第三章第三章 遗传与基因工程遗传与基因工程遗传学之父: 孟德尔特 点 :1. F1表现出显性性状正交 反交结果都一样2. F2出现性状分离, 并表现出一定的分离比花斑紫茉莉植株紫茉莉植株存在多种变异质体:叶绿体(含叶绿素)白色体(不含叶绿素)三种枝条:(叶肉细胞)绿色枝条(含叶绿体)白色枝条(含白色体)花斑枝条(含叶绿体,白色体)紫茉莉花斑植株的杂交结果接受花粉的枝条(母本)提供花粉的枝条(父本)种子(F1)发育成的植株 绿色 绿色 绿色 白色 花斑 白色 绿色 白色 白色 花斑 花斑 绿色 绿色、白色、花斑 白色 绿色、白色、花斑 花斑 绿色、白色、花斑母系遗传与核遗传正反交比较紫茉莉杂交时母细胞的细胞质不均等分配示意图紫茉莉的遗传存在于叶绿体及线粒体中存在于叶绿体及线粒体中 相对独立，相互影响相对独立，相互影响物质基础物质基础质基因载体：质基因载体：与细胞核遗传的关系与细胞核遗传的关系细胞质中具有控制某些性状的遗传物质用细胞质中具有控制某些性状的遗传物质用DNA酶处理，该物质消失，证明酶处理，该物质消失，证明 该物质是该物质是DNA 二、二、 细胞质遗传的物质基础细胞质遗传的物质基础质基因的功能质基因的功能能进行自我复制并通过转录和翻能进行自我复制并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成译控制某些蛋白质的合成不育系留种不育系留种S（rr）杂交种杂交种S（Rr）三、三、 细胞质遗传的应用细胞质遗传的应用三系配套与杂交育种三系配套与杂交育种雄性不育保持系雄性不育保持系N（rr）雄性不育系雄性不育系S（rr）雄性不育恢复系雄性不育恢复系N（RR）要点、疑点、难点雄性不育系雄性不育系雄性不育保持系雄性不育保持系雄性不育恢复系雄性不育恢复系生产杂交种生产杂交种同种植物中具有可遗传的雄性不育性状的植物同种植物中具有可遗传的雄性不育性状的植物群体群体S(rr) 既能使母体结实，又使后代保持了不育性状的既能使母体结实，又使后代保持了不育性状的植物群体植物群体N（rr）。）。 能够使雄性不育系的后代恢复可育性的品能够使雄性不育系的后代恢复可育性的品种种N(RR)。 在杂交育种中，雄性不育系、雄性不育保持系、雄性在杂交育种中，雄性不育系、雄性不育保持系、雄性不育恢复系必须配套使用。不育恢复系必须配套使用。 课前热身一、选择题1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。细胞质的不育基因为S，可育基因为N。上述四种基因的关系如下，请选出雄性不育系、保持系、恢复系、杂交种基因组成的正确顺序是( )N(rr)S(rr)N(RR)S(Rr)ABCD2保持系的特点是( )A既能使母本结实，又能使后代保持不育特性B质基因是不育基因，核基因为可育基因C质基因为可育基因，核基因为可育基因DA、B、C都对3在杂交育种中的三系配套是指( )A雄性不育系、保持系和杂交系配套使用B恢复系、保持系和杂交系配套使用C雄性不育系、恢复系和杂交系配套使用D雄性不育系、保持系和恢复系配套使用 BAD课前热身4下列属于母系遗传性状的是( )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5紫茉莉枝条颜色的遗传不正确的是( )A绿色花斑F1绿色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6椎实螺外壳的螺旋方向，右旋对左旋是显性。杂交实验，当右旋右旋时，F1右旋；当左旋右旋时，F1为左旋；则椎实螺外壳螺旋方向的遗传属于( )A伴性遗传B不完全显性遗传C不定遗传D细胞质遗传 CAD课前热身7利用雄性不育系杂交育种，为使雄性不育系能够自身留种，所选用相配的基因型是( )AN(rr)N(RR)BN(RR)N(rr)CS(rr)N(rr)DS(rr)N(RR) C二、简答题8真核生物的许多性状是由细胞核内的DNA(基因)控制的。这种遗传方式叫做核遗传，遵循三大遗传规律。真核生物还有一些性状是通过细胞质内的DNA(基因)控制的，这种遗传方式叫做细胞质遗传，属于母系遗传。9细胞质遗传的主要特点是：具有相对性状的亲本杂交，F1总是表现出母本性状；两亲本杂交，后代的性状都不会出现分离。 10雄性不育植株是指雄蕊不育，不能产生配子，但是雌蕊可育，可接受正常花粉而产生种子。11雄性不育系是指同种植物中具有雌蕊可育而雄蕊不育性状的植物群体。 课前热身12下图是黄花柳叶菜和刚毛柳叶菜杂交示意图。请据图回答： (1)A与a是一对等位基因，属于细胞核基因。该基因控制的性状，在正交F1与反交F1表现性状显性。(2)H属于细胞质基因，正交F1与反交F1该基因控制的性状表现是母本性状。 能力、思维、方法【例1】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中，结果发现，杂交细胞持续分裂。这一核移植实验说明。 【答案】海拉细胞的氯霉素抗性遗传属于细胞质遗传 【解析】解答此题时首先应明确：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。【点评】解答此题的思维障碍是对杂交细胞的性状表现不明确。排除障碍的方法是：分析杂交细胞的生长情况。可以在含氯霉素的培养基中分裂生长，说明杂交细胞具有氯霉素抗性，与海拉细胞的性状相同，受细胞质基因控制；若不能正常生长，说明杂交细胞无氯霉素抗性，与核源细胞性状相同，受核基因控制。 能力、思维、方法【例2】下列性状中，由核质互作控制的为( )A紫茉莉的花斑枝条 B水稻的雄性不育C番茄茎的有毛 D豌豆的黄色子叶 【答案】B 【解析】解答此题时，首先应明确：性状遗传受核质互作影响，既不是单纯的核遗传，也不是单纯的质遗传。第二步由所学知识得知：紫茉莉的花斑枝条是质遗传，番茄茎的有毛和豌豆的黄色子叶是核遗传，只有水稻的雄性不育性状是由核不育基因(r)和质不育基因(S)共同决定的，即核质互作。【点评】解答此题的障碍是：忽视了核遗传和质遗传的相互关系。排除障碍的方法是：通过对细胞是一个统一的整体的认识推知核、质之间存在着互相依存和制约的关系。如：水稻的雄性不育基因中，核中可育基因(R)能抑制质中不育基因(S)的表达，只有核、质基因均为不育基因时，才能表现雄性不育。 能力、思维、方法【例3】紫罗兰的胚表皮颜色有黄色和深蓝色之别。将胚表皮为黄色的紫罗兰花粉传授于胚表皮为深蓝色的紫罗兰雌蕊上，所得后代的胚表皮呈深蓝色；将胚表皮为深蓝色的紫罗兰花粉传授于胚表皮为黄色的紫罗兰雌蕊上，所得后代的胚表皮则呈黄色。紫罗兰胚表皮颜色遗传属于( )A显性遗传B伴性遗传C细胞质遗传D随机遗传 【答案】C 【解析】可根据细胞质遗传区别于细胞核遗传的特点：F1总是表现出母本性状，所以紫罗兰胚表皮颜色遗传属于细胞质遗传。 延伸、拓展【例4】某农场由于不慎，在一块培养不育系的地里把雄性不育系、保持系和恢复系种到了一块地里，如图所示：(1和3保持系，2和4是不育系，5是恢复系)请回答：(1)在1和3植株上获得的种子的基因型是_。(2)在2和4植株上获得的种子的基因型是_。(3)在5植株上获得的种子的基因型是_。(4)如果该农场是为了培育不育系品系，在幼苗期发现了这一现象时，可采取的补救措施是_。 【答案】(1)N(Rr)和N(rr)(2)S(rr)和S(Rr)(3)N(Rr)和N(RR)(4)将5移到另一块地里种植或将5隔离开 延伸、拓展【解析】已知细胞质和细胞核都存在雄性可育和雄性不育基因，保持系1、3的基因型是N(rr)，不育系2、4的基因型是S(rr)，恢复系5的基因型是N(RR)。在农田种植过程中，能产生正常花粉的植株，可以自花传粉也可相互传粉，2和4是不育系，不能产生正常花粉，只能接受外来花粉。1、3能接受5的花粉或进行自花受粉，5只能接受1、3的花粉或进行自花受粉，2、4既可接受1、3的花粉，也可接受5的花粉，但不能进行自花受粉，故在1和3植株上获得的种子的基因型是N(Rr)和N(rr)，2和4植株上获得的种子的基因型是S(rr)和S(Rr)，5植株上获得的种子的基因型是N(Rr)和N(RR)。培育不育系品系只需雄性不育系和保持系，因而，将5移到另一块地里种植或将5隔离开即可获得不育系品系。