細胞質(zhì)遺傳 4

歡迎訪問河南教考資源信息網(wǎng)—— 細胞質(zhì)遺傳 【本章知識框架】 【疑難精講】 1．線粒體和葉綠體是半自主性細胞器 很多學者把線粒體和葉綠體的遺傳信息系統(tǒng)稱為真核細胞的第二遺傳信息系統(tǒng)或核外基因及其表達體系。這是因為研究發(fā)現(xiàn)，線粒體和葉綠體中除有DNA外，還原RNA（mRNA、tRNA、rRNA）、核糖體、氨基酸活化酶等。說明這兩種細胞器都具有獨立進行轉(zhuǎn)錄和翻譯的功能。也就是說，線粒體和葉綠體都具有自身轉(zhuǎn)錄RNA和翻譯蛋白質(zhì)的體系。但迄今為止，人們發(fā)現(xiàn)葉綠體僅能合成13種蛋白質(zhì)，線粒體能夠合成的蛋白質(zhì)也只有60多種，而參與組成線粒體和葉綠體的蛋白質(zhì)卻分別有上千種。這說明，線粒體和葉綠體中自身編碼合成的蛋白質(zhì)并不多，它們中的絕大多數(shù)蛋白質(zhì)是由核基因編碼，在細胞質(zhì)核糖體上合成的。也就是說，線粒體和葉綠體的自主程度是有限的，它們對核遺傳系統(tǒng)有很大的依賴性。因此，線粒體和葉綠體的生長和增殖是受核基因組成及自身的基因組兩套遺傳信息系統(tǒng)控制的，所以它們都稱為半自主性細胞器。 2．紫茉莉花斑枝條做母本時的遺傳 花斑枝條上的葉呈白色和綠色相間的花斑狀，花斑葉中的綠色部分細胞中含有正常的葉綠體，白色部分細胞中含有白色體，在綠白組織交界區(qū)域細胞中既有正常葉綠體，又含有白色體，這樣，用花斑枝條做母本時，綠色部分產(chǎn)生的卵細胞就是含正常葉綠體的，白色部分產(chǎn)生的卵細胞就是含白色體的；在綠白組織交界區(qū)域的細胞，因為同時含有正常葉綠體和白色體，在產(chǎn)生卵細胞時，細胞質(zhì)不均等分配，所產(chǎn)生的卵細胞就可能有三種類型：含有正常葉綠體的，含有白色體的，兩者兼而有之的，并且無一定比例。上述三種卵細胞受精后，無論父本是哪種枝條，所產(chǎn)生的后代都會出現(xiàn)三種類型：綠色的、白色的、花斑的，并且無一定比例。 3．學習細胞質(zhì)遺傳時應與細胞分裂相聯(lián)系 根據(jù)生殖細胞和受精卵的形成，受精卵中的核基因一半來自父方，一半來自母方，而質(zhì)基因幾乎全部來自母方（卵細胞），若某性狀遺傳受質(zhì)基因控制，其后代表現(xiàn)為細胞質(zhì)遺傳特征。由于母體的質(zhì)基因不可能相同，在減數(shù)分裂產(chǎn)生卵細胞時，細胞質(zhì)進行不均等、隨機分裂，產(chǎn)生出帶有不同質(zhì)基因的卵細胞。它們受精后形成的子代發(fā)生性狀分離，但無一定比例。 生物體中絕大部分性狀是受細胞核基因控制的，核基因是主要的遺傳物質(zhì)。而有些性狀是受質(zhì)基因控制的。細胞核遺傳和細胞質(zhì)遺傳各自都有相對的獨立性。盡管在細胞質(zhì)中找不到染色體一樣的結(jié)構(gòu)，但質(zhì)基因與核基因一樣可以自我復制，可以控制蛋白質(zhì)的合成，也就是說都具有穩(wěn)定性、連續(xù)性、變異性和獨立性。細胞核遺傳與細胞質(zhì)遺傳又是相互影響的，很多情況是核質(zhì)相互作用的結(jié)果。雖然細胞核遺傳與細胞質(zhì)遺傳都有相對的獨立性，但這并不意味著二者沒有絲毫關(guān)系。因為細胞核與細胞質(zhì)都是細胞的重要組成部分，共同存在于一個整體中，它們之間必然是相互依存、相互制約、不可分割的，它們控制的遺傳現(xiàn)象也必然是相互影響，很多情況是核質(zhì)相互作用的結(jié)果。 【方法指導】 本部分可以安排1～2課時完成。第1課時復習有關(guān)知識，第2課時做鞏固練習。 1．引導——探究教學策略，目的不僅要教給學生科學知識，更要教給學生探索知識的方法。因此，在處理教材時，可以適當打破教材的順序，先由學生感興趣的科倫斯的試驗導入，通過學生的觀察和分析，發(fā)現(xiàn)細胞質(zhì)遺傳的兩個特點，發(fā)現(xiàn)其與以前學的細胞核遺傳的不同，這樣前后知識的矛盾，引發(fā)學生更強烈的探究欲望，使學生更主動地去探究產(chǎn)生出這些特點的物質(zhì)基礎(chǔ)及基因，之后再由學生自己探究，發(fā)現(xiàn)歸納出細胞核遺傳和細胞質(zhì)遺傳的概念。 2．關(guān)于三系配套育種，知識難度較大，教師應該用豐富的資料與情感，感染學生，激發(fā)起學生的學習熱情與探究欲望，減少學生心理上的抵觸情緒，自然使知識由難變易；另外，緊緊抓住不育系核質(zhì)互作特點及三系配套中不育系留種、育雜交種這兩大問題為主線，可以使知識由繁化簡。 3．對于一些抽象、難以理解的知識，如細胞質(zhì)遺傳和三系配套育種的機理，教師應盡量采取直觀教學手段，如繪制投影片，設(shè)計制作課件，搜集一些圖片、照片等直觀教具，以形象思維啟迪學生的抽象思維，達到突破難點的目的。 【典型例題精講】 ［例1］（2004年廣東，23）龍葵葉綠體DNA上的一個正?；驔Q定了植株對某除草劑表現(xiàn)敏感。它的突變基因則決定了植株對該除草劑表現(xiàn)抗藥性。以敏感型龍葵(全部葉綠體含正?；?為父本，以抗藥型龍葵(全部葉綠體含突變基因)為母本進行雜交，所得F1植株將表現(xiàn) ( ) A. 敏感型 B．抗藥型 C．抗藥型:敏感型＝3:1 D．抗藥型:敏感型＝1:1 解析：由于該基因在葉綠體上屬細胞質(zhì)遺傳，故雜交后代應表現(xiàn)為母系遺傳，而母本為抗藥型故應選B。 答案：B。 ［例2］紫羅蘭的胚表皮顏色有黃色和深藍色之別，相互雜交時，將胚表皮黃色的紫羅蘭花粉傳于胚表皮深藍色的紫羅蘭雌蕊，所得后代的胚表皮呈深藍色；將胚表皮深藍色的紫羅蘭花粉傳于胚表皮黃色的紫羅蘭雌蕊，所得后代的胚表皮則呈黃色。紫羅蘭胚表皮顏色的遺傳屬于 A．顯性遺傳 B．伴性遺傳 C．細胞質(zhì)遺傳 D．隨機遺傳 【解析】 根據(jù)細胞質(zhì)遺傳區(qū)別于細胞核遺傳的特點，F(xiàn)1總是表現(xiàn)出母本的性狀，可以推出紫羅蘭胚表皮顏色遺傳屬于細胞質(zhì)遺傳。 【答案】 C ［例3］某農(nóng)場不慎把雄性不育系、保持系和恢復系種到了一塊地里，如圖所示（①和③是保持系；②和④是不育系；⑤是恢復系）。請回答： （1）在①和③植株上獲得種子的基因型是_________；在②和④植株上獲得的種子的基因型是_________；在⑤植株上獲得的種子的基因型是_________。 （2）如果在苗期發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象，可采取的補救措施是_________________。 【解析】 （1）首先根據(jù)題意寫出①、②、③、④、⑤個體的基因型，它們依次是N（rr），S（rr）,N（rr）,S（rr）,N（RR），并確定能產(chǎn)生可育花粉的個體是N（rr）和 N（RR）。然后根據(jù)它們被種在一塊地里這一情況，推知它們彼此間可隨機地進行異花傳粉，也就是說它們分別做母本時，均可接受N（rr）和N（RR）這兩種個體產(chǎn)生的花粉，并在母本上結(jié)出不同種類的種子。所以在①和③N（rr）個體上所結(jié)種子基因型既有接受了N（rr）花粉，所結(jié)的N（rr）基因型的種子，還有接受了N（RR）花粉所結(jié)的N（Rr）基因型的種子。同理在②和④S（rr）個體上所結(jié)種子的基因型是S（rr）和S（Rr），在⑤N（RR）個體上所結(jié)種子的基因型是N（RR）和N（Rr）。 （2）這樣不育系上所結(jié)種子的基因型有S（rr）和S（Rr），由于在種子時期兩種基因型無法分辨，也就無法實現(xiàn)：不育系S（rr）的種子用于下年制雜交種子；可育的雜交種子S（Rr）賣給農(nóng)民獲高產(chǎn)的目的。同理保持系上所結(jié)的N（rr）和N（只（rr）兩種基因型的種子中，N（Rr）基因型種子種下去后，無法使不育系S（rr）全部保持不育性；恢復系上所結(jié)的N（RR）和N（Rr）兩種基因型種子中，N（Rr）基因型種子種下去，無法使不育系S（rr）全部恢復可育性。三系混種在一塊地里帶來的嚴重后果顯而易見。因此如果在苗期發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象后，應采取的補救措施是把⑤移走，這樣①②③④這一區(qū)內(nèi)只進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⑤移走 ［例4］下圖是黃花柳葉菜和剛毛柳葉菜雜交其后代的情況，請據(jù)圖回答： （1）A和a是一對_________、也是_________基因。該基因控制的性狀在正交F1與反交F1中的表現(xiàn)_________。 （2）L與H屬于_________基因，該基因控制的性狀在正交F1與反交F1中的表現(xiàn)_________，表現(xiàn)為______________________。 （3）若用正交F1與乙（父本）連續(xù)交配25代，第25代的花色對毒性的敏感性以及對溫度和光線的反應等性狀仍與甲表現(xiàn)一致，此現(xiàn)象說明_______________________________。 【解析】 根據(jù)控制性狀的遺傳物質(zhì)的來源判斷出兩類遺傳的方式和特點。 【答案】 （1）等位基因 核 一致 （2）細胞質(zhì) 不一致 細胞質(zhì)遺傳（或母系遺傳） （3）該類性狀受細胞質(zhì)基因控制，細胞質(zhì)基因有自我復制能力，通過卵細胞獨立遺傳給后代 ［例4］小鼠的海拉細胞有氯霉素抗性，通過顯微操作，把無氯霉素抗性的小鼠體細胞的核取出，注入去核的小鼠海拉細胞中，然后將這一雜交細胞培養(yǎng)在含有氯霉素的培養(yǎng)基因中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雜交細胞持續(xù)分裂。這一核移植實驗說明______________________________。 【解析】 小鼠細胞有無氯霉素抗性是一對相對性狀。將分別具有這一相對性狀的兩細胞進行核移植，形成的雜交細胞性狀并不隨核的轉(zhuǎn)移而改變，說明控制這一相對性狀的基因位于細胞質(zhì)中，氯霉素抗性遺傳屬細胞質(zhì)遺傳。 【答案】 海拉細胞的氯霉素抗性遺傳屬于細胞質(zhì)遺傳 【綜合能力訓練】 一、選擇題 1．下列對生物性狀控制的正確敘述是 A．只由核基因控制 B．只由質(zhì)基因控制 C．核基因與質(zhì)基因共同控制 D．以上三項均可 【解析】 生物的遺傳包括細胞質(zhì)遺傳和細胞核遺傳，任何性狀的控制都是核基因與質(zhì)基因共同作用的結(jié)果。 【答案】 C 2．下列有關(guān)紫茉莉枝葉顏色的遺傳，不正確的是 A．綠色（雄）×（雌）花斑→F1綠色 B．白色（雌）×（雄）花斑→F1白色（幼苗死亡） C．綠色（雌）×（雄）花斑→F1綠色 D．花斑（雌）×（雄）花斑→F1綠色、花斑、白色 【解析】 紫茉莉枝葉顏色的遺傳屬于細胞質(zhì)遺傳，子代性狀主要由雌性個體決定。 【答案】 A 3．花斑葉的紫茉莉自花傳粉，所結(jié)種子長成的植株的形狀是 A．葉呈綠色 B．葉呈白色 C．花斑葉 D．以上三種性狀可能同時出現(xiàn) 【解析】 花斑葉的紫茉莉白花傳粉，后代的性狀由雌性個體決定，可出現(xiàn)綠色，白色，花斑葉三種。 【答案】 D 4．紫羅蘭的胚表皮呈藍色或黃色是一對相對性狀，相互雜交時： 胚表皮深藍色（母本）×胚表皮黃色（父本）→F1胚表皮深藍色 胚表皮黃色（母本）×胚表皮深藍色（父本）→F1胚表皮黃色 由此可知，紫羅蘭胚表皮顏色的遺傳屬于 A．顯性遺傳 B．隨機遺傳 C．細胞質(zhì)遺傳 D．伴性遺傳 【解析】 紫羅蘭的胚表皮顏色遺傳屬于母本遺傳。 【答案】 C 5．甲、乙性狀為細胞質(zhì)遺傳。下列四種遺傳符合細胞質(zhì)遺傳特點的是 ①甲（雌）×（雄）乙→F1呈甲性狀 ②甲（雌）×（雄）乙→F1呈乙性狀 ③乙（雌）×（雄）甲→F1呈甲性狀 ④乙（雌）×（雄）甲→F1呈乙性狀 A．①② B．③④ C．①④ D．②③ 【解析】 細胞質(zhì)遺傳的特點有兩個：①F1的性狀與母本相同 ②雜交后代不出現(xiàn)一定的分離比。 【答案】 C 6．細胞核基因與細胞質(zhì)基因相比，相同的是 A．載體 B．數(shù)目 C．分離時機 D．隨機分離 【解析】 細胞核基因分離時是隨機的，但后代的性狀分離成一定規(guī)律；細胞質(zhì)基因分離時也是隨機的，但后代的性狀分離不成比例。 【答案】 D 7．下列說法不正確的是 A．細胞質(zhì)遺傳是由細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)控制的 B．細胞質(zhì)遺傳遵循基因的分離定律和自由組合定律，后代的性狀表現(xiàn)出一定的分離比 C．在細胞質(zhì)遺傳中，F(xiàn)1的性狀幾乎完全是由母本決定的 D．線粒體和葉綠體中含有少量的遺傳物質(zhì)的遺傳屬于細胞質(zhì)遺傳 【答案】 B 8．已知細胞核和細胞質(zhì)，都有決定雄性是否可育的基因，其中核中不育基因為r，可育基因為R，R對r顯性。細胞質(zhì)的不育基因用S，可育基因用N表示。上述四種基因的關(guān)系，在雄性不育系、保持系、恢復系、雜交種基因型中的正確的組成順序依次是 ①N（rr） ②S（rr） ③N（RR） ④S（Rr） A．①②③④ B．②①③④ C．③①②④ D．④①②③ 【答案】 B 9．保持系的特點是 A．既能使母本結(jié)實，又能使后代保持可育特性 B．細胞質(zhì)基因是不育基因，細胞核基因為可育基因 C．除自身可育外其他性狀應與不育系保持一致 D．既能使母本結(jié)實，又可使后代成為雜交種 【答案】 C 10．下列性狀屬于細胞質(zhì)遺傳的是 A．紫茉莉的花 B．棉花的葉形 C．高粱的雄性不育 D．玉米的籽粒 【解析】 紫茉莉的花、棉花的葉形、玉米的籽粒都是細胞核的遺傳。 【答案】 C 11．紫茉莉枝條顏色的遺傳中不正確的是 A．♂綠色×♀花斑→F1花斑 B．♀白色×♂花斑→F1白色 C．♀綠色×♂花斑→F1綠色 D．♀花斑×♂花斑→F1綠色，花斑，白色 【答案】 A 12．對于生物性狀的控制，下列敘述正確的是 A．只有細胞核基因控制 B．只有細胞質(zhì)基因控制 C．細胞核基因和細胞質(zhì)基因共同控制 D．細胞核或細胞質(zhì)中一個基因控制 【答案】 C 13．含有細胞質(zhì)基因的是 ①染色體 ②核糖體 ③線粒體 ④葉綠體 ⑤質(zhì)粒 A．① B．③④ C．②③④ D．③④⑤ 【解析】 真核生物的線粒體、葉綠體中都含有DNA，它們是細胞質(zhì)基因；細菌細胞質(zhì)中的質(zhì)粒上面一般含有幾個到幾百個基因，控制著細菌的抗菌性、固氮、抗生素生成等性狀。 【答案】 D 14．將具有條斑病葉水稻的花粉授在正常葉水稻的柱頭上，得到的子代水稻全部為正常葉；倘若將正常葉水稻的花粉授在條斑病葉水稻的柱頭上，得到的子代水稻全部為條斑病葉，控制這一對相對性狀的基因最可能在 A．某一對同源染色體上 B．水稻細胞的質(zhì)粒體上 C．水稻細胞的葉綠體上 D．水稻細胞的核糖體上 【解析】 細胞質(zhì)遺傳的特點是后代的性狀是由母體的細胞質(zhì)中的基因控制的。 【答案】 C 二、非選擇題 15．下圖為一株花斑紫茉莉，請分析回答： （1）這株紫茉莉的母本的枝葉顏色為_________。 （2）所有花斑茉莉是否一定像這株植物樣同時具有三種不同類型的枝葉？____________________________。 （3）產(chǎn)生該植株的原因是___________________________________________。 【解析】 通過對圖觀察分析，此株茉莉為花斑葉，通過細胞質(zhì)遺傳的特點可知，這株紫茉莉的母本的枝葉形狀為花斑色。由于細胞質(zhì)的遺傳是隨機的，因此所有花斑紫茉莉并不一定同時具有這三種類型的葉。產(chǎn)生該植株的原因是：受精卵的細胞質(zhì)中同時含有葉綠體、白色體，有絲分裂時，由于細胞質(zhì)遺傳物質(zhì)的隨機分配，產(chǎn)生出只含葉綠體、只含白色體和同時含葉綠體白色體的三種細胞，它們再分別發(fā)育成不同類型的枝葉。 【答案】 （1）花斑色 （2）不一定 （3）受精卵的細胞質(zhì)中同時含有葉綠體、白色體，有絲分裂時，由于細胞質(zhì)遺傳物質(zhì)的隨機分配，產(chǎn)生出只含葉綠體、只含白色體和同時含有葉綠體、白色體的三種細胞，它們再分別發(fā)育成不同類型的枝葉 16．啤酒酵母菌既可以進行無性生殖（出芽生殖），也可進行有性生殖。其繁殖情況如下（在有氧條件下，取菌樣涂抹在固體培養(yǎng)基上，進行培養(yǎng)可形成大菌落和小菌落兩種類型）： （1）啤酒酵母進行無性生殖的有_________（用字母表示）。 （2）與菌落大小有關(guān)的基因分布于_________，判斷的依據(jù)是______________________。 （3）B過程中產(chǎn)生小菌落的原因是____________________________。 【答案】 （1）A、B、E、F （2）細胞質(zhì) 二倍體合子減數(shù)分裂產(chǎn)生的單倍體，后代只有大菌落一種類型 （3）細胞質(zhì)基因突變 17．下圖是利用A、B、C、D四個品系及雄性不育玉米制雜種的設(shè)想。 （1）你認為利用雄性不育培育雜交種的最大優(yōu)點是什么？______________________。 （2）若將A和B種植于一區(qū)，C和D種植于另一區(qū)，利用三系育種，請給4個品系設(shè)計合適的基因型_________，_________，_________，_________，并填出圖中其他空白處的基因型或表現(xiàn)型。 （3）若在第一年不慎將A、B、C、D種在一塊地里，在母本A、C上將分別收獲哪些基因型種子？_________，_________。據(jù)此可知三系分別為兩區(qū)種植的目的是_________。 【答案】 （1）免去了大量的人工去雄工作，既節(jié)省了大量的勞動力，又可以保證雜交種的純度 （2）S（rr） N（RR） S（rr） N（rr） ♀A_×♂B_♀C_×♂D_ ↓ ↓ ♂AB S（Rr）×♀CDS（rr） ↓ ABCD （3）AD→S（rr）,AB→S（Rr） CD→S（rr）,CB→S（Rr） 獲得三個系的種和雜交種，避免恢復系和保持系雜交 18．填寫下表： 【答案】 ——品質(zhì)來自專業(yè) 信賴源于誠信——