高三生物011.doc

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期数： 0509 SWG3 011
学科：生物 年级：高三 编稿老师：郭彩凤
审稿老师：高毅

预 习 篇
[同步教学信息]

第三章 遗传与基因工程
第一节 细胞质遗传
【教材阅读提示】
1．细胞质遗传的概念和特点，以及形成这些特点的原因(理解)
2．细胞质遗传的物质基础是细胞质中的DNA(理解)
3．理解细胞质遗传在育种中的应用(理解)
【学习重点】
1．细胞质遗传的特点和形成这些特点的原因
2．细胞质遗传在育种中的应用
【学习难点】
细胞质遗传在育种中的应用
【学习方法导航】
　1．复习本部分的知识应与必修本第六章“遗传和变异”中的DNA分子的结构和复制、基因的表达等为知识基础。
　2．注意分析细胞质遗传特点的成因。
【基础知识精讲】
知识结构

（一） 细胞质遗传
1．实验材料——紫茉莉
   　紫茉莉的枝条一般是绿色的，因为它含有叶绿素的正常叶绿体。但这种植物存在着多种变异类型，如花斑植株，它的枝叶呈现出白绿相间的花斑状，有时在它的植株上还会出现三种不同的枝条——绿色的、白色的、花斑状的。
科伦斯通过镜检发现：是由于紫茉莉的叶肉细胞中存在着不同种类的质体。绿色叶的细胞里含有的是有叶绿素的叶绿体；白色叶的细胞里不含叶绿体，而仅含没有色素的白色体，这种白化突变在自然界中可能是由某种因素引起的，如紫外线照射等；而花斑叶中含有三种不同的细胞：只含有叶绿体的细胞、只含有白色体的细胞、同时含有叶绿体和白色体的细胞，三种不同的细胞互相间隔存在，使得枝条呈现了白绿相间的花斑状。
2．实验过程及结果
 紫茉莉枝叶上的这一性状是如何遗传的？具体杂交结果如下：
接受花粉的枝条
提供花粉的枝条
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
3．结果分析——细胞质遗传的特点：
(1)子一代只表现母系的性状：
从表中可以看到， F1的性状完全由母本决定（母系遗传）。
原因：受精卵中的细胞质几乎都来自于卵细胞。
此外还有藏报春、玉米、棉花等植物的叶绿体的遗传，高粱、水稻的雄性不育的遗传也是细胞质遗传。
(2)两个亲本杂交后代不出现一定的分离比，不遵循遗传的基本规律。
(二)细胞质遗传的物质基础
在细胞质内含有控制某些性状的遗传物质——细胞质基因。但这份遗传物质不是在染色体上，就是线粒体和叶绿体内的丝状的DNA。
(三)细胞质遗传在实践中的应用
1．杂种优势：
生产上使用杂交种比连年种植的优良品种有更显著的增产作用，人们把这种现象称为杂种优势。
分析：杂种可以集合双亲的有利基因而产生杂种优势，并且两个亲本的亲缘关系越远，携带的异质基因越多，杂种优势越明显。
2．杂种优势不会稳定遗传
根据遗传定律，杂种F1自交后会出现性状分离，要保持作物的杂种优势，必须年年配制第一代杂交种。
3．杂交育种的主要措施
人工去雄，再授粉。对于玉米等雌雄同株异花植物，人工去雄还比较容易，但是，对于水稻、小麦等雌雄同花植物，花又很小，人工去雄就非常困难了。
我国水稻育种专家——袁隆平在20世纪60年代想利用雄性不育的“母稻”来生产出水稻的杂交种。
4．雄性不育
植株的雄蕊发育不正常，不能产生可育的花粉，但是雌蕊正常发育，可以接受其他植株的花粉而产生种子，这种现象在遗传学上就被称为雄性不育。
5．雄性不育系：
同种植物中具有可遗传的雄性不育性状的植株群体叫做雄性不育系。
6．使用雄性不育系育种的优点
免去大量的人工去雄工作，既节省劳动力，又保证杂交种的纯度。
7．探究三系配套杂交育种原理
（1）雄性不育现象发生的原理
    ①雄蕊是否可育，是由核基因和质基因共同决定的。
    核基因：可育基因R对不育基因r是显性。
    质基因：可育基因为N，不育基因为S
    ②核基因和质基因的关系：细胞质的可育基因N可使花粉正常发育，细胞核的可育基因R能够抑制细胞质不育基因S的表达。
    ③结果：

(2)解决雄性不育系的自身留种问题
    要保持杂种优势，必须年年配制第一代杂交种，这样年年需要大量不育系。

(3)得到雄性可育的杂交种
大田里使用的杂交种必须是雄性可育的，这样才能生产出粮食。以雄性不育系做母本，什么品种做父本才能使后代恢复可育呢？

小结：在杂交育种中，雄性不育系、雄性不育保持系、雄性不育恢复系配套使用，就是三系配套。

我国科学家利用三系配套的方法培育出了小麦、大麦、谷子、玉米、水稻等许多优势杂交种，特别是在培育水稻优势杂交种方面，我国处于世界领先地位。

【应用举例】
例1：紫罗兰胚的表皮有黄色和深蓝色之分，黄色表皮紫罗兰与深蓝色表皮紫罗兰杂交，如
果前者作母本，F1胚的表皮为黄色；如果前者作父本，F1胚的表皮全为深蓝色。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：本题根据杂交的特点，判断遗传方式，考查细胞质遗传和细胞核遗传的特点。
当黄色表皮紫罗兰为母本，F1胚的表皮为黄色；当深蓝色表皮紫罗兰为母本，F1胚的表皮也全为深蓝色。这是母系遗传的特点。所以紫罗兰胚表皮颜色的遗传应属于细胞质遗传。
答案：C
例2：人类神经性肌肉衰弱症是一种由线粒体中基因控制的遗传病。下列关于该病遗传的叙述正确的是
A.该病患者中女性多于男性 B.母亲患病，子女全都患病
C.父亲患病，女儿全都患病 D.父亲患病，子女全都正常
解析：人类神经性肌肉衰弱症由线粒体中基因控制，属于细胞质遗传病，应该具备母系遗传的特点，即只要母亲患病，子女全患病。
答案：B
【教材习题解答】
复习题
二、1.（×）；2.（×）；3.（×）；4.（×）。
三、
1．不正确。因为用花斑枝条做母本时，由于母本细胞质的不均等分配，所产生的卵细胞就可能有3种类型：只含有叶绿体的、只含有白色体的、同时含有叶绿体和白色体的。上述3种类型的卵细胞受精后，无论父本是哪种枝条，所产生的后代都会出现3种类型：绿色的、白色的和花斑的。
2．因为种植甜菜、洋葱等作物的目的是为了获取块根或鳞片叶等营养器官，所以在利用雄性不育系培育这类作物时，不需要育成恢复系，只要育成不育系和保持系就可以用于生产，因此父本的基因型应该是保持系N（rr）。
3．解：

答：ABCD杂交种共有两种基因型：S（Rr）和S（rr）。这两种基因型的表现型分别为雄性可育和雄性不育，它们之间的数量比是1∶1。
旁栏思考题 
在核遗传中，具有两个相对性状的亲本杂交，无论正交与反交，F1总是表现出显性性状。例如，在高茎豌豆与矮茎豌豆的杂交试验中，无论是以高茎豌豆作母本，还是以矮茎豌豆作母本，F1总是表现为高茎。
【同步落实】（※级）：
1.下列关于紫茉莉叶绿体遗传的描述不正确的是
A.绿色（♀）×白色（♂） 绿色 B.白色（♀）×绿色（♂） 白色
C.花斑（♀）×白色（♂） 花斑 D.白色（♀）×花斑（♂） 白色
2.含有质基因的一组结构是
A.线粒体和高尔基本 B.叶绿体和中心体 C.核糖体和线粒体 D.叶绿体和线粒体
3.细胞质遗传表现为母系遗传的主要原因是
A.精子细胞质中不含有遗传物质 B.受精卵的细胞质几乎全部来自卵细胞
C.精子细胞中没有线粒体和叶绿体 D.受精卵的遗传物质全部来自于母本
4．遗传性眼视网膜炎是一种由质基因控制的人类遗传病，下列关于该病的说法正确的是
A.该病基因肯定存在于线粒体中 B.该病患者女性多于男性
C.该病患者男性多于女性 D.某夫妇第一胎生下一个患者，第二胎患病几率为1/2。
5.将具有一对相对性状的纯合亲本分别进行正交和反交，则两次杂交后代的基因型
A.一定相同 B.一定不同 C.若是核遗传就不同 D.若是质遗传就不同
【同步检测】（※※级）
6.下列有关细胞质遗传的叙述不正确的是
A.人体的质基因全部存在于线粒体中 B.水稻的质基因全部存在于叶绿体中
C.一般来说质基因的数量比核基因少 D.真核生物质基因都在DNA分子上
7．细胞质遗传的主要特点是
A、杂交后代没有一定的分离比 B、F1总是表现出显性性状
C、F1总是表现出母系性状 D、细胞质遗传也遵守遗传的三大定律
8．以下A、B两图分别是甲、乙两遗传病在两不同家族中的遗传系谱图，分析回答：

A图 B图

（1）甲遗传病的病基因最可能存在于人体细胞的 体中，它的遗传属于细胞 遗传。
（2）乙遗传病的病基因最可能存在于 体上，它的遗传属于细胞 遗传。
（3）若某对夫妇中，妻子患有甲病，丈夫患有乙病，若其第一胎生了一个儿子，则该儿子两病兼发的可能性是 。若其第二胎生了一女儿， 则该女儿只患一种病的几率是 。
1、C 2、D 3、B 4、A 5、D 6、B 7、AC
8、（1）线粒 质 （2）Y染色体 核 （3）100% 100%