关于母系遗传常见实例释疑

于善霞

摘要：母系遗传主要表现在：高等植物叶绿体的遗传，真菌的线粒体遗传，草履虫的放毒型遗传以及禾谷类的雄性不育。

关键词：母系遗传；实例

母系遗传是高中生物必修二中的一个重要内容。但许多一线教师对它的一些特性及常见实例了解很少，因此，笔者结合刘祖洞编写的《遗传学》进行总结概括。

细胞质基因是以经典方式传递的，它的特点只不过是父方的显性基因延迟一代表现和分离而已。细胞质遗传的特征是：

①遗传方式是非孟德尔式的；②F1通常只表现母方的性状；③杂交的后代一般不出现一定比例的分离。

一、高等植物叶绿体的遗传

（一）紫茉莉的绿白斑遗传

以不同枝条上的花朵相互授粉时，其种子后代的叶绿体种类完全决定于种子产生于那一种枝条上，而与花粉来自哪一种枝条完全无关（如图1）。

图1紫茉莉的绿白斑植株的细胞质遗传

叶绿体是在细胞质中。而就细胞质来说，雌雄两性配子的贡献不同。胚珠中的雌配子含有细胞质，而花粉管中的雄配子很少含有细胞质，而且通常不含有包括叶绿体在内的质体（plastids）的。所以叶绿体的遗传符合细胞质遗传的特征，种子后代的叶绿体种类决定于种子产生于哪一种枝条上，而与花粉来自哪一种枝条无关。

（二）玉米的埃型条斑遗传

图2玉米的埃型条斑的遗传

对于玉米的埃型条斑遗传，如果条斑植株总是用作父本，那么条斑性状按照孟德尔方式遗传。然而如果把条斑植株用作母本，那么不论父本的基因型是什么，叶绿体的特征将持续下去，子代没有典型的孟德尔比数，它们的表现型可以是绿的，白的或条斑的，看不到核基因和质体表型间的对应关系（图2）。

（三）叶绿体遗传的分子基础

紫茉莉的绿白斑和玉米的埃型条斑都是有关叶绿体的色泽和分化。叶绿体来自细胞质中称为前质体（proplastid）的颗粒，能独立复制。细胞分裂时叶绿体大致上均等分离。前质体大都通过卵细胞质遗传下去，而大多数植物的雄配子中前质体很少或者没有，所以叶绿体性状大都由结种子的亲本传下去，如在紫茉莉例子中所说明的那样。

二、真菌类线粒体的遗传

（一）酵母菌的“小菌落”遗传

线粒体是细胞代谢中心之一，它是产生呼吸酶和其它酶系的地方，呼吸酶的缺少，会影响细胞的生长，所以某些“生长迟缓”的突变，例如酵母菌的“小菌落”（petite colony）就跟线粒体有着密切的关系。图3酵母菌“小菌落”细胞质遗传所谓“小菌落”酵母菌缺少细胞色素a和b 以及细胞色素c氧化酶，所以在通气情况下，这些“小菌落”细胞比正常细胞长得慢，就长成了小菌落。把小菌落酵母菌跟正常的酵母菌交配，只产生正常的二倍体合子，它们的单倍体后代也是正常的，那就是说，“小菌落”的性状消失了，完全表现为细胞质遗传，即“小菌落”性状跟核基因是没有直接关系的（如图3）。

（二）线粒体遗傳的分子基础

线粒体DNA是双链分子，是裸露的，主要呈环状，但也有线性的。线粒体基因组大小变化较大，一般动物为36kb。尽管每一细胞中线粒体DNA分子的拷贝数很多，但生殖细胞中线粒体的复制是选择性的，在众多的线粒体DNA分子中，只有少数进行复制，并且在动物中，雄性精子的中片虽然带有少量线粒体DNA，但进入卵细胞质中随即扩散稀释。所以子代的线粒体DNA与雌亲一致，有关的线粒体性状表现为母亲遗传。

三、草履虫放毒型的遗传

放毒型的草履虫遗传跟另外一种颗粒有关，这种颗粒不是细胞质的构成要素，因为并不是所有草履虫都具有这种颗粒的。根据遗传学实验，知道草履虫的放毒型必须有两种因子同时存在：

①细胞质因子，叫做卡巴粒（kappa particle）

②核基因K，这是一个显性基因。

所以就得出这样的结果：K/K+卡巴粒 是放毒型；k/k 是敏感型

如果把放毒型与敏感型交配（即结合），由于交换了小核，它们双方的基因型都成为K/k，但其中一个有卡巴粒，能够产生草履素。如果使放毒型与敏感型接合的时间延长，除了交换小核外，细胞质也有交换，这样它们双方都有基因型K/k，都有卡巴粒，所以都是放毒型。非常符合细胞质遗传。

四、禾谷类作物的雄性不育

玉米中有一种称为雄性不育的变异，这种植株在长出雄穗的时候，花药自然地不显出来，因此整个植株不能开花散粉；它的雌穗的发育却是正常的只要授上另一植株的花粉，照样可以结种子。这种特性有的是受细胞质控制。如果把雄性不育植株（母本）与雄性正常植株（父本）杂交，子一代与母本相同，也表现雄性不育，而且再用雄性正常的植株和它杂交，仍然表现为雄性不育。这表明，雄性不育的特性是在特定的细胞质内，受特定的细胞质基因控制的，所以它的遗传方式是通过细胞质而遗传。

通讯作者：王进

参考文献：

[1]刘祖洞.遗传学[M].高等教育出版社.北京：1990.