以下是為大家整理的關于《高三生物細胞質遺傳教案》，供大家學習參考！
第一節(jié) 細胞質遺傳
一. 本周教學內容：
第三章 遺傳與基因工程第一節(jié) 細胞質遺傳
二. 學習內容：
本周學習細胞質遺傳，了解細胞質遺傳的概念，細胞質遺傳的特點，細胞質遺傳的原理，細胞質遺傳的應用，三系配套的原理，三系配套培育雜交種的過程。細胞質遺傳和核遺傳的比較，異同點。
三.學習重點：
1. 細胞質遺傳的特點
2. 細胞質遺傳的成因
3. 三系配套法原理應用
四. 學習難點：
1. 形成細胞質遺傳特點的原因
2. 細胞質遺傳在實踐中的應用
五. 學習過程：
（一）引言
1953年
美國的沃森和英國的克里克 闡明DNA分子雙螺旋結構
標志著遺傳學的發(fā)展進入了分子遺傳學階段
20世紀末
分子遺傳學的發(fā)展
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
20世紀70年代
限制性內切酶的發(fā)現(xiàn) 基因工程產生
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
（二）細胞質遺傳概念
細胞核遺傳：真核生物的許多性狀是由細胞核內的遺傳物質（核基因）控制的，這種遺傳方式稱為細胞核遺傳，簡稱核遺傳
細胞質遺傳：真核生物還有一些性狀是通過細胞質內的遺傳物質控制的，這種遺傳方式稱為細胞質遺傳
（三）細胞質遺傳特點
典型的實例：紫茉莉質體的遺傳
A. 質體：除細菌、藍藻、菌類以外植物細胞中普遍存在的一類細胞器。有兩層膜，隨細胞的生長而增大，并能分裂增殖，是植物細胞內合成代謝最主要的細胞器。
B. 實驗植物——紫茉莉
性狀：葉色，枝條一般是綠色的，但有多種變異類型。
顯微鏡檢測結果（茉莉花葉肉細胞）：
綠色葉：含有正常葉綠體
白色葉：細胞內不含葉綠體，只含白色體
花斑葉：有三種不同的細胞
（1）白色斑處細胞：細胞內不含葉綠體，只含白色體
（2）深綠色斑處細胞：含有正常葉綠體
（3）淺綠色斑處細胞：既含葉綠體，也含白色體
C. 葉色性狀遺傳方式：
研究目的：
（1）檢測葉色性狀的遺傳是否符合孟德爾經典遺傳定律：自由組合定律和分離定律
（2）通過實驗鑒定控制葉色的基因間的相互關系
研究方法：用不同性狀的茉莉花品種相互雜交，觀察實驗結果，是否出現(xiàn)定比分離
結果預測：從表現(xiàn)型上看，若是經典遺傳，控制綠色與白色的基因可能是并顯性（共顯性）關系，這樣才會出現(xiàn)條斑狀的花斑色
實驗結果：
紫茉莉花斑植株的雜交結果
接受花粉的枝條提供花粉的枝條種子（F1）發(fā)育成的植株
綠色綠色綠色
白色
花斑
白色綠色白色
白色
花斑
花斑色綠色綠色、白色、花斑
白色綠色、白色、花斑
花斑綠色、白色、花斑
結果分析：F1代發(fā)育成的植株的葉色，完全取決于種子產生于那一種枝條，與花粉來自哪一種枝條無關。 即：F1的性狀，完全是由母本決定的。
結論：紫茉莉的葉色遺傳為細胞質遺傳。
概念：母系遺傳：F1總是表現(xiàn)出母本性狀的遺傳現(xiàn)象。它是細胞質遺傳的主要特點。
母系遺傳實例：
植物中：藏報春、玉米、棉花等葉綠體的遺傳
高粱、水稻等雄性不育的遺傳
微生物中：鏈孢霉線粒體的遺傳
和 代表兩種細胞核
和 代表兩種線粒體
和 代表兩種質體
細胞質遺傳物質分離特點：
不呈現(xiàn)遺傳物質的有規(guī)律分離，隨機地、不均等地分配到子細胞中去
細胞質遺傳的原理：
細胞質遺傳的特點：
1. 子代總表現(xiàn)出母本的性狀
2. 兩個親本雜交，后代的性狀都不會象細胞細胞核遺傳那樣出現(xiàn)一定的分離比
（四）細胞質遺傳的物質基礎
研究：1962年 里斯和普蘭特
方法：電子顯微鏡觀察衣藻、玉米等植物的葉綠體超薄切片
發(fā)現(xiàn)：葉綠體基質中存在20.5nm左右的細纖維
檢驗：用DNA酶處理，細纖維結構消失
結論：細纖維結構是DNA
1. 細胞質中有控制某些性狀的遺傳物質——細胞質基因
2. 細胞質中沒有核遺傳物質一樣的染色體結構
3. 線粒體和葉綠體中存在著細纖維狀結構的DNA物質
4. 線粒體和葉綠體DNA能夠進行自我復制并通過轉錄和翻譯控制蛋白質的合成
5. 細胞質DNA的復制與核DNA過程原理一樣，但分離隨細胞質的分離進行，所以細胞質遺傳后代不出現(xiàn)定比分離
（五）細胞質遺傳的實際應用
主要應用：主要用于農作物育種上
問題產生：農業(yè)優(yōu)良品種種植幾年，由于隔離不嚴等原因失去豐產性，出現(xiàn)品種退化，產量下降
生產經驗：生產上用雜交種，比使用連年種植的優(yōu)良品種有更顯著的增產作用。但雜種優(yōu)勢往往只能表現(xiàn)在兩個品種雜交第一代上。雜種第二代出現(xiàn)產量下降、生長不齊等退化現(xiàn)象
雜種優(yōu)勢：雜交后代的性狀要優(yōu)于兩個親本，具有出生長整齊、植株健壯、產量高、抗蟲抗病性強等特點，具有明顯的增產作用，這種現(xiàn)象稱為雜種優(yōu)勢
解決思路：為保持作物的雜種優(yōu)勢，生產用種子必須年年用雜種第一代雜種
新出矛盾：用雜交種生產時面臨的是種子生產難、來源少與實際需要量大的矛盾
雄性不育：植株雄蕊發(fā)育不正常，不能產生可育花粉，但是雌蕊正?？捎梢越邮芷渌仓甑幕ǚ鄱a生種子，這種現(xiàn)象稱為雄性不育
雄性不育系：同種植物中具有可遺傳的雄性不育性狀的植株群體稱為不育系
作物范圍：小麥、玉米、水稻等作物
原理：雄蕊是否可育由細胞核和細胞質中的基因共同決定
細胞核：不育基因用r表示 可育基因用R表示 R對r呈顯性
細胞質：不育基因用S表示 可育基因用N表示
關系：R對r呈顯性，核可育基因R可以抑制質不育基因S的表達
特點：
1. 植株雄蕊發(fā)育不正常，不能產生可育花粉
2. 雌蕊正?？捎?，可以接受其他植株的花粉而產生種子
3. 產生的種子都是雜交種
4. 該種雄性不育應該是由遺傳物質控制的，用于生產可獲得穩(wěn)定雜交種
5. 雄蕊是否可育由細胞核和細胞質中的基因共同決定
6. 核基因可育時該植株安全可育，只有當細胞核基因和細胞質基因同時表現(xiàn)不育時，植株才能表現(xiàn)雄性不育
雜交種培育：三系配套雜交育種
操作目的：
1. 保留雄性不育系（不育系×保持系）
2. 獲得雜交種植株（不育系×恢復系）
三系植株必須配套使用。
成果：
三系配套法培育出了小麥、大麥、谷子、玉米、水稻等多種優(yōu)勢雜交種。
培育水稻優(yōu)勢雜交種方面，我國取得世界地位。
線粒體DNA的重要作用：
線粒體DNA：多個，環(huán)狀，每個含幾十個基因
線粒體DNA缺陷病：很多與腦部和肌肉有關的遺傳病，都只能通過母親遺傳給后代的，如：線粒體肌病、神經性肌肉衰弱、運動失調、視網膜炎等
線粒體DNA檢驗：多用于對犯罪的鑒定，身份鑒定等
【模擬試題】
1. 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. 細胞質遺傳遵循基因的分離定律和自由組合定律，后代的性狀表現(xiàn)出定分離比
C. 在細胞質遺傳種，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的遺傳屬于細胞質遺傳
2. 保持系的特點是（ ）
A. 能使母本結實，又能使后代保持不育性
B. 質基因是不育基因，核基因為可育基因
C. 質基因和核基因都為可育基因
D. 既能使母本結實，又可使后代成為雜交種
3. 已知細胞核和細胞質都有決定雄性是否可育的基因，其中核中不育基因為r，可育基因為R，R對r顯性。細胞質的不育基因用S，可育基因用N表示。上述四種基因的關系，在雄性不育系、保持系、恢復系、雜交種基因型種的正確的組成順序依次是（ ）
① N（rr） ② S（rr） ③ N（RR） ④ S（Rr）
A. ①②③④ B. ②①③④
C. ③①②④ D. ④①②③
4. 下列屬于母系遺傳性狀的是（ ）
A. 紫茉莉的花 B. 棉花的葉型
C. 高粱的雄性不育 D. 玉米的子粒
5. 對生物性狀的控制，下列敘述種正確的是（ ）
A. 只有細胞核基因控制
B. 只有細胞質基因控制
C. 細胞核基因和細胞質基因共同控制
D. 細胞核或細胞質基因中的一個控制
6. 某地區(qū)一些玉米植株比一般玉米植株早熟、生長整齊而健壯，果穗大、籽粒多，因此這些植株可能是（ ）
A. 單倍體 B. 三倍體C. 四倍體 D. 雜交種
7. 細胞質遺傳表現(xiàn)為母系遺傳的主要原因是（ ）
A. 精子細胞質中不含有遺傳物質
B. 受精卵的細胞質幾乎全部來自卵細胞
C. 精子細胞中沒有線粒體和葉綠體
D. 受精卵的遺傳物質全部來自于母本
8. 在玉米雜交種培育過程中，若以基因型為S（rr）的品種作為母本與基因型為N（RR）作為父本雜交，F(xiàn)1代的基因型為（ ）
A. S（RR） B. N（Rr） C. N（rr） D. S（Rr）
9. 在一系法雜交育種中，若（♀）N（rr）×S（rr）（♂），則產生的后代將是（ ）
A. 雄性不育保持系 B. 雄性不育恢復系
C. 雄性不育系 D. 不能產生后代
10. 在三系法雜交育種中，若N（rr）（♂）×S（rr）（♀），則產生（ ）
A. 不育系 B. 恢復系 C. 保持系 D. 大田優(yōu)勢雜交種
11. 下列哪種植物在利用雄性不育培育這類植物的雜交種時，父本的基因可選用N（rr） （ ）
A. 水稻 B. 小麥 C. 蘿卜 D. 大豆
12. 人類神經性肌肉衰弱癥是由線粒體中基因控制的遺傳病。下列關于該病遺傳的敘述正確的是（ ）
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
13. Leber遺傳性視神經病是一種遺傳病，此病是由線粒體DNA基因突變所致。某女士的母親患有此病，如果該女士結婚生育，下列預測正確的是（ ）
A. 如果生男孩，孩子不會攜帶致病基因
B. 如果生女孩，孩子不會攜帶致病基因
C. 不管生男或生女，孩子都會攜帶致病基因
D. 必須經過基因檢測，才能確定
14. 遺傳性眼視網膜炎是一種由質基因控制的人類遺傳病，下列關于該病的說法正確的是（ ）
A. 該病基因肯定存在于線粒體中
B. 該病患者女性多于男性
C. 該病患者男性多于女性
D. 某夫婦第一胎生下一個患者，第二胎患病幾率為1/2
15. 以下A、B兩圖分別是甲、乙兩遺傳病在兩不同家族中的遺傳系譜圖，分析回答：
（1）甲遺傳病的病基因最可能存在于人體細胞的 體中，它的遺傳屬于細胞
遺傳。
（2）乙遺傳病的病基因最可能存在于 上，它的遺傳屬于細胞 遺傳。
（3）若某對夫婦中，妻子患有甲病，丈夫患有乙病，若其第一胎生了一個兒子，則該兒子兩病兼發(fā)的可能性是 。若其第二胎生了一女兒，則該女兒只患一種病的幾率是 。
16. 1985我國“雜交水稻之父”袁隆平指出，要進一步挖掘雜交水稻增產的潛力，就必須沖破“三系法”的框框，向“兩系法”和“一系法”發(fā)展。經過10年努力，我國首創(chuàng)的兩系法雜交水稻已經獲得了成功。兩系法雜交稻技術的關鍵是培育完全受核基因控制的光溫敏型雄性不育系，即該水稻在長日照，高于臨界溫度時表現(xiàn)為不育；而在短日照低溫時，表現(xiàn)為雄性可育。一系法的原理是設法利用雜交種自身來繁殖后代，使后代既能保持雜種優(yōu)勢，又不發(fā)生性狀分離。根據以上資料分析回答下列問題：
（1）在雜交稻技術中人們利用不育系雜交的好處是
（2）在“三系法”中三系是指 、 、 ，其基因型分別是 、 、 。從基因型可看出其是否可育是由 基因和 基因共同作用的結果。
（3）在“二系法”中，光溫敏型雄性不育系的作用實際上是一系兩用，在長日照高溫條件下它相當于“三系法”中的 系；而在短日照低溫條件下，它又相當于“三系法”中的 系，其實它的可育性主要用于 。
（4）你認為在一系法中雜交種的自身繁殖應采用什么繁殖方式？為什么？
[參考答案]
1. B 2. A 3. B 4. C 5. C 6. D 7. B 8. D 9. D 10. A
11. C 12. B 13. C 14. A
15.（1）線粒；質 （2）Y染色體；核 （3）100%；100%
16.（1）充分利用雜種優(yōu)勢，提高水稻產量
（2）雄性不育系、雄性不育保持系、雄性不育恢復系；S（rr）；N（rr）；N（RR）；質；核
（3）雄性不育；雄性不育保持；自交繁殖后代
（4）應采用營養(yǎng)繁殖（或無性生殖）；因為營養(yǎng)繁殖能使后代保持親本的性狀