細(xì)胞質(zhì)遺傳 4

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1、歡迎訪問河南教考資源信息網(wǎng)—— 細(xì)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(xì)胞器 很多學(xué)者把線粒體和葉綠體的遺傳信息系統(tǒng)稱為真核細(xì)胞的第二遺傳信息系統(tǒng)或核外基因及其表達(dá)體系。這是因?yàn)檠芯堪l(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(xì)胞器都具有獨(dú)立進(jìn)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

2、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(xì)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(xì)胞器。 2．紫茉莉花斑枝條做母本時(shí)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(xì)胞中含有正常的葉綠體，白色部分細(xì)胞中含有白色體，在綠白組織交界區(qū)域細(xì)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(shí)，綠色部分產(chǎn)生的卵細(xì)胞就是含正常葉綠體的，白色部分產(chǎn)生的卵細(xì)胞就是含白色體的；在綠

3、白組織交界區(qū)域的細(xì)胞，因?yàn)橥瑫r(shí)含有正常葉綠體和白色體，在產(chǎn)生卵細(xì)胞時(shí)，細(xì)胞質(zhì)不均等分配，所產(chǎn)生的卵細(xì)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(xì)胞受精后，無論父本是哪種枝條，所產(chǎn)生的后代都會(huì)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(xué)習(xí)細(xì)胞質(zhì)遺傳時(shí)應(yīng)與細(xì)胞分裂相聯(lián)系 根據(jù)生殖細(xì)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(xì)胞），若某性狀遺傳受質(zhì)基因控制，其后代表現(xiàn)為細(xì)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(xì)胞時(shí)，細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行不均等、隨機(jī)分裂，產(chǎn)生出帶有不同質(zhì)

4、基因的卵細(xì)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(xì)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(xì)胞核遺傳和細(xì)胞質(zhì)遺傳各自都有相對的獨(dú)立性。盡管在細(xì)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(fù)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(dú)立性。細(xì)胞核遺傳與細(xì)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(xì)胞核遺傳與細(xì)胞質(zhì)遺傳都有相對的獨(dú)立性，但這并不意味著二者沒有絲毫關(guān)系。因?yàn)榧?xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)都是細(xì)胞的重要組成部分，共同存在于一個(gè)整體中，它們之間必然是相互依存、相互制約、不可分割的，它

5、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(dǎo)】 本部分可以安排1～2課時(shí)完成。第1課時(shí)復(fù)習(xí)有關(guān)知識，第2課時(shí)做鞏固練習(xí)。 1．引導(dǎo)——探究教學(xué)策略，目的不僅要教給學(xué)生科學(xué)知識，更要教給學(xué)生探索知識的方法。因此，在處理教材時(shí)，可以適當(dāng)打破教材的順序，先由學(xué)生感興趣的科倫斯的試驗(yàn)導(dǎo)入，通過學(xué)生的觀察和分析，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)遺傳的兩個(gè)特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)其與以前學(xué)的細(xì)胞核遺傳的不同，這樣前后知識的矛盾，引發(fā)學(xué)生更強(qiáng)烈的探究欲望，使學(xué)生更主動(dòng)地去探究產(chǎn)生出這些特點(diǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)及基因，之后再由學(xué)生自己探究，發(fā)現(xiàn)歸納出細(xì)胞核遺傳和細(xì)胞質(zhì)遺傳的概念。 2．關(guān)于三系配套育種，知識難度

6、較大，教師應(yīng)該用豐富的資料與情感，感染學(xué)生，激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與探究欲望，減少學(xué)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(diǎn)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(xì)胞質(zhì)遺傳和三系配套育種的機(jī)理，教師應(yīng)盡量采取直觀教學(xué)手段，如繪制投影片，設(shè)計(jì)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(xué)生的抽象思維，達(dá)到突破難點(diǎn)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(gè)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。

7、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(jìn)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(xì)胞質(zhì)遺傳，故雜交后代應(yīng)表現(xiàn)為母系遺傳，而母本為抗藥型故應(yīng)選B。 答案：B。 ［例2］紫羅蘭的胚表皮顏色有黃色和深藍(lán)色之別，相互雜交時(shí)，將胚表皮黃色的紫羅蘭花粉傳于胚表皮深藍(lán)色的紫羅蘭雌蕊，所得后代的胚表皮呈深藍(lán)色；將胚表皮深藍(lán)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

8、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(xì)胞質(zhì)遺傳 D．隨機(jī)遺傳 【解析】 根據(jù)細(xì)胞質(zhì)遺傳區(qū)別于細(xì)胞核遺傳的特點(diǎn)，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(xì)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(fù)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(fù)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

9、采取的補(bǔ)救措施是_________________。 【解析】 （1）首先根據(jù)題意寫出①、②、③、④、⑤個(gè)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(gè)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(jī)地進(jìn)行異花傳粉，也就是說它們分別做母本時(shí)，均可接受N（rr）和N（RR）這兩種個(gè)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(gè)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(gè)

10、體上所結(jié)種子的基因型是S（rr）和S（Rr），在⑤N（RR）個(gè)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(shí)期兩種基因型無法分辨，也就無法實(shí)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(fù)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(fù)可育性。三系混種在一塊地里帶來的嚴(yán)重后果顯而易見

11、。因此如果在苗期發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象后，應(yīng)采取的補(bǔ)救措施是把⑤移走，這樣①②③④這一區(qū)內(nèi)只進(jìn)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______________________。 （

12、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(yīng)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(diǎn)。 【答案】 （1）等位基因 核 一致 （2）細(xì)胞質(zhì) 不一致 細(xì)胞質(zhì)遺傳（或母系遺傳） （3）該類性狀受細(xì)胞質(zhì)基因控制，細(xì)胞質(zhì)基因有自我復(fù)制能力，通過卵細(xì)胞獨(dú)立遺傳給后代 ［例4］小鼠的海拉細(xì)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(xì)胞的核取出，注入去核的小鼠海拉細(xì)胞中，然后將這一雜交細(xì)胞培養(yǎng)在含有氯霉素的

13、培養(yǎng)基因中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雜交細(xì)胞持續(xù)分裂。這一核移植實(shí)驗(yàn)說明______________________________。 【解析】 小鼠細(xì)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(xì)胞進(jìn)行核移植，形成的雜交細(xì)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(xì)胞質(zhì)中，氯霉素抗性遺傳屬細(xì)胞質(zhì)遺傳。 【答案】 海拉細(xì)胞的氯霉素抗性遺傳屬于細(xì)胞質(zhì)遺傳 【綜合能力訓(xùn)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(xiàng)均可 【解析】 生物的遺傳包括細(xì)胞質(zhì)遺傳和細(xì)胞核遺傳，任何

14、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(xì)胞質(zhì)遺傳，子代性狀主要由雌性個(gè)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(shí)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(gè)體決定，可出現(xiàn)綠色，白

15、色，花斑葉三種。 【答案】 D 4．紫羅蘭的胚表皮呈藍(lán)色或黃色是一對相對性狀，相互雜交時(shí)： 胚表皮深藍(lán)色（母本）×胚表皮黃色（父本）→F1胚表皮深藍(lán)色 胚表皮黃色（母本）×胚表皮深藍(lán)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(jī)遺傳 C．細(xì)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(xì)胞質(zhì)遺傳。下列四種遺傳符合細(xì)胞質(zhì)遺傳特點(diǎn)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

16、狀 ④乙（雌）×（雄）甲→F1呈乙性狀 A．①② B．③④ C．①④ D．②③ 【解析】 細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)有兩個(gè)：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(xì)胞核基因與細(xì)胞質(zhì)基因相比，相同的是 A．載體 B．?dāng)?shù)目 C．分離時(shí)機(jī) D．隨機(jī)分離 【解析】 細(xì)胞核基因分離時(shí)是隨機(jī)的，但后代的性狀分離成一定規(guī)律；細(xì)胞質(zhì)基因分離時(shí)也是隨機(jī)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(xì)胞質(zhì)遺傳是由細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)控制的 B．細(xì)胞質(zhì)遺傳遵循基因的分離定律

17、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(xì)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(xì)胞質(zhì)遺傳 【答案】 B 8．已知細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)，都有決定雄性是否可育的基因，其中核中不育基因?yàn)閞，可育基因?yàn)镽，R對r顯性。細(xì)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(fù)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(diǎn)是

18、 A．既能使母本結(jié)實(shí)，又能使后代保持可育特性 B．細(xì)胞質(zhì)基因是不育基因，細(xì)胞核基因?yàn)榭捎? C．除自身可育外其他性狀應(yīng)與不育系保持一致 D．既能使母本結(jié)實(shí)，又可使后代成為雜交種 【答案】 C 10．下列性狀屬于細(xì)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(xì)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 【

19、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(xì)胞核基因控制 B．只有細(xì)胞質(zhì)基因控制 C．細(xì)胞核基因和細(xì)胞質(zhì)基因共同控制 D．細(xì)胞核或細(xì)胞質(zhì)中一個(gè)基因控制 【答案】 C 13．含有細(xì)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(xì)胞質(zhì)基因；細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)中的質(zhì)粒上面一般含有幾個(gè)到幾百個(gè)基因，控制著細(xì)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

20、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(xì)胞的質(zhì)粒體上 C．水稻細(xì)胞的葉綠體上 D．水稻細(xì)胞的核糖體上 【解析】 細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)是后代的性狀是由母體的細(xì)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(shí)具有三種不同類型的枝葉？____________________________。 （3）產(chǎn)生該植株

21、的原因是___________________________________________。 【解析】 通過對圖觀察分析，此株茉莉?yàn)榛ò呷~，通過細(xì)胞質(zhì)遺傳的特點(diǎn)可知，這株紫茉莉的母本的枝葉形狀為花斑色。由于細(xì)胞質(zhì)的遺傳是隨機(jī)的，因此所有花斑紫茉莉并不一定同時(shí)具有這三種類型的葉。產(chǎn)生該植株的原因是：受精卵的細(xì)胞質(zhì)中同時(shí)含有葉綠體、白色體，有絲分裂時(shí)，由于細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)的隨機(jī)分配，產(chǎn)生出只含葉綠體、只含白色體和同時(shí)含葉綠體白色體的三種細(xì)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(xì)胞質(zhì)中同時(shí)含有葉綠體、白色體，有絲分裂時(shí)，由于細(xì)胞質(zhì)遺傳物質(zhì)

22、的隨機(jī)分配，產(chǎn)生出只含葉綠體、只含白色體和同時(shí)含有葉綠體、白色體的三種細(xì)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(jìn)行無性生殖（出芽生殖），也可進(jìn)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(jìn)行培養(yǎng)可形成大菌落和小菌落兩種類型）： （1）啤酒酵母進(jìn)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(xì)胞

23、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(xì)胞質(zhì)基因突變 17．下圖是利用A、B、C、D四個(gè)品系及雄性不育玉米制雜種的設(shè)想。 （1）你認(rèn)為利用雄性不育培育雜交種的最大優(yōu)點(diǎn)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(gè)品系設(shè)計(jì)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(dòng)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(gè)系的種和雜交種，避免恢復(fù)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——