第一节 细胞质遗传2.ppt

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,紫茉莉质体遗传试验,紫茉莉花斑植株杂交：,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。,卵原细胞类型卵细胞类后代植株类型,绿色植株,白色植株,花斑植株,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.母系遗传.杂交后代不出现一定分离比.受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞.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（）甲乙F1呈甲性状甲乙F1呈乙性状乙甲F1呈甲性状乙甲F1呈乙性状A、B、C、D、,C,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（）有规律分配随机分配均等分配不均等分配A、B、C、D、,D,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：,N(RR)雄性可育,N(Rr)雄性可育,N(rr)雄性可育,S(RR)雄性可育,S(Rr)雄性可育,S(rr)雄性不育,雄性不育系自身留种：,二三系配套法育种,不育系S(rr),不育系S(rr),保持系N(rr),雄性不育系自身留种：,二三系配套法育种,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,不育系S(rr),杂交种S(Rr),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）。,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,D,2）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,A,3）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(R