提到遺傳，人們不會忘記遺傳學之父——孟德爾，他以嚴謹求實的科學態(tài)度和正確的研究方法以及持之以恒的探索精神，發(fā)現(xiàn)了基因分離定律和基因自由組合定律，拉開了20世紀人類解開遺傳之謎的序幕。到20世紀50年代，美國科學家沃森和英國科學家克里克對DNA分子雙螺旋結構的闡明，標志著遺傳學的發(fā)展進入了分子遺傳學階段。在此后的20年中，分子遺傳學取得了突飛猛進的發(fā)展，主要包括：遺傳密碼的破譯，真核生物基因非連續(xù)結構的發(fā)現(xiàn)，原核生物基因調控機制的闡明等。從20世紀70年代開始，伴隨著限制性內(nèi)切酶的發(fā)現(xiàn)，以人類向改造生物遺傳性狀為目的的基因工程應運而生。基因工程的發(fā)展，使人類進入了控制和改造生物的新時代。遺傳與基因工程第三章第一節(jié)問題：1、真核生物控制生物性狀的遺傳物質分布在細胞的哪些部位？2、分布不同部位的遺傳物質控制的性狀遺傳方式怎樣？遵循孟德爾的遺傳定律遺傳物質細胞核內(nèi)細胞質內(nèi)細胞核遺傳（核遺傳）細胞質遺傳新遺傳現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)1900年，C.E.科倫斯重新發(fā)現(xiàn)孟德爾定律后，又于1909年報道了在紫茉莉中有不符合于孟德爾定律的遺傳現(xiàn)象。德國學者E.鮑爾在同一年中報道了天竺葵中有類似的遺傳現(xiàn)象現(xiàn)象。那么這種遺傳現(xiàn)象是什么呢？科倫斯遺傳試驗的材料紫茉莉的枝條一般是綠色的，因為它含有葉綠素的正常葉綠體。但這種植物存在著多種變異類型，如花斑植株

。花斑紫茉莉枝條特點枝條顏色綠色白色花斑葉肉細胞中質體類型葉綠體白色體白色體葉綠體白色體葉綠體紫茉莉花斑植株雜交實驗結果母本枝條父本枝條子一代植株11.綠色綠色綠色白色花斑2白色綠色白色白色花斑3花斑綠色綠色白色花斑白色綠色白色花斑花斑綠色白色花斑孟德爾的一對相對性狀和兩對相對性狀的豌豆雜交試驗結果是怎樣的？分析三類實驗能得出什么樣的結論？實驗結果分析

F1總是表現(xiàn)出母本性狀。象這樣，具有相對性狀的親本雜交，F(xiàn)1總是表現(xiàn)母本性狀的遺傳現(xiàn)象，叫做母系遺傳。F1的性狀不會出現(xiàn)一定的分離比。

結論：這種遺傳現(xiàn)象不符合孟德爾遺傳的定律。

推論：具有以上兩種特征的遺傳現(xiàn)象就是細胞質遺傳。探索原因1、性狀受何物質控制？

基因是決定生物性狀的基本單位

2．基因分布于細胞的何種結構中？基因是有遺傳效應的DNA片斷。DNA主要存在于細胞核，少量存在于細胞質，如線粒體、葉綠體中。提出假設它們可能屬于細胞質遺傳細胞質遺傳的物質基礎應該是細胞質中線粒體、葉綠體等細胞質結構中的DNA，即質基因。細胞質遺傳機理代表兩種細胞核代表兩種質體代表兩種線粒體P配子F1為什么以花斑紫茉莉為母本時，后代會產(chǎn)生三種不同的植株？（質基因遺傳）

卵原細胞在減數(shù)分裂時，細胞質中的基因并不像核基因那樣有規(guī)律地分離，而是隨機地、不均等地分配到子細胞中去，因此會產(chǎn)生三種卵細胞，從而會產(chǎn)生三種不同的植株。這種隨機性和不均等性就導致了細胞質遺傳的第二個特點：后代不出現(xiàn)一定的分離比。

花斑紫茉莉卵原細胞類型卵細胞類后代植株類型減數(shù)分裂減數(shù)分裂減數(shù)分裂受精發(fā)育受精發(fā)育綠色植株白色植株花斑植株受精后有絲分裂產(chǎn)生三種細胞，發(fā)育細胞質遺傳的解釋細胞質遺傳的解釋在雜交試驗中，F(xiàn)1總表現(xiàn)出母本性狀，即母系遺傳的原因因為卵細胞含大量細胞質，而精子中只含極少量的細胞質。即受精卵中的細胞質幾乎全部來自于卵細胞，因此，受質基因控制的性狀由卵細胞傳給了子代，使子代總是表現(xiàn)出母本的性狀。紫茉莉花斑植株的遺傳，是否符合孟德爾的基因的分離定律？與孟德爾的豌豆雜交試驗作比較，上述雜交試驗有何特點？不符合1）F1總表現(xiàn)出母本性狀，即母系遺傳2）F1的性狀不會出現(xiàn)一定的分離比細胞質遺傳的解釋細胞質遺傳的物質基礎細胞質內(nèi)應該有細胞質基因,但沒有染色體；葉綠體內(nèi)有20.5nm左右的葉綠體基因；線粒體內(nèi)也有基因；葉綠體和線粒體的基因都可自我復制，并可控制某些蛋白質的合成。核基因和質基因的概念與區(qū)別概念：細胞核中的基因叫核基因，細胞質中的基因叫質基因

1）位置不同。核基因——細胞核質基因——細胞質

2）存在方式不同。核基因——在染色體上直線排列質基因——不與蛋白質結合，雙鏈環(huán)狀細胞核遺傳、細胞質遺傳的概念細胞核遺傳：真核生物的性狀由核基因控制的遺傳方式。細胞質遺傳：真核生物的性狀由質基因控制的遺傳方式。豌豆雜交試驗和花斑紫茉莉植株雜交試驗屬于上述哪種遺傳？豌豆雜交試驗花斑紫茉莉雜交試驗——細胞核遺傳

——細胞質遺傳歸納

2．細胞核遺傳和細胞質遺傳各自都有相對的獨立性。質基因與核基因一樣，可以自我復制，可以控制蛋白質的合成，也就是說，都具有穩(wěn)定性、連續(xù)性、變異性。（核基因位于染色體中，成對存在。質基因位于環(huán)狀的DNA上，不成對）1．生物體中絕大部分性狀是受細胞核基因的控制，核基因是主要的遺傳物質，而有些性狀是要受到細胞質基因的控制

3．細胞核遺傳與細胞質遺傳相互影響，很多情況是核質互作的結果。特別提醒練習（一）將野生鳑鲏魚受精卵中細胞核除去，然后注入金魚受精卵的細胞核，由這樣的受精卵發(fā)育成的魚具備金魚和鳑鲏魚兩個親本的性狀。該實驗說明生物的遺傳是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。下列說法正確的是（）A.受精卵中的染色體一半來自父方，一半來自母方B.受精卵中的遺傳物質一半來自父方，一半來自母方C.受精卵細胞核中的遺傳物質一半來自父方，一半來自母方D.受精卵細胞質中的遺傳物質一半來自父方，一半來自母方細胞核和細胞質共同作用的結果AC練習（二）下圖是某種遺傳病的系譜圖，分析回答：

此遺傳病的致病基因最可能存在于人體細胞的＿＿＿＿中，它是遺傳屬于＿＿＿＿遺傳。線粒體細胞質人類神經(jīng)性肌肉衰弱癥是線粒體基因控制的遺傳病，如右圖所示的遺傳圖譜中，若I—l號為患者(Ⅱ一3表現(xiàn)正常)，圖中患此病的個體是（）A、Ⅱ—4、Ⅱ—5、Ⅲ一7B、Ⅱ—5、Ⅲ—7、Ⅲ—8C、Ⅱ—4、Ⅱ—5、Ⅲ—8D、Ⅱ—4、Ⅲ—7、Ⅲ—8c玉米正常植株葉片為綠色，患一種遺傳病后植株的葉片具白色條斑，或為不能成活的白化苗。顯微觀察發(fā)現(xiàn)，白化苗和白色條斑處的葉肉細胞不含葉綠體。有人為了探索該病的遺傳機理，用人工授粉的方法進行了如下兩個實驗。根據(jù)下列實驗結果回答問題：（1）實驗一

P♀條斑葉×綠色葉♂↓

F1綠色葉條斑葉或白色葉重復該實驗后代的性狀不出現(xiàn)一定的分離比。①實驗結果顯示，母本患條斑病時，該病通過__________________方式遺傳。②實驗中后代不同性狀的個體的比例是隨機的，其原因__________________細胞質遺傳在進行減數(shù)分裂時，細胞質中的遺傳物質不能進行有規(guī)律的分離，而是隨即地、不均等的分配到子細胞中2）實驗二

P♀綠色葉×條斑葉♂↓

F1綠色葉↓〇

F2綠色葉條斑葉或白色葉表現(xiàn)型比例3：1

重復該實驗，后代的性狀分離比始終為3：1。實驗二結果顯示，母本正常時，該病的遺傳受_______________的控制。核基因（細胞核）DC細胞質遺傳的應用主要應用于：作物育種在生產(chǎn)上使用雜交種，比使用連年種植的優(yōu)良品種有更顯著的增產(chǎn)作用，作物表現(xiàn)出生長整齊、植株健壯、產(chǎn)量高、抗蟲抗病能力強等特點，人們稱這種現(xiàn)象為雜種優(yōu)勢。雜種優(yōu)勢：雜種為什么會表現(xiàn)出優(yōu)勢？因為雜種可以集合雙親的有利基因而產(chǎn)生雜種優(yōu)勢，并且兩個親本的親緣關系越遠，攜帶的異質基因越多，雜種優(yōu)勢越明顯。優(yōu)勢只表現(xiàn)在F1，而F2自交后會出現(xiàn)性狀分離。雜種優(yōu)勢的遺傳特點一雜種優(yōu)勢要保持作物的雜種優(yōu)勢，必須年年配制第一代雜交種。袁隆平和他培育雜交水稻的三系配套法

袁隆平院士——雜交水稻之父

2001年２月１９日，作為我國獎金額度最高的國家獎、國家最高科學技術獎首次頒發(fā)。我國水稻育種專家——袁隆平在20世紀60年代產(chǎn)生了一個夢想？利用雄性不育的“母稻”來生產(chǎn)出水稻的雜交種。

什么是雄性不育？植株的雄蕊發(fā)育不正常，不能產(chǎn)生可育的花粉，但是雌蕊正常發(fā)育，可以接受其他植株的花粉而產(chǎn)生種子，這種現(xiàn)象在遺傳學上就被稱為雄性不育。同種植物中具有可遺傳的雄性不育性狀的植株群體叫做雄性不育系。使用雄性不育系育種的優(yōu)點是什么？免去大量的人工去雄工作，既節(jié)省勞動力，又保證雜交種的純度。

這樣他踏上的是一條前人沒有走過的路。首要任務是必須找到雄性不育植株。

1964年7月5日午后2點25分，袁隆平終于發(fā)現(xiàn)了第一株天然雄性不育水稻。發(fā)現(xiàn)地點：安江農(nóng)校水稻實驗田。水稻品種：洞庭早秈。

1965年，“知識十汗水十靈感十機遇”，終于成全了袁隆平的第一份心愿。這一年，他通過對8500多穗，揚花期稻穗的仔細觀察，新找到了5株，天然雄性不育水稻，經(jīng)測算，他得出水稻天然雄性不育的發(fā)生概率大約為三千分之一。

二三系配套法育種植株的雄蕊發(fā)育不正常，不能產(chǎn)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產(chǎn)生種子，這種現(xiàn)象在遺傳學上稱為雄性不育。雄性不育具有可遺傳的雄性不育性狀的同種植株群體叫做雄性不育系。雄性不育系二三系配套法育種植物發(fā)生雄性不育的原因（1）雄性是否可育，是由核基因和質基因共同決定的。核基因質基因：可育基因R對不育基因r是顯性：可育基因為N，不育基因為S（2）核基因和質基因的關系：

質可育基因N可使花粉正常發(fā)育；

核可育基因R能夠抑制細胞質不育基因S的表達，可使花粉正常發(fā)育。二三系配套法育種（3）雄性的育性相關基因組成：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雄性不育系自身留種：二三系配套法育種rrS♀♂×rrS不育系S(rr)不育系S(rr)rrN保持系N(rr)雄性不育系自身留種：二三系配套法育種rrN保持系N(rr)保持系：基因型為N(rr)的品種，既能使母本結實，又使后代保持了不育特性，因此叫做雄性不育保持系（簡稱保持系）。二三系配套法育種rrS♀♂×RrS不育系S(rr)雜交種S(Rr)RRN恢復系N(RR)雄性不育系培育可育子代的方法雄性可育系的雜交種：二三系配套法育種恢復系N(RR)恢復系：基因型為N(RR)的品種，能夠使雄性不育系的后代恢復可育性，因此叫做雄性不育恢復系（簡稱恢復系）。RRN二三系配套法育種在雜交育種中，雄性不育系、雄性不育保持系、雄性不育恢復系配套使用，就是三系配套。什么叫三系配套？使三系植株間的天然授粉順利進行。實際生產(chǎn)中要做到三系確實能夠配套使用的關鍵問題是什么？二三系配套法育種

1）三系的花期一致。

2）保持系和恢復系的植株要比不育系高一些，以便花粉順利地散落到不育系是花上。如何使天然授粉順利進行？

1）選種時要考慮到遺傳性狀符合要求。

2）可采取人為噴灑激素的方法改變。如不同濃度的赤霉素可使植株生長受促進或抑制，從而調節(jié)植株的高矮和花期?；ㄆ谠趺床拍芤恢?？植株高矮又如何控制？三兩系法雜交水稻技術培育光溫敏型雄性不育系，即水稻在長日照、高于臨界溫度（23℃

）時表現(xiàn)為雄性不育；而在短日照、低溫時，表現(xiàn)為雄性可育。這種特性使它本身可以自交繁種，從而省略了三系法中的保持系。兩系法具有程序簡化，周期短，雜種優(yōu)勢更強，增產(chǎn)潛力更大等優(yōu)點。兩系法雜交水稻技術的關鍵？細胞核遺傳相對獨立相互影響細胞質遺傳典型實例：紫茉莉質體遺傳主要特點：母系遺傳，雜交后代不出現(xiàn)一定的分離比形成原因：受精卵中的細胞質幾乎全部來自卵細胞。減數(shù)分裂時，細胞質中的遺傳物質隨機、不均等分配物質基礎：線粒體、葉綠體等細胞質中的DNA實踐應用：三系配套雜交育種小結：1）“雜交水稻之父”袁隆平在20世紀60年代進行了六年的栽培水稻雜交試驗，沒有獲得質核互作的雄性不育株，他從失敗中得到的啟示是（）

A、水稻是自花傳粉植物，只能自交

B、進行雜交試驗的栽培稻的性狀不優(yōu)良

C、進行雜交試驗所產(chǎn)生的后代不適應當?shù)氐耐寥罈l件

D、應該用遠源的野生雄性不育稻與栽培稻進行雜交

練習D2）某農(nóng)場不慎把保持系和恢復系種到一塊地里，則在恢復系上可能獲得的種子的基因型是（）

A、N(RR)和N(Rr)

B、S(rr)和S(Rr)

C、N(Rr)和S(Rr)

D、N(rr)和N(Rr)

練習A3）人們在種植某些作物時，主要是為了獲取營養(yǎng)器官，如甜菜。若利用雄性不育系培育這類作物的雜交種，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)

練習B4）關于小麥和玉米雄性不育的敘述中不準確的是（）

A、雄性不育系和恢復系的后代都可作為雜交種

B、雄性不育系作母本和保持系產(chǎn)生的后代仍是不育系

C、雄性不育系在雜交育種種只能作為母本

D、雄性不育是細胞核基因和細胞質基因共同決定的

練習A1、若田間種有不育系和保持系，則收獲的種子共有幾種基因型？S(rr)♀╳N(rr)♂N(rr)♂╳N(rr)♀S（rr）N(rr)鞏固提高2、三系法雜交稻的一個弊端是要年年制種，否則會發(fā)生性狀分離降低產(chǎn)量。袁隆平設想如果利用植株的根系來繁殖后代，則能一舉解決這一難題。這種設想中的繁殖方式屬于（）

A.有性生殖B.卵式生殖

C.營養(yǎng)生殖D.分裂生殖

C3、類神經(jīng)性肌肉衰弱癥是一種由線粒體中基因控制的遺傳病。下列關于該病遺傳的敘述中正確的是（）

A.該病患者中女性多于男性B.母親患病，子女全都患病C.父親患病，女兒全都患病D.父親患病，子女全都正常 B4、下列關于細胞質遺傳的敘述中，正確的是（）A.子代總表現(xiàn)出母本的性狀，因此F1一定不會出現(xiàn)性狀分離B.雜交后代不會出現(xiàn)一定的性狀分離比C.性狀遺傳也是由基因控制的，因此符合孟德爾的遺傳定律D.細胞質基因存在于細胞器中的染色體上B鞏固提高5）細胞質基因和細胞核基因的不同之處是（）

A、具有控制相對性狀的基因

B、基因按分離定律遺傳

C、基因結構分為編碼區(qū)和非編碼區(qū)

D、基因不均等分配D鞏固提高6）下列說法不正確的是（）

A、細胞質遺傳是由細胞質中的遺傳物質控制的

B、在減數(shù)分裂中，細胞質中的基因遵循孟德爾發(fā)現(xiàn)的定律

C、在細胞質遺傳中，F(xiàn)1的性狀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，其遺傳屬于細胞質遺傳B鞏固提高7）甲性狀和乙性狀為細胞質遺傳。下列四種組合中能說明這一結論的是（）

①♀甲×♂乙→F1呈甲性狀