亦稱核外遺傳、染色體外遺傳。一般是指細胞質基因及由它支配的性狀遺傳而言，其遺傳物質的本質為DNA。除核染色體以外，存在于細胞質中的多種細胞器內，諸如色素粒、線粒體、高爾基體等，但含量不高。在有性生殖過程中，由于雌配子傳給下代的細胞質遠較雄配子為多，所以胞質DNA主要是通過雌配子遺傳的。性狀遺傳主要只根據細胞質DNA的差異，而不遵循孟德爾定律。典型的例子有玉米、小麥的雄性不育，柳葉菜的色斑遺傳，鏈孢霉緩長突變型（poky mutation，生長緩慢）、酵母的小菌落突變（呼吸缺陷）等。緩長性與小菌落的特性現已查明是受線粒中DNA控制的。
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