1、核外遗传医学宣教核外遗传医学宣教第一节第一节 母性影响母性影响一、短暂的母性影响一、短暂的母性影响 1.麦蛾肤色的遗传野生型A 产生犬尿素突变型a 不产生犬尿素 A-aa幼虫肤色 有色 无色成虫眼色 褐眼 红眼P AA aaF1 Aa幼虫肤色:有色成虫眼色:褐色F1 Aa aa Aaaa Aa aa Aa aa幼虫肤色:有色 无色 有色 有色成虫眼色:褐眼 红眼 褐眼 红眼核外遗传医学宣教22 2.结果的解释结果的解释1）母本核基因产物存在于卵的细胞质中;2）受精时，精卵细胞提供的细胞质的量是不一样的，受精卵的细胞质几乎全由母方提供;3）当细胞质中的犬尿素用完后，即表现自身基因型性状.二、持久
2、的母性影响二、持久的母性影响1.椎实螺螺口方向遗传P DDdd P ddDD F1 Dd（右）F1 Dd（左）F2 DD Dd dd (右)F2 DD Dd dd(右)F3 右 右 左F3 右 右 左3 右：1左3右：1左D-:右旋dd:左旋核外遗传医学宣教3核外遗传医学宣教4 3 3）子代表现母亲基因型）子代表现母亲基因型(细胞核细胞核)的性状的性状 1 1 母性影响母性影响(maternal inheritance)(maternal inheritance)子代表型不受自身基因型的控制，而受母亲基因型的影响，子代表型不受自身基因型的控制，而受母亲基因型的影响，表现母亲基因型性状的一种遗传
3、现象。表现母亲基因型性状的一种遗传现象。2 2 特点特点 1 1）正反交）正反交F1F1表型不一样；表型不一样；2 2）F3F3才表现才表现F2F2代核基因型的性状分离比（代核基因型的性状分离比（3 3：1 1属于孟属于孟德尔核遗传德尔核遗传）；）；三、母性影响的概念和遗传的特点三、母性影响的概念和遗传的特点核外遗传医学宣教5 3 母性影响的原因母性影响的原因 由于母本核基因的产物存在于卵的细胞质中，由于母本核基因的产物存在于卵的细胞质中，对子代表型产生的一种预定作用。（母本核对子代表型产生的一种预定作用。（母本核基因的前定作用）基因的前定作用）核外遗传医学宣教6第二节第二节 核外遗传的性质与
4、特核外遗传的性质与特点点一、细胞质遗传的概念一、细胞质遗传的概念 指位于细胞核或类核体以外的遗传物质所控制性状的遗传现象指位于细胞核或类核体以外的遗传物质所控制性状的遗传现象（extranuclear inheritance）二、细胞质遗传的实例二、细胞质遗传的实例 1 高等植物叶绿体的遗传高等植物叶绿体的遗传1）紫茉莉质体的遗传紫茉莉质体的遗传 紫茉莉枝条颜色遗传的杂交实验紫茉莉枝条颜色遗传的杂交实验 1909年年 Correns C.2)特点特点：正反交结果不表现经典的遗传学规律；：正反交结果不表现经典的遗传学规律；杂交子代的颜色子代表型与父本无关，而与母本表型杂交子代的颜色子代表型与父本
5、无关，而与母本表型一样一样 3)解释解释：控制性状的基因位于胞质中，杂交后代的胞质几：控制性状的基因位于胞质中，杂交后代的胞质几乎全来自母本。乎全来自母本。核外遗传医学宣教7 2 真菌异核体真菌异核体实验实验核外遗传医学宣教8第三节第三节 细胞内敏感性物质的遗传细胞内敏感性物质的遗传一、草履虫放毒型的遗传1943 Sonnjeborn T.M.草履虫卡巴粒（Particle）的遗传 草履虫有一个大的营养核(2n)和两个小的生殖核(2n)，其生殖方式：1)无性生殖：2)有性生殖:A.自体受精：同一个体，大核(2n)消失，两个小核(2n)各自减数分裂(4+4=8)，后留下一个小核(8-7，n)；小
6、核有丝分裂一次后合并(nn+n2n)，再分裂成大核(2n)和两个小核(2n)。核外遗传医学宣教9核外遗传医学宣教10 B.接合生殖：两虫体结合，大核(2n)消失，两个小核(2n)减数分裂保留一个(8-7，n),有丝分裂(n+n)然后两个虫体彼此交换一个核.核外遗传医学宣教11 短暂结接合：小核交换，胞质不交换，虫体分开，各形成一个2n核；较长时间接合：小核和胞质均交换，虫体分开，各形成一个2n核。*放毒型的遗传既取决于细胞质里的粒，又受核基因K的控制。粒粒：由双层膜包裹，含DNA,RNA和酶系的小颗粒，为共生的放毒型细菌。核外遗传医学宣教12核外遗传医学宣教13二、果蝇的感染性遗传二、果蝇的感
7、染性遗传 1.CO2敏感遗传 果蝇：CO2抗性：CO2敏感 原因:胞质中的 颗粒，为感染性因子，可改变雌体对CO2的敏感性，并通过雌体遗传。2.性比失调：雄性比例极低，甚至缺失，由胞质中螺旋体所引起，只传给雌体而不传给雄体雄体早亡。核外遗传医学宣教14第四节第四节 线粒体的遗传方式及其分子基础线粒体的遗传方式及其分子基础一、一、酵母的小菌落突变酵母的小菌落突变 在自发或者诱发条件下，可产生小菌落在自发或者诱发条件下，可产生小菌落缺少细缺少细胞色素氧化酶；胞色素氧化酶；小菌落（交配型小菌落（交配型A）与正常酵母（交配型）与正常酵母（交配型a）杂交，合子）杂交，合子（Aa）减数分裂产生的）减数分裂
8、产生的4个子囊孢子小菌落消失。个子囊孢子小菌落消失。解释解释：1.小菌落的形成是由于线粒体基因突变，不能表达小菌落的形成是由于线粒体基因突变，不能表达正常的与呼吸作用有关的酶，呼吸受阻，菌落生长缓正常的与呼吸作用有关的酶，呼吸受阻，菌落生长缓慢；慢；2.当小菌落与正常的酵母杂交时，胞质融合，线粒当小菌落与正常的酵母杂交时，胞质融合，线粒体均复制，并随机分配到子囊孢子中，每个子囊菌都体均复制，并随机分配到子囊孢子中，每个子囊菌都获得正常的线粒体，小菌落消失。获得正常的线粒体，小菌落消失。核外遗传医学宣教15二、线粒体基因组二、线粒体基因组1.1.线粒体基因组的一般性质线粒体基因组的一般性质 1)
9、1)多为环状双链多为环状双链DNADNA，极少数为线状，极少数为线状DNA(eg.DNA(eg.四膜虫四膜虫););2)2)各物种线粒体各物种线粒体DNADNA的大小不一；植物的比动物的大的大小不一；植物的比动物的大 3)3)一个细胞内有多个线粒体，一个线粒体内有多个一个细胞内有多个线粒体，一个线粒体内有多个mtDNAmtDNA分子；分子；4)4)无重复的核苷酸序列，有短的多聚核苷酸序列；无重复的核苷酸序列，有短的多聚核苷酸序列；核外遗传医学宣教165）动物的动物的mtDNAmtDNA分子热稳定性不均一；分子热稳定性不均一；6)mtDNA 6)mtDNA的复制有的复制有 型、型、D D环、环、
10、等形式的半等形式的半保留复制形式；保留复制形式；7)mtDNA 7)mtDNA的复制与核的复制与核DNADNA的复制相对独立；的复制相对独立；8)mtDNA 8)mtDNA含编码与呼吸作用相关的酶和蛋白含编码与呼吸作用相关的酶和蛋白质基因：质基因：如如 Cytaa Cytaa3 3、Cytb-cCytb-c1 1、ATPaseATPase、内膜蛋白以、内膜蛋白以及抗生素抗性基因等。及抗生素抗性基因等。核外遗传医学宣教172.线粒体的遗传表达和控制系统线粒体的遗传表达和控制系统 （1）线粒体具有半自主性：mtDNA含有能够编码一部分自身的蛋白质、rRNA、tRNA等的基因；线粒体的遗传装置能够单
11、独完成DNA复制、基因转录、蛋白质合成和基因重组；参与mtDNA的复制、基因转录、蛋白质翻译及基因表达的很多蛋白质来自核基因编码，对核基因具有一定的依赖性。（2）线粒体活动受核和线粒体两套系统共同控制。核外遗传医学宣教18核外遗传医学宣教19核外遗传医学宣教20核外遗传医学宣教21三、酵母线粒体基因组的物理图谱及特点三、酵母线粒体基因组的物理图谱及特点 84Kb长26m的环状双链DNA;基因之间有大段非编码序列如.两个rDNA之间有25kb非编码区;某些基因具有内含子CO1、Cytb亚基基因;内含子具Ribozyme活性；内含子具有“随意性”品系之间存在差别核外遗传医学宣教22核外遗传医学宣教
12、23电镜下的mt DNA核外遗传医学宣教24核外遗传医学宣教26B.特点：特点：基因组结构小、基因排列紧密，无内含子和基因组结构小、基因排列紧密，无内含子和极少调节序列；极少调节序列；22个个tRNA用于蛋白质的合成用于蛋白质的合成充分体现充分体现密码子的兼并性；密码子的兼并性；基因组中基因组中4个密码子不同于核基因组的密码个密码子不同于核基因组的密码子。子。对称转录对称转录每条每条DNA各一个启动子，完全各一个启动子，完全转录。转录。基因转录产物基因转录产物mRNA无无5-“帽帽”结构。结构。核外遗传医学宣教27五、高等植物的线粒体基因组五、高等植物的线粒体基因组 线状和环状线状和环状DNA
13、的复杂集合体的复杂集合体 编码编码mRNA、rRNA（3个）和个）和tRNA eg.蛋白质：蛋白质：Cytaa3(3大亚基大亚基);ATPase(4亚基亚基);Rib(小亚基小亚基)等。等。DNA结构复杂结构复杂混杂混杂DNA(源于源于ctDNA 和核和核DNA,如源于如源于 Rubisco大亚基基大亚基基因因)基因多数独立转录，少数共转录。基因多数独立转录，少数共转录。核外遗传医学宣教28第五节第五节 叶绿体遗传及其分子基础叶绿体遗传及其分子基础一、衣藻的叶绿体遗传一、衣藻的叶绿体遗传 衣藻营养细胞衣藻营养细胞1个核、个核、1个叶绿体、个叶绿体、20多个线粒体，可进行多个线粒体，可进行无性繁
14、殖和融合生殖（配子提供相等的内含物）。某些光合基因和无性繁殖和融合生殖（配子提供相等的内含物）。某些光合基因和抗性基因表现为母性遗传。抗性基因表现为母性遗传。交配型：交配型：mt+：mt-P mt+(smR)+mt (smS)mt+(smS)+mt-(smR)F1 smR(99%)smS 原因原因：mt+亲本的叶绿体保留；亲本的叶绿体保留；mt+亲本中的限制修饰亲本中的限制修饰酶系统使酶系统使mt 中的叶绿体中的叶绿体DNA降解。降解。核外遗传医学宣教29二、叶绿体遗传的分子基础二、叶绿体遗传的分子基础 1.叶绿体基因组叶绿体基因组 的特点的特点 120-217Kb的的cccDNA，一个叶绿体
15、含一至，一个叶绿体含一至几十个几十个DNA分子分子;ctDNA无无5-甲基胞嘧啶；甲基胞嘧啶；有两个反向重复序列（有两个反向重复序列（rDNA区）区）变性变性出现发卡结构；出现发卡结构；具有相对独立的基因复制、表达和调节系统。具有相对独立的基因复制、表达和调节系统。部分基因有内含子：例部分基因有内含子：例.Rubisco大亚基大亚基9个个内含子。内含子。核外遗传医学宣教302.叶绿体叶绿体DNA的物理图谱及基因定位的物理图谱及基因定位 (1)4.5S、5S、16S、23SrDNA(分布在反向重复分布在反向重复序列区序列区);(2)30多个多个tRNA编码序列编码序列4个在反向重复区，个在反向重
16、复区，其中其中2个在个在16S和和23S rDNA之间、其余分散分布；之间、其余分散分布；(3)mRNA:核糖体蛋白（核糖体蛋白（1/3，20）、）、Rubisco大大亚基、亚基、PSI和和PSII（部分）、（部分）、ATPase、RNA多聚酶多聚酶（部分）、电子传递蛋白等。（部分）、电子传递蛋白等。核外遗传医学宣教31三、叶绿体遗传系统及其与核遗传系统的关系三、叶绿体遗传系统及其与核遗传系统的关系1.关于关于玉米的埃型条斑玉米的埃型条斑遗传遗传 2.埃型条斑（埃型条斑（striped iojap）：）：基因基因(ij)位于核内，控制叶绿位于核内，控制叶绿体的性状，（体的性状，（ij/ji）为
17、）为白化（死亡）或绿白条斑，（白化（死亡）或绿白条斑，（+/+）植株）植株正常。正常。3.埃型条斑形成后，可以通过母本（埃型条斑形成后，可以通过母本（ij/ji）可以传递给下一代，可以传递给下一代，与子代与子代ij基因无关，说明：叶绿体遗传的自主性。基因无关，说明：叶绿体遗传的自主性。核外遗传医学宣教32叶绿体的半自主性叶绿体的半自主性 叶绿体中的蛋白质分三类叶绿体中的蛋白质分三类由由ctDNA编码的蛋白：编码的蛋白：eg.PS中中的的P700 Chla蛋白；蛋白；由核基因编码的蛋白：由核基因编码的蛋白：eg.PS中中的的Chla/b蛋白；蛋白；由核和线粒体基因共同编码的的蛋白：由核和线粒体基
18、因共同编码的的蛋白：eg.Rubisco的大亚基由的大亚基由ctDNA编码；而小亚基编码；而小亚基由核基因编码，在胞质中被翻译后，经导由核基因编码，在胞质中被翻译后，经导肽运送至叶绿体。肽运送至叶绿体。叶绿体的增殖、发育和代谢等需要由叶绿体叶绿体的增殖、发育和代谢等需要由叶绿体和核基因共同控制和核基因共同控制核外遗传医学宣教33第六节第六节 核外遗传与植物雄性不育性核外遗传与植物雄性不育性一、植物的雄性不育性一、植物的雄性不育性 雄性不育雄性不育(male sterility)：由于花粉不能正常发育，不：由于花粉不能正常发育，不能与卵细胞受精形成合子，产生子代个体的遗传学现象。能与卵细胞受精形
19、成合子，产生子代个体的遗传学现象。1）核不育性）核不育性由核基因引起雄性不育。多发生在减数分裂过程，不由核基因引起雄性不育。多发生在减数分裂过程，不能形成正常花粉，为隐性基因（能形成正常花粉，为隐性基因（ms）控制，）控制，(ms/sm)表现表现不育，不育基因依靠杂合体保持，杂合体后代呈简单的不育，不育基因依靠杂合体保持，杂合体后代呈简单的Mendel分离比，不能使后代全部不育，使其应用受到限分离比，不能使后代全部不育，使其应用受到限制。制。核外遗传医学宣教342）质质-核不育性核不育性由细胞质和核共同控制的雄性不育类型。多发生由细胞质和核共同控制的雄性不育类型。多发生在减数分裂后小孢子形成期
20、，由不育的细胞质基因在减数分裂后小孢子形成期，由不育的细胞质基因（S）和对应的核基因（纯合）和对应的核基因（纯合 rf/rf）决定。）决定。S,rf/rf雄性不育；雄性不育；S,Rf/Rf可育；可育；N,rf/rf可育可育雄性不育系雄性不育系：由于花粉败育，自交不能产生后代的：由于花粉败育，自交不能产生后代的品系（品系（S,rf/rf）。）。雄性不育保持系雄性不育保持系:与雄性不育系（）杂交，产生与雄性不育系（）杂交，产生雄性不育的后代，但自交可育，并且自交后代能够维雄性不育的后代，但自交可育，并且自交后代能够维持原有性状的品系（持原有性状的品系（N,rf/rf）。）。雄性不育恢复系雄性不育恢
21、复系:自交正常，并且与雄性不育系自交正常，并且与雄性不育系（）杂交，产生能够正常开花结实的后代，使之）杂交，产生能够正常开花结实的后代，使之育性得以恢复的品系（育性得以恢复的品系（N,Rf/Rf;S,Rf/Rf）。）。35三系杂交关系图保持系()雄性不育系()恢复系()保持系 雄性不育系 （）杂交种 恢复系核外遗传医学宣教36BACK母本株条的类型 父本枝条的类型子代的类型白绿绿白斑白白绿绿、白或绿白斑白绿绿白斑绿白绿绿、白或绿白斑白绿绿白斑绿白斑白绿绿、白或绿白斑核外遗传医学宣教37BACK核外遗传医学宣教38BACK核外遗传医学宣教39BACK核外遗传医学宣教40BACK核外遗传医学宣教41Back核外遗传医学宣教42
