第三章 遗传和基因工程
知识联系 遗传的物质基础 (DNA 是主要的遗传物质 \DNA 分子的结构和复制 \ 基因的表达 \ 基 因的结构 \ 基因表达的调控 \ 基因工程简介 ) 遗传的基本规律 ( 分离规律 \ 自由组合规律 \ 连锁和互换规律 \ 性别决定与伴性遗传 \ 细胞质遗传 ) 生物的变异 ( 基因突变和遗传重组 \ 染色体 变异 ) 人类遗传病与优生 现代生物进化理论简介
第一节 细胞质遗传 知识结构 细胞质遗传的概念和特点，以及形成这些 特点的原因 细胞质遗传的物质基础是细胞之中的 DNA 选学细胞质遗传在实践中的应用
细胞质遗传 1. 紫茉莉花斑植株 的杂交实验 质体 ( 叶绿体和白 色体 ) 枝条颜色与质体 的关系 :
绿色枝条白色枝条白 化苗不能成 活而死去 花斑枝条
接受花粉的枝条 （母本） 提供花粉的枝条 （父本） 种子发育的植株 （ F 1 ） 绿色 白色 花斑 白色绿色白色 花斑 分析紫茉莉枝叶的这种性状是怎样向后代传递 ? 紫茉莉 F 1 植株的颜色完全取决于种子产生于哪种 枝条 ( 母本 ), 而与花粉来自哪种枝条无关. —— F 1 的 性状完全由母本决定的。 —— 母系遗传
接受花粉的枝条 （母本） 提供花粉的枝条 （父本） 种子发育的植株 （ F 1 ） 花斑绿色 ？ 白色 花斑 绿色枝条 白色枝条 花斑枝条 母本细胞 卵细胞 绿色、白色、花 斑
细胞质中的遗传物质所控制的遗传现象。 细胞质遗传概念
2. 细胞质遗传的分子基础： 物质基础 叶绿体、线粒体等细胞质结构中的 DNA ， 此外细菌的质粒、内共生体等。 细胞核遗传 —— 核基因 细胞质遗传 —— 线粒体基因和叶绿体基因
受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞， 因为减数分裂时，细胞质中遗传物质随机、 不均等分配。 相对独立，相互影响 形成原因 与细胞核遗传的关系
附 : 关于叶绿体 DNA 和线粒体 DNA 叶绿体和 ctDNA : 叶绿体来自细胞质中被称为前质体 的颗粒, 能独立复制, 细胞分裂时大致均等分离 ; 前质 体大都通过卵细胞质传递下去, 而大多数植物的雄配 子中前质体很少或没有, 所以由结种子的亲本传下去. 裸露的环状 DNA( 与细菌相似 ); 能自我复制 ; 可以突变. 线粒体和 mtDNA : 裸露的环状 DNA ( 双链 ); 雄性精子 中虽然有少量 mtDNA, 但进入细胞质中随即扩散稀释, 所以子裔的 mtDNA 与雌亲一致.mtDNA 的重要作用 (DNA 指纹、人类起源 )
紫茉莉的遗传
设计实验来证明紫茉莉是 细胞质遗传而非核遗传。 ( 细 胞质遗传与核遗传正反交 )
比较细胞核遗传和细胞质遗传
后代不出现有规律的分离比 对核遗传和细胞质遗传的分 离比进行分析, 特别是花斑为 母本, 绿色 \ 白色 \ 花斑为父本 时, 后代的特点。 通过对形成配子类型的分析发现细胞质遗传 时，两个亲本杂交，后代的性状都不会像细胞 核遗传那样出现一定分离比。
3．细胞质遗传的特。3．细胞质遗传的特。 遗传特点解释 表现为母系遗 传 受精卵的细胞质主要来自卵细胞， 一切受细胞质基因控制的性状， 只能通过卵细胞遗传给后代。 杂交后代不出 现有规律分离 比 原始生殖细胞在进行减数分裂时， 细胞质中的遗传物质不能像核内 的遗传物质进行有规律分离，而 是随机地、不均等地分配到子细 胞中去
例题：现有两个小麦 品种甲和乙。如果想 获得具有甲品种细胞 质和乙品种细胞核的 新个体要采取： A ．甲 × 乙的后代连续与甲回交 B. 甲 × 乙的后代连续与乙回交 C. 乙 × 甲的后代连续与甲回交 D. 乙 × 甲的后代连续与乙回交 Ｂ
Ⅰ Ⅱ 极有可能是细胞质遗传、伴 X 显性、常 显、常隐亦可。
细胞质遗传在实践上的应用 杂种优势杂交异花授粉 人工去雄？寻找雄性不育植株 N(RR) N(Rr) N(rr) S(RR) S(Rr) S(rr)
在育种上的应用 细胞核与细胞质基因共同作用 - 举例分析雄性不 育现象 - 讨论该植物在生产上的作用 ( 母本 )- 讲授 细胞核和细胞质基因对雄性不育的控制 - 写出 5 种雄性可育和雄性不育的基因型 - 分析如何使雄 性不育的植物产生后代并保持雄性不育, 并提出 不育系和保持系的概念 - 讨论如果雄性不育植株 和 N(RR) 杂交, 后代情况 ( 雄性可育 )- 提出杂种优 势的概念 - 提出恢复系的概念 - 问 : 分析培养杂交 种时建立的两个隔离区的情况 ?- “ 三系配套 ” - 介 绍袁隆平工作的意义.
不育系留种 S （ rr ） 杂交种 S （ Rr ） 三系配套与杂交育种 雄性不育保持系 N （ rr ） 雄性不育系 S （ rr ） 雄性不育恢复系 N （ RR ）
S( r) S(rr) 不育系 R (RR) N S(rr) 不育系 (rr) N 恢复系 保持系 三系 两区
不育系 S(rr) 保持系 N （ rr ） 恢复系 N(RR) 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群体 既能使母体结实，又使后代保持了不育性状 的植物群体。 能够使雄性不育系的后代恢复可育性的品种。 在杂交育种中，雄性不育系、雄性不育保持系、 雄性不育恢复系必须配套使用。