细胞质遗传 4

欢迎访问河南教考资源信息网细胞质遗传【本章知识框架】【疑难精讲】1线粒体和叶绿体是半自主性细胞器很多学者把线粒体和叶绿体的遗传信息系统称为真核细胞的第二遗传信息系统或核外基因及其表达体系。这是因为研究发现，线粒体和叶绿体中除有DNA外，还原RNA（mRNA、tRNA、rRNA）、核糖体、氨基酸活化酶等。说明这两种细胞器都具有独立进行转录和翻译的功能。也就是说，线粒体和叶绿体都具有自身转录RNA和翻译蛋白质的体系。但迄今为止，人们发现叶绿体仅能合成13种蛋白质，线粒体能够合成的蛋白质也只有60多种，而参与组成线粒体和叶绿体的蛋白质却分别有上千种。这说明，线粒体和叶绿体中自身编码合成的蛋白质并不多，它们中的绝大多数蛋白质是由核基因编码，在细胞质核糖体上合成的。也就是说，线粒体和叶绿体的自主程度是有限的，它们对核遗传系统有很大的依赖性。因此，线粒体和叶绿体的生长和增殖是受核基因组成及自身的基因组两套遗传信息系统控制的，所以它们都称为半自主性细胞器。2紫茉莉花斑枝条做母本时的遗传花斑枝条上的叶呈白色和绿色相间的花斑状，花斑叶中的绿色部分细胞中含有正常的叶绿体，白色部分细胞中含有白色体，在绿白组织交界区域细胞中既有正常叶绿体，又含有白色体，这样，用花斑枝条做母本时，绿色部分产生的卵细胞就是含正常叶绿体的，白色部分产生的卵细胞就是含白色体的；在绿白组织交界区域的细胞，因为同时含有正常叶绿体和白色体，在产生卵细胞时，细胞质不均等分配，所产生的卵细胞就可能有三种类型：含有正常叶绿体的，含有白色体的，两者兼而有之的，并且无一定比例。上述三种卵细胞受精后，无论父本是哪种枝条，所产生的后代都会出现三种类型：绿色的、白色的、花斑的，并且无一定比例。3学习细胞质遗传时应与细胞分裂相联系根据生殖细胞和受精卵的形成，受精卵中的核基因一半来自父方，一半来自母方，而质基因几乎全部来自母方（卵细胞），若某性状遗传受质基因控制，其后代表现为细胞质遗传特征。由于母体的质基因不可能相同，在减数分裂产生卵细胞时，细胞质进行不均等、随机分裂，产生出带有不同质基因的卵细胞。它们受精后形成的子代发生性状分离，但无一定比例。生物体中绝大部分性状是受细胞核基因控制的，核基因是主要的遗传物质。而有些性状是受质基因控制的。细胞核遗传和细胞质遗传各自都有相对的独立性。尽管在细胞质中找不到染色体一样的结构，但质基因与核基因一样可以自我复制，可以控制蛋白质的合成，也就是说都具有稳定性、连续性、变异性和独立性。细胞核遗传与细胞质遗传又是相互影响的，很多情况是核质相互作用的结果。虽然细胞核遗传与细胞质遗传都有相对的独立性，但这并不意味着二者没有丝毫关系。因为细胞核与细胞质都是细胞的重要组成部分，共同存在于一个整体中，它们之间必然是相互依存、相互制约、不可分割的，它们控制的遗传现象也必然是相互影响，很多情况是核质相互作用的结果。【方法指导】本部分可以安排12课时完成。第1课时复习有关知识，第2课时做巩固练习。1引导探究教学策略，目的不仅要教给学生科学知识，更要教给学生探索知识的方法。因此，在处理教材时，可以适当打破教材的顺序，先由学生感兴趣的科伦斯的试验导入，通过学生的观察和分析，发现细胞质遗传的两个特点，发现其与以前学的细胞核遗传的不同，这样前后知识的矛盾，引发学生更强烈的探究欲望，使学生更主动地去探究产生出这些特点的物质基础及基因，之后再由学生自己探究，发现归纳出细胞核遗传和细胞质遗传的概念。2关于三系配套育种，知识难度较大，教师应该用丰富的资料与情感，感染学生，激发起学生的学习热情与探究欲望，减少学生心理上的抵触情绪，自然使知识由难变易；另外，紧紧抓住不育系核质互作特点及三系配套中不育系留种、育杂交种这两大问题为主线，可以使知识由繁化简。3对于一些抽象、难以理解的知识，如细胞质遗传和三系配套育种的机理，教师应尽量采取直观教学手段，如绘制投影片，设计制作课件，搜集一些图片、照片等直观教具，以形象思维启迪学生的抽象思维，达到突破难点的目的。【典型例题精讲】例1（2004年广东，23）龙葵叶绿体DNA上的一个正常基因决定了植株对某除草剂表现敏感。它的突变基因则决定了植株对该除草剂表现抗药性。以敏感型龙葵(全部叶绿体含正常基因)为父本，以抗药型龙葵(全部叶绿体含突变基因)为母本进行杂交，所得F1植株将表现 ( ) A. 敏感型 B抗药型 C抗药型:敏感型3:1 D抗药型:敏感型1:1 解析：由于该基因在叶绿体上属细胞质遗传，故杂交后代应表现为母系遗传，而母本为抗药型故应选B。 答案：B。例2紫罗兰的胚表皮颜色有黄色和深蓝色之别，相互杂交时，将胚表皮黄色的紫罗兰花粉传于胚表皮深蓝色的紫罗兰雌蕊，所得后代的胚表皮呈深蓝色；将胚表皮深蓝色的紫罗兰花粉传于胚表皮黄色的紫罗兰雌蕊，所得后代的胚表皮则呈黄色。紫罗兰胚表皮颜色的遗传属于A显性遗传B伴性遗传C细胞质遗传D随机遗传【解析】 根据细胞质遗传区别于细胞核遗传的特点，F1总是表现出母本的性状，可以推出紫罗兰胚表皮颜色遗传属于细胞质遗传。【答案】 C例3某农场不慎把雄性不育系、保持系和恢复系种到了一块地里，如图所示（和是保持系；和是不育系；是恢复系）。请回答：（1）在和植株上获得种子的基因型是_；在和植株上获得的种子的基因型是_；在植株上获得的种子的基因型是_。（2）如果在苗期发现这一现象，可采取的补救措施是_。【解析】 （1）首先根据题意写出、个体的基因型，它们依次是N（rr），S（rr）,N（rr）,S（rr）,N（RR），并确定能产生可育花粉的个体是N（rr）和 N（RR）。然后根据它们被种在一块地里这一情况，推知它们彼此间可随机地进行异花传粉，也就是说它们分别做母本时，均可接受N（rr）和N（RR）这两种个体产生的花粉，并在母本上结出不同种类的种子。所以在和N（rr）个体上所结种子基因型既有接受了N（rr）花粉，所结的N（rr）基因型的种子，还有接受了N（RR）花粉所结的N（Rr）基因型的种子。同理在和S（rr）个体上所结种子的基因型是S（rr）和S（Rr），在N（RR）个体上所结种子的基因型是N（RR）和N（Rr）。（2）这样不育系上所结种子的基因型有S（rr）和S（Rr），由于在种子时期两种基因型无法分辨，也就无法实现：不育系S（rr）的种子用于下年制杂交种子；可育的杂交种子S（Rr）卖给农民获高产的目的。同理保持系上所结的N（rr）和N（只（rr）两种基因型的种子中，N（Rr）基因型种子种下去后，无法使不育系S（rr）全部保持不育性；恢复系上所结的N（RR）和N（Rr）两种基因型种子中，N（Rr）基因型种子种下去，无法使不育系S（rr）全部恢复可育性。三系混种在一块地里带来的严重后果显而易见。因此如果在苗期发现这一现象后，应采取的补救措施是把移走，这样这一区内只进行繁殖不育系和保持系的工作。【答案】 （1）N（rr）和N（Rr） S（rr）和S（Rr） N（RR）和N（Rr） （2）把移走 例4下图是黄花柳叶菜和刚毛柳叶菜杂交其后代的情况，请据图回答：（1）A和a是一对_、也是_基因。该基因控制的性状在正交F1与反交F1中的表现_。（2）L与H属于_基因，该基因控制的性状在正交F1与反交F1中的表现_，表现为_。（3）若用正交F1与乙（父本）连续交配25代，第25代的花色对毒性的敏感性以及对温度和光线的反应等性状仍与甲表现一致，此现象说明_。【解析】 根据控制性状的遗传物质的来源判断出两类遗传的方式和特点。【答案】 （1）等位基因 核 一致 （2）细胞质 不一致 细胞质遗传（或母系遗传） （3）该类性状受细胞质基因控制，细胞质基因有自我复制能力，通过卵细胞独立遗传给后代例4小鼠的海拉细胞有氯霉素抗性，通过显微操作，把无氯霉素抗性的小鼠体细胞的核取出，注入去核的小鼠海拉细胞中，然后将这一杂交细胞培养在含有氯霉素的培养基因中，结果发现，杂交细胞持续分裂。这一核移植实验说明_。【解析】 小鼠细胞有无氯霉素抗性是一对相对性状。将分别具有这一相对性状的两细胞进行核移植，形成的杂交细胞性状并不随核的转移而改变，说明控制这一相对性状的基因位于细胞质中，氯霉素抗性遗传属细胞质遗传。【答案】 海拉细胞的氯霉素抗性遗传属于细胞质遗传【综合能力训练】一、选择题1下列对生物性状控制的正确叙述是A只由核基因控制B只由质基因控制C核基因与质基因共同控制D以上三项均可【解析】 生物的遗传包括细胞质遗传和细胞核遗传，任何性状的控制都是核基因与质基因共同作用的结果。【答案】 C2下列有关紫茉莉枝叶颜色的遗传，不正确的是A绿色（雄）（雌）花斑F1绿色B白色（雌）（雄）花斑F1白色（幼苗死亡）C绿色（雌）（雄）花斑F1绿色D花斑（雌）（雄）花斑F1绿色、花斑、白色【解析】 紫茉莉枝叶颜色的遗传属于细胞质遗传，子代性状主要由雌性个体决定。【答案】 A3花斑叶的紫茉莉自花传粉，所结种子长成的植株的形状是A叶呈绿色B叶呈白色C花斑叶D以上三种性状可能同时出现【解析】 花斑叶的紫茉莉白花传粉，后代的性状由雌性个体决定，可出现绿色，白色，花斑叶三种。【答案】 D4紫罗兰的胚表皮呈蓝色或黄色是一对相对性状，相互杂交时：胚表皮深蓝色（母本）胚表皮黄色（父本）F1胚表皮深蓝色胚表皮黄色（母本）胚表皮深蓝色（父本）F1胚表皮黄色由此可知，紫罗兰胚表皮颜色的遗传属于A显性遗传 B随机遗传C细胞质遗传D伴性遗传【解析】 紫罗兰的胚表皮颜色遗传属于母本遗传。【答案】 C5甲、乙性状为细胞质遗传。下列四种遗传符合细胞质遗传特点的是甲（雌）（雄）乙F1呈甲性状 甲（雌）（雄）乙F1呈乙性状 乙（雌）（雄）甲F1呈甲性状 乙（雌）（雄）甲F1呈乙性状ABCD【解析】 细胞质遗传的特点有两个：F1的性状与母本相同 杂交后代不出现一定的分离比。【答案】 C6细胞核基因与细胞质基因相比，相同的是 A载体B数目C分离时机D随机分离【解析】 细胞核基因分离时是随机的，但后代的性状分离成一定规律；细胞质基因分离时也是随机的，但后代的性状分离不成比例。【答案】 D7下列说法不正确的是A细胞质遗传是由细胞质中的遗传物质控制的B细胞质遗传遵循基因的分离定律和自由组合定律，后代的性状表现出一定的分离比C在细胞质遗传中，F1的性状几乎完全是由母本决定的D线粒体和叶绿体中含有少量的遗传物质的遗传属于细胞质遗传【答案】 B8已知细胞核和细胞质，都有决定雄性是否可育的基因，其中核中不育基因为r，可育基因为R，R对r显性。细胞质的不育基因用S，可育基因用N表示。上述四种基因的关系，在雄性不育系、保持系、恢复系、杂交种基因型中的正确的组成顺序依次是N（rr） S（rr） N（RR） S（Rr）ABCD【答案】 B9保持系的特点是A既能使母本结实，又能使后代保持可育特性B细胞质基因是不育基因，细胞核基因为可育基因C除自身可育外其他性状应与不育系保持一致D既能使母本结实，又可使后代成为杂交种【答案】 C10下列性状属于细胞质遗传的是A紫茉莉的花B棉花的叶形C高粱的雄性不育D玉米的籽粒【解析】 紫茉莉的花、棉花的叶形、玉米的籽粒都是细胞核的遗传。【答案】 C11紫茉莉枝条颜色的遗传中不正确的是A绿色花斑F1花斑B白色花斑F1白色C绿色花斑F1绿色D花斑花斑F1绿色，花斑，白色【答案】 A12对于生物性状的控制，下列叙述正确的是A只有细胞核基因控制B只有细胞质基因控制C细胞核基因和细胞质基因共同控制D细胞核或细胞质中一个基因控制【答案】 C13含有细胞质基因的是染色体 核糖体 线粒体 叶绿体 质粒ABCD【解析】 真核生物的线粒体、叶绿体中都含有DNA，它们是细胞质基因；细菌细胞质中的质粒上面一般含有几个到几百个基因，控制着细菌的抗菌性、固氮、抗生素生成等性状。【答案】 D14将具有条斑病叶水稻的花粉授在正常叶水稻的柱头上，得到的子代水稻全部为正常叶；倘若将正常叶水稻的花粉授在条斑病叶水稻的柱头上，得到的子代水稻全部为条斑病叶，控制这一对相对性状的基因最可能在A某一对同源染色体上B水稻细胞的质粒体上C水稻细胞的叶绿体上D水稻细胞的核糖体上【解析】 细胞质遗传的特点是后代的性状是由母体的细胞质中的基因控制的。【答案】 C二、非选择题15下图为一株花斑紫茉莉，请分析回答：（1）这株紫茉莉的母本的枝叶颜色为_。（2）所有花斑茉莉是否一定像这株植物样同时具有三种不同类型的枝叶？_。（3）产生该植株的原因是_。【解析】 通过对图观察分析，此株茉莉为花斑叶，通过细胞质遗传的特点可知，这株紫茉莉的母本的枝叶形状为花斑色。由于细胞质的遗传是随机的，因此所有花斑紫茉莉并不一定同时具有这三种类型的叶。产生该植株的原因是：受精卵的细胞质中同时含有叶绿体、白色体，有丝分裂时，由于细胞质遗传物质的随机分配，产生出只含叶绿体、只含白色体和同时含叶绿体白色体的三种细胞，它们再分别发育成不同类型的枝叶。【答案】 （1）花斑色 （2）不一定 （3）受精卵的细胞质中同时含有叶绿体、白色体，有丝分裂时，由于细胞质遗传物质的随机分配，产生出只含叶绿体、只含白色体和同时含有叶绿体、白色体的三种细胞，它们再分别发育成不同类型的枝叶16啤酒酵母菌既可以进行无性生殖（出芽生殖），也可进行有性生殖。其繁殖情况如下（在有氧条件下，取菌样涂抹在固体培养基上，进行培养可形成大菌落和小菌落两种类型）：（1）啤酒酵母进行无性生殖的有_（用字母表示）。（2）与菌落大小有关的基因分布于_，判断的依据是_。（3）B过程中产生小菌落的原因是_。【答案】 （1）A、B、E、F （2）细胞质 二倍体合子减数分裂产生的单倍体，后代只有大菌落一种类型 （3）细胞质基因突变17下图是利用A、B、C、D四个品系及雄性不育玉米制杂种的设想。（1）你认为利用雄性不育培育杂交种的最大优点是什么？_。（2）若将A和B种植于一区，C和D种植于另一区，利用三系育种，请给4个品系设计合适的基因型_，_，_，_，并填出图中其他空白处的基因型或表现型。（3）若在第一年不慎将A、B、C、D种在一块地里，在母本A、C上将分别收获哪些基因型种子？_，_。据此可知三系分别为两区种植的目的是_。【答案】 （1）免去了大量的人工去雄工作，既节省了大量的劳动力，又可以保证杂交种的纯度 （2）S（rr） N（RR） S（rr） N（rr）A_B_C_D_ AB S（Rr）CDS（rr） ABCD（3）ADS（rr）,ABS（Rr） CDS（rr）,CBS（Rr） 获得三个系的种和杂交种，避免恢复系和保持系杂交18填写下表：【答案】 品质来自专业 信赖源于诚信