细胞质和遗传学习教案

会计学1第一页，共54页。2第1页/共53页第二页，共54页。3短暂的母性影响短暂的母性影响(yngxing)-(yngxing)-欧洲麦粉蛾色素的遗传欧洲麦粉蛾色素的遗传 欧洲麦蛾野生型幼虫的皮中含有色素，成虫复眼为深褐色。这种色素是由犬尿氨酸所形成(xngchng)的，由一对基因（Aa）控制。 第2页/共53页第三页，共54页。4第3页/共53页第四页，共54页。5基因A使幼虫着色，卵母细胞中有A基因存在，细胞质中含有(hn yu)A基因产物色素。这种影响是暂时的：缺少A基因，不能合成色素，随着个体的发育，色素消耗，成虫时为红色。第4页/共53页第五页，共54页。6持久的母性影响持久的母性影响(yngxing)-(yngxing)-锥实螺外壳的旋转方向锥实螺外壳的旋转方向第5页/共53页第六页，共54页。7 根据研究锥实螺的外壳旋转方向，是由一对基因(jyn)差别决定的，右旋(D)对左旋(d)为显性。 锥实螺外壳旋转方向是由受精卵第一次和第二次分裂时纺锤体分裂方向所决定(judng)的。受精卵纺锤体向中线的右侧分裂时为右旋，向中线的左侧分裂时为左旋。 第6页/共53页第七页，共54页。8第7页/共53页第八页，共54页。9第8页/共53页第九页，共54页。10第9页/共53页第十页，共54页。11第10页/共53页第十一页，共54页。12第11页/共53页第十二页，共54页。13第12页/共53页第十三页，共54页。14第13页/共53页第十四页，共54页。15第14页/共53页第十五页，共54页。16第15页/共53页第十六页，共54页。17第16页/共53页第十七页，共54页。18第17页/共53页第十八页，共54页。19当突变型的原子当突变型的原子(yunz)囊果囊果与与n野生型的分生孢子受精结合时，野生型的分生孢子受精结合时，所有子代都是突变型。把所有子代都是突变型。把n突变型与野生型进行反交，当突变型与野生型进行反交，当野生型的原子野生型的原子(yunz)果与突果与突变型的变型的n分生孢子受精结合时，所有子分生孢子受精结合时，所有子代都是野生型。代都是野生型。第18页/共53页第十九页，共54页。20第19页/共53页第二十页，共54页。21第20页/共53页第二十一页，共54页。22第21页/共53页第二十二页，共54页。23第22页/共53页第二十三页，共54页。24s)a和b，还缺少细胞色素(s s)氧化酶，这些酶类，存在于线粒体中。表明这种小菌落的变异与线粒体的基因组变异有关。第23页/共53页第二十四页，共54页。25第24页/共53页第二十五页，共54页。26第25页/共53页第二十六页，共54页。27n表现往往类似病毒的转导或感染。表现往往类似病毒的转导或感染。第26页/共53页第二十七页，共54页。28草履虫放毒草履虫放毒(fng d)型遗传型遗传草履虫是一种草履虫是一种(y zhn)原生动物，种类很多。含原生动物，种类很多。含有大核和小核。有大核和小核。大核是多倍体，主要大核是多倍体，主要(zhyo)负责营养；小核是二负责营养；小核是二倍体，主要倍体，主要(zhyo)负责遗传负责遗传。有的草履虫种有大小核各一个有的草履虫种有大小核各一个，有的种则有一个大核和两个，有的种则有一个大核和两个小核。小核。草履虫既能进行无性生殖，又草履虫既能进行无性生殖，又能进行有性生殖。能进行有性生殖。第27页/共53页第二十八页，共54页。29草履虫的接合生殖草履虫的接合生殖(shngzh)过程过程第28页/共53页第二十九页，共54页。30草履虫放毒草履虫放毒(fng d)型型遗传遗传第29页/共53页第三十页，共54页。31放毒型的毒素是由细胞质中的卡巴粒产生的，但卡巴放毒型的毒素是由细胞质中的卡巴粒产生的，但卡巴粒的增殖有赖于核基因粒的增殖有赖于核基因K的存在。的存在。如果如果(rgu)没有没有K基因。基因。kk个体中的卡巴粒经个体中的卡巴粒经5-8代的分代的分裂，就会消失而变为敏感型。裂，就会消失而变为敏感型。如果如果(rgu)细胞质内没有卡巴粒。即使细胞质内没有卡巴粒。即使K基因存在，也不基因存在，也不能无中生有的产生卡巴粒，还是敏感型的。能无中生有的产生卡巴粒，还是敏感型的。草履虫放毒草履虫放毒(fng d)型型遗传遗传第30页/共53页第三十一页，共54页。32草草履履虫虫放放毒毒(fng d)型型遗遗传传 第31页/共53页第三十二页，共54页。33卡巴粒相当于一个小型细菌的大小。有两层膜卡巴粒相当于一个小型细菌的大小。有两层膜，外膜好象细胞壁，内膜是典型的细胞膜结构。，外膜好象细胞壁，内膜是典型的细胞膜结构。有人推测卡巴粒是在进化有人推测卡巴粒是在进化(jnhu)历史的某一时历史的某一时期进入草履虫内的细菌。经过若干代的相互适应期进入草履虫内的细菌。经过若干代的相互适应后，建立起一种特殊的共生关系。后，建立起一种特殊的共生关系。卡巴粒为什么能产生毒素呢？卡巴粒中可能带卡巴粒为什么能产生毒素呢？卡巴粒中可能带有噬菌体，这种噬菌体编码一种毒素蛋白质，即有噬菌体，这种噬菌体编码一种毒素蛋白质，即草履虫素，导致敏感型草履虫死亡。草履虫素，导致敏感型草履虫死亡。草履虫放毒草履虫放毒(fng d)型遗传型遗传 (Reading by yourself)第32页/共53页第三十三页，共54页。34卡巴粒电镜照片卡巴粒电镜照片(zhopin)（61200倍）黑色圆形物为噬菌体倍）黑色圆形物为噬菌体第33页/共53页第三十四页，共54页。35 第三节第三节 植物植物(zhw)雄性不育的遗传雄性不育的遗传 植物雄性不育植物雄性不育(male sterility)的主要特征是雄蕊发育不正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接受正常花粉而受精结实(ji shi)。雄性不育在植物界是很普遍的，已在雄性不育在植物界是很普遍的，已在18个科的个科的110多种植物中多种植物中发现。发现。目前水稻、玉米、高梁、洋葱、蓖麻、甜菜和油菜等作物已经目前水稻、玉米、高梁、洋葱、蓖麻、甜菜和油菜等作物已经利用雄性不育性进行杂交种子的生产。利用雄性不育性进行杂交种子的生产。对小麦、大麦、珍珠粟、谷子和棉花等作物的雄性不育性已进对小麦、大麦、珍珠粟、谷子和棉花等作物的雄性不育性已进行了广泛的研究，有的已接近用于生产。行了广泛的研究，有的已接近用于生产。 第34页/共53页第三十五页，共54页。36一一 雄性不育的类别及其遗传雄性不育的类别及其遗传(ychun)(ychun)特点特点 是一种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。现有的核不育型多属自然发生的变异。是一种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。现有的核不育型多属自然发生的变异。 多数核不育型受简单的一对多数核不育型受简单的一对(y du)隐性基因隐性基因(ms)所控制。所控制。(一一)核不育核不育(b y)型型msmsmsms：雄性不育：雄性不育 msms msms MsMs MsMs MsMsMsMs Msms Msms 雄性可育雄性可育 F F1 1 Msms Msms 可育可育 F F2 2 1MsMs:2Msms:1msms 1MsMs:2Msms:1msms 第35页/共53页第三十六页，共54页。37 20 20世纪世纪7070年代末在我国的山西省太谷发现了由显性雄性不年代末在我国的山西省太谷发现了由显性雄性不育育(b y)(b y)单基因所控制的太谷显性核不育单基因所控制的太谷显性核不育(b y)(b y)小麦：小麦： msms msms：雄性可育：雄性可育 Msms: Msms: 雄性不育雄性不育(b y) (b y) Msms Msms msms msms F1 Msms : msms F1 Msms : msms第36页/共53页第三十七页，共54页。38(二二)质质核不育核不育(b y)型型 质质核不育型核不育型 由细胞质基因和核基因互作控制的不育类型，简称质核型，又叫胞质不育型由细胞质基因和核基因互作控制的不育类型，简称质核型，又叫胞质不育型(cytoplasmic male sterility，简称，简称CMS)。不育性是由不育的细胞质基因和相对应的核基因所决定的。当胞质不育基因不育性是由不育的细胞质基因和相对应的核基因所决定的。当胞质不育基因S存在时，核内必须存在时，核内必须(bx)有相对应的一对有相对应的一对(或一对以上或一对以上)隐性基因隐性基因rr, 个体才能表现不育。个体才能表现不育。第37页/共53页第三十八页，共54页。39(二二)质质核不育核不育(b y)型型 S(rr) N(rr) S(rr)，F1表现不育。说明表现不育。说明N(rr)具有具有(jyu)保持不育性在世代中保持不育性在世代中稳定传递的能力稳定传递的能力保持系。保持系。 S(rr)由于能够被由于能够被N(rr)所保所保持，在后代中出现全部稳定不持，在后代中出现全部稳定不育的个体育的个体不育系。不育系。 S(rr) N(RR) S(Rr)，或，或S(rr) S(RR) S(Rr)，F1全部正常能育。说明全部正常能育。说明N(RR)或或S(RR)具有恢复具有恢复(huf)育性的能力育性的能力恢复恢复(huf)系。系。第38页/共53页第三十九页，共54页。40质质-核型不育核型不育(b y)性的特点性的特点 (1)孢子体不育和配子体不育孢子体不育和配子体不育 孢子体不育是指花粉的育性受孢子体孢子体不育是指花粉的育性受孢子体(植株植株(zhzh)基基因型所控制，而与花粉本身所含基因无关。因型所控制，而与花粉本身所含基因无关。配子体不育是指花粉育性直接受雄配子体配子体不育是指花粉育性直接受雄配子体(花粉花粉)本身的本身的基因所决定。基因所决定。第39页/共53页第四十页，共54页。41(2)胞质不育胞质不育(b y)基因的多样性与核育性基因的对应性基因的多样性与核育性基因的对应性 对于对于(duy)每一种不育类型，都需要某一特定的恢每一种不育类型，都需要某一特定的恢复基因来恢复，恢复基因有某种程度的专效性或对应复基因来恢复，恢复基因有某种程度的专效性或对应性。性。 第40页/共53页第四十一页，共54页。42(2)胞质不育胞质不育(b y)基因的多样性与核育性基因的对应性基因的多样性与核育性基因的对应性细胞质中：细胞质中： N1 S1、N2 S2、Nn Sn；核内对应核内对应(duyng)的：的： r1 R1、r2 R2、rn Rn。核内的育性基因与细胞质中的育性基因发生对应核内的育性基因与细胞质中的育性基因发生对应(duyng)的互作，即：的互作，即： r1(或或R1)对对N1(或或S1)、r2(或或R2)对对N2(或或S2)、rn(或或Rn)对对Nn(或或Sn) 。某一个体具体的育性表现，则决定于有关质、核间对应某一个体具体的育性表现，则决定于有关质、核间对应(duyng)基因的互作关系基因的互作关系 。第41页/共53页第四十二页，共54页。43(3)单基因单基因(jyn)不育性和多基因不育性和多基因(jyn)不育性不育性 质核型不育容易受到环境条件的影响，特别质核型不育容易受到环境条件的影响，特别(tbi)是是多基因不育性。例如气温。多基因不育性。例如气温。单基因不育性：一对或两对核内主基因与对单基因不育性：一对或两对核内主基因与对应的不育胞质基因决定应的不育胞质基因决定(judng)(judng)的不育性的不育性多基因不育性：由两对以上的核基因与对应多基因不育性：由两对以上的核基因与对应的胞质基因共同决定的胞质基因共同决定(judng)(judng)的不育性。的不育性。第42页/共53页第四十三页，共54页。44二二 雄性不育性的发生雄性不育性的发生(fshng)机理机理 (一一)胞质不育胞质不育(b y)基因的载体基因的载体 多数学者认为，线粒体基因组多数学者认为，线粒体基因组(mt DNA)是雄性不是雄性不育基因的载体育基因的载体(zit)。 玉米有玉米有N、T、C和和S四种类型的细胞质，四种类型的细胞质，N为正常为正常可育型，其余三种为不育型。它们的可育型，其余三种为不育型。它们的mtDNA分子组分子组成有明显的区别。成有明显的区别。T型中具有缺少型中具有缺少2350碱基对的碱基对的mtDNA；C型中具有其它类型所没有的两种低分子型中具有其它类型所没有的两种低分子量量mtDNA；S组的组的mtDNA中多出一个附加体系统。中多出一个附加体系统。但这四种育性类型的叶绿体但这四种育性类型的叶绿体DNA并没有明显的差别并没有明显的差别。除了除了mt DNA之外，还有人认为叶绿体之外，还有人认为叶绿体DNA是雄是雄性不育基因的载体性不育基因的载体(zit) 第43页/共53页第四十四页，共54页。45(二二)关于质核不育关于质核不育(b y)型的假说型的假说 1.质核互补控制假说质核互补控制假说 2. 细胞质不育基因存在于线粒体细胞质不育基因存在于线粒体:3. 在正常情况下在正常情况下(N) ，正常转录，正常转录mRNA，在线，在线粒体核糖体上合成粒体核糖体上合成(hchng)各种蛋白质各种蛋白质(或酶或酶)，形成正常的花粉；，形成正常的花粉； 4. 当线粒体基因突变为当线粒体基因突变为S时，某些酶不能形成时，某些酶不能形成，或形成某些不正常的酶，花粉败育。，或形成某些不正常的酶，花粉败育。5. 核基因为核基因为R时，携带可育的遗传信息，通过时，携带可育的遗传信息，通过mRNA的转录，翻译成各种蛋白质的转录，翻译成各种蛋白质(或酶或酶)，花，花粉正常发育。当核基因为粉正常发育。当核基因为r时，仅携带不育性时，仅携带不育性信息，因此不能形成正常花粉。信息，因此不能形成正常花粉。第44页/共53页第四十五页，共54页。462. 能量供求能量供求(gngqi)假说假说能量供求假说：认为线粒体是细胞质雄性不育性的重要能量供求假说：认为线粒体是细胞质雄性不育性的重要(zhngyo)(zhngyo)载体。植物的育性与线粒体的能量转化效率有关载体。植物的育性与线粒体的能量转化效率有关。第45页/共53页第四十六页，共54页。47根据水稻三系育种的实践，从个体水平上推论：根据水稻三系育种的实践，从个体水平上推论： 认为遗传变异引起个体间生理生化代谢上的差异，与个认为遗传变异引起个体间生理生化代谢上的差异，与个体间亲缘关系的远近成正相关。体间亲缘关系的远近成正相关。 两亲间亲缘差距越大，杂交后的生理不协调程度也越大两亲间亲缘差距越大，杂交后的生理不协调程度也越大。达到一定程度，就会导致植株代谢水平下降，合成能力。达到一定程度，就会导致植株代谢水平下降，合成能力减弱，分解大于合成，使花粉中的生活物质减弱，分解大于合成，使花粉中的生活物质(如蛋白质、核如蛋白质、核酸酸(h sun)减少，导致花粉的败育。减少，导致花粉的败育。因此，远缘杂交可能导致雄性不育。为了获得保持系，因此，远缘杂交可能导致雄性不育。为了获得保持系，要从与不育系亲缘关系远的品种去寻找。要使不育性恢复要从与不育系亲缘关系远的品种去寻找。要使不育性恢复，就要选用与不育系亲缘近的品种作为恢复系。，就要选用与不育系亲缘近的品种作为恢复系。 3. 亲缘亲缘(qn yun)假说假说 第46页/共53页第四十七页，共54页。48三三 雄性不育性的利用雄性不育性的利用(lyng) 1、三系法、三系法必须具备不育系、保持系和恢复系必须具备不育系、保持系和恢复系。三系法的一般原理三系法的一般原理(yunl)是首先把是首先把杂交母本转育成不育系，原来雄性正杂交母本转育成不育系，原来雄性正常的杂交母本即成为甲不育系的同型常的杂交母本即成为甲不育系的同型保持系，父本乙必须是恢复系。保持系，父本乙必须是恢复系。 第47页/共53页第四十八页，共54页。49图图 11 1115 15 应用应用(yngyng)(yngyng)三系法配制杂交种示意图三系法配制杂交种示意图 保持系保持系 不育不育(b y)(b y)系系 恢复系恢复系 保持系保持系 不育不育(b y)(b y)系系 F1 F1杂交种杂交种 恢复系恢复系 第48页/共53页第四十九页，共54页。50三系杂交三系杂交(zjio)水稻水稻 (54%)(54%)n产量提高产量提高: 20%: 20%第49页/共53页第五十页，共54页。512 2、两系法、两系法 基于光敏核不育基于光敏核不育(b y)(b y)水稻的杂交制种水稻的杂交制种 光敏核不育光敏核不育(b y)(b y)系系 短日照可育短日照可育 长日照不育长日照不育(b y)(b y) 恢复系恢复系 光敏核不育光敏核不育(b y)(b y)系系 F1 F1杂交种杂交种 恢复系恢复系 第50页/共53页第五十一页，共54页。52两系杂交两系杂交(zjio)水稻水稻 第51页/共53页第五十二页，共54页。53第52页/共53页第五十三页，共54页。NoImage内容(nirng)总结会计学。这种色素是由犬尿氨酸所形成的，由一对基因（Aa）控制。锥实螺外壳(wi k)旋转方向是由受精卵第一次和第二次分裂时纺锤体分裂方向所决定的。如果把小菌藩酵母同正常个体交配，则只产生正常的二倍体合子。由细胞质基因控制的性状，只能由母本传递给子代。F2 1MsMs:2Msms:1msms。说明N(rr)具有保持不育性在世代中稳定传递的能力保持系。配子体不育是指花粉育性直接受雄配子体(花粉)本身的基因所决定。53第五十四页，共54页。