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遗传与基因工程第三章预习提问•生物学发展经历了几个阶段？什么的提出使生物学进入了分子生物学阶段？遗传密码的破译；真核生物基因非连续结构的发现；原核生物基因调控机制的阐明；DNA的双螺旋结构提出后至今，生物学又在哪些方面取得了发展？三个阶段；DNA的双螺旋结构第一节细胞质遗传•细胞质遗传现象----花斑紫茉莉的发现绿色枝条白色枝条花斑枝条叶肉细胞只含叶绿体叶肉细胞只含白色体三种细胞镜检1只含叶绿体的细胞2只含白色体的细胞3同时含叶绿体和白色体的细胞花斑植株紫茉莉质体遗传试验•紫茉莉花斑植株杂交：受粉枝(母本)供粉枝(父本)种子发育成的植株绿色白色花斑绿色白色花斑绿色白色花斑绿色白色花斑绿色白色绿色、白色、花斑绿色、白色、花斑绿色、白色、花斑细胞质遗传的解释•在杂交试验中，F1总表现出母本性状，即母系遗传的原因因为卵细胞含大量细胞质，而精子中只含极少量的细胞质。即受精卵中的细胞质几乎全部来自于卵细胞，因此，受质基因控制的性状由卵细胞传给了子代，使子代总是表现出母本的性状。花斑紫茉莉卵原细胞类型卵细胞类后代植株类型减数分裂减数分裂减数分裂受精发育受精发育绿色植株白色植株花斑植株受精后有丝分裂产生三种细胞，发育细胞质遗传的解释•紫茉莉花斑植株的遗传，是否符合孟德尔的基因的分离定律？•与孟德尔的豌豆杂交试验作比较，上述杂交试验有何特点？不符合1）F1总表现出母本性状，即母系遗传2）F1的性状不会出现一定的分离比细胞质遗传的解释•性状由什么物质控制？•质基因的发现细胞质遗传的物质基础基因是决定生物性状的基本单位。里斯和普兰特等发现叶绿体基质中有长度为20.5nm的细纤维存在。用DNA酶处理，这种细纤维就消失。证明：细纤维结构是叶绿体DNA•线粒体和叶绿体中的DNA，都能够进行自我复制，并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。•核基因和质基因的概念与区别细胞质遗传概念：细胞核中的基因叫核基因，细胞质中的基因叫质基因1）位置不同。核基因——细胞核质基因——细胞质2）存在方式不同。核基因——在染色体上直线排列质基因——不与蛋白质结合，双链环状•细胞核遗传、细胞质遗传的概念细胞质遗传细胞核遗传：真核生物的性状由核基因控制的遗传方式。细胞质遗传：真核生物的性状由质基因控制的遗传方式。•豌豆杂交试验和花斑紫茉莉植株杂交试验属于上述哪种遗传？豌豆杂交试验花斑紫茉莉杂交试验——细胞核遗传——细胞质遗传细胞质、核遗传的关系1）生物体中绝大部分性状是受细胞核基因的控制，核基因是主要的遗传物质，而有些性状是要受细胞质基因的控制。2）细胞核遗传和细胞质遗传各自都有相对的独立性，质基因也可自我复制，可以控制蛋白质合成，具有稳定性、连续性、变异性和独立性。3）细胞核遗传和细胞质遗传相互影响，很多情况是核质互作的结果。小结典型实例主要特点形成原因物质基础实践应用细胞质遗传：紫茉莉质体的遗传①.母系遗传②.杂交后代不出现一定分离比①.受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞②.减数分裂时，细胞质中遗传物质随机、不均等分配叶绿体、线粒体等细胞质结构中的DNA三系配套杂交育种细胞核遗传相对独立相互影响1）细胞质基因和细胞核基因的不同之处是（）A、具有控制相对性状的基因B、基因按分离定律遗传C、基因结构分为编码区和非编码区D、基因不均等分配D练习2）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、在减数分裂中，细胞质中的基因遵循孟德尔发现的定律C、在细胞质遗传中，F1的性状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，其遗传属于细胞质遗传B练习3）甲性状和乙性状为细胞质遗传。下列四种组合中能说明这一结论的是（）①♀甲×♂乙→F1呈甲性状②♀甲×♂乙→F1呈乙性状③♀乙×♂甲→F1呈甲性状④♀乙×♂甲→F1呈乙性状A、①②B、③④C、①④D、②③C练习4）在形成卵细胞的减数分裂过程中，细胞质遗传物质的分配特点是（）①有规律分配②随机分配③均等分配④不均等分配A、①③B、②③C、①④D、②④D练习细胞质遗传的应用•主要应用于：作物育种在生产上使用杂交种，比使用连年种植的优良品种有更显著的增产作用，作物表现出生长整齐、植株健壮、产量高、抗虫抗病能力强等特点，人们称这种现象为杂种优势。•杂种优势：•杂种为什么会表现出优势？因为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。优势只表现在F1，而F2自交后会出现性状分离。•杂种优势的遗传特点一杂种优势要保持作物的杂种优势，必须年年配制第一代杂交种。二三系配套法育种植株的雄蕊发育不正常，不能产生可育的花粉，但雌蕊正常可育，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称为雄性不育。•雄性不育具有可遗传的雄性不育性状的同种植株群体叫做雄性不育系。•雄性不育系二三系配套法育种•植物发生雄性不育的原因（1）雄性是否可育，是由核基因和质基因共同决定的。核基因质基因：可育基因R对不育基因r是显性：可育基因为N，不育基因为S（2）核基因和质基因的关系：质可育基因N可使花粉正常发育；核可育基因R能够抑制细胞质不育基因S的表达，可使花粉正常发育。二三系配套法育种（3）雄性的育性相关基因组成：RRSN(RR)雄性可育N(Rr)雄性可育N(rr)雄性可育RRNS(RR)雄性可育S(Rr)雄性可育S(rr)雄性不育RrNrrNRrSrrS•雄性不育系自身留种：二三系配套法育种rrS♀♂×rrS不育系S(rr)不育系S(rr)rrN保持系N(rr)•雄性不育系自身留种：二三系配套法育种rrN保持系N(rr)保持系：基因型为N(rr)的品种，既能使母本结实，又使后代保持了不育特性，因此叫做雄性不育保持系（简称保持系）。二三系配套法育种rrS♀♂×RrS不育系S(rr)杂交种S(Rr)RRN恢复系N(RR)•雄性不育系培育可育子代的方法•雄性可育系的杂交种：二三系配套法育种恢复系N(RR)恢复系：基因型为N(RR)的品种，能够使雄性不育系的后代恢复可育性，因此叫做雄性不育恢复系（简称恢复系）。RRN二三系配套法育种在杂交育种中，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。•什么叫三系配套？使三系植株间的天然授粉顺利进行。•实际生产中要做到三系确实能够配套使用的关键问题是什么？二三系配套法育种1）三系的花期一致。2）保持系和恢复系的植株要比不育系高一些，以便花粉顺利地散落到不育系是花上。•如何使天然授粉顺利进行？1）选种时要考虑到遗传性状符合要求。2）可采取人为喷洒激素的方法改变。如不同浓度的赤霉素可使植株生长受促进或抑制，从而调节植株的高矮和花期。•花期怎么才能一致？植株高矮又如何控制？三两系法杂交水稻技术培育光温敏型雄性不育系，即水稻在长日照、高于临界温度（23℃）时表现为雄性不育；而在短日照、低温时，表现为雄性可育。这种特性使它本身可以自交繁种，从而省略了三系法中的保持系。两系法具有程序简化，周期短，杂种优势更强，增产潜力更大等优点。•两系法杂交水稻技术的关键？1）“杂交水稻之父”袁隆平在20世纪60年代进行了六年的栽培水稻杂交试验，没有获得质核互作的雄性不育株，他从失败中得到的启示是（）A、水稻是自花传粉植物，只能自交B、进行杂交试验的栽培稻的性状不优良C、进行杂交试验所产生的后代不适应当地的土壤条件D、应该用远源的野生雄性不育稻与栽培稻进行杂交练习D2）某农场不慎把保持系和恢复系种到一块地里，则在恢复系上可能获得的种子的基因型是（）A、N(RR)和N(Rr)B、S(rr)和S(Rr)C、N(Rr)和S(Rr)D、N(rr)和N(Rr)练习A3）人们在种植某些作物时，主要是为了获取营养器官，如甜菜。若利用雄性不育系培育这类作物的杂交种，母本和父本在育性上的基因型依次是（）A、S(rr)、N(RR)B、S(rr)、N(rr)C、N(RR)、S(rr)D、N(rr)、S(rr)练习B4）关于小麦和玉米雄性不育的叙述中不准确的是（）A、雄性不育系和恢复系的后代都可作为杂交种B、雄性不育系作母本和保持系产生的后代仍是不育系C、雄性不育系在杂交育种种只能作为母本D、雄性不育是细胞核基因和细胞质基因共同决定的练习A