petitecolonies in the

Normal and mutant petitecolonies in the yeast Saccharomycescerevisiae.

第42页：正常线粒体小菌落线粒体

正常线粒体小菌落线粒体

第43页：小菌落与交配型

小菌落(交配型A)AAa正常aAAa减数分裂子囊孢子aAAaa正常酵母菌(交配型a)

第44页：草履虫放毒型的遗传

三、草履虫放毒型的遗传 放毒型:产生草履虫素,对自己无害,对其他品系有害1、细胞质因子-卡巴粒(ĸ) 2、核基因K(显性基因) 敏感型:不产生草履虫素

第45页：植物的雄性不育雄性不育性

四、植物的雄性不育雄性不育性(male sterility):1、核不育性:由核基因决定。ms/ms表现不育。2、质-核不育性:由细胞质基因与核基因互作所控制。细胞质基因:S(不育)-N(可育)核基因:Rf(可育)-rf(不育)不育条件S存在核内rfrf存在

第46页：雄性不育系

雄性不育系(S)rfrf保持系(正常自交系)(N)rfrf恢复系(N)RfRf杂交制种:

第47页：恢复系保持系

(N)rfrf (N)rfrf(N)rfrf(N)RfRf (S)rfrf(S)Rfrf恢复系保持系

第48页：玉米的三系二区杂交育种法保持系不育系

玉米的三系二区杂交育种法保持系不育系恢复系第一区第二区

第49页：水稻专家——袁隆平

水稻专家——袁隆平

第50页：总结:细胞质在遗传中的作用

总结:细胞质在遗传中的作用:1、细胞质在遗传中两个作用,即母性影响和细胞质遗传。

2、细胞质颗粒或细胞质基因一方面能自律地复制,可以发生突变;另一方面又与核基因相互依存,共同作用显示两者之间的密切关系。