高三生物细胞质遗传教案(人教大纲版).doc

第一节 细胞质遗传 一. 本周教学内容： 第三章 遗传与基因工程第一节 细胞质遗传 二. 学习内容： 本周学习细胞质遗传，了解细胞质遗传的概念，细胞质遗传的特点，细胞质遗传的原理，细胞质遗传的应用，三系配套的原理，三系配套培育杂交种的过程。细胞质遗传和核遗传的比较，异同点。 学习重点： 1. 细胞质遗传的特点 2. 细胞质遗传的成因 3. 三系配套法原理应用 四. 学习难点： 1. 形成细胞质遗传特点的原因 2. 细胞质遗传在实践中的应用 五. 学习过程： （一）引言 1953年 美国的沃森和英国的克里克 阐明DNA分子双螺旋结构 标志着遗传学的发展进入了分子遗传学阶段 20世纪末 分子遗传学的发展 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 20世纪70年代 限制性内切酶的发现 基因工程产生 基因工程的发展 使人类进入了控制和改造生物的新时代 （二）细胞质遗传概念 细胞核遗传：真核生物的许多性状是由细胞核内的遗传物质（核基因）控制的，这种遗传方式称为细胞核遗传，简称核遗传 细胞质遗传：真核生物还有一些性状是通过细胞质内的遗传物质控制的，这种遗传方式称为细胞质遗传 （三）细胞质遗传特点 典型的实例：紫茉莉质体的遗传 A. 质体：除细菌、蓝藻、菌类以外植物细胞中普遍存在的一类细胞器。有两层膜，随细胞的生长而增大，并能分裂增殖，是植物细胞内合成代谢最主要的细胞器。 B. 实验植物——紫茉莉 性状：叶色，枝条一般是绿色的，但有多种变异类型。 显微镜检测结果（茉莉花叶肉细胞）： 绿色叶：含有正常叶绿体 白色叶：细胞内不含叶绿体，只含白色体 花斑叶：有三种不同的细胞 （1）白色斑处细胞：细胞内不含叶绿体，只含白色体 （2）深绿色斑处细胞：含有正常叶绿体 （3）浅绿色斑处细胞：既含叶绿体，也含白色体 C. 叶色性状遗传方式： 研究目的： （1）检测叶色性状的遗传是否符合孟德尔经典遗传定律：自由组合定律和分离定律 （2）通过实验鉴定控制叶色的基因间的相互关系 研究方法：用不同性状的茉莉花品种相互杂交，观察实验结果，是否出现定比分离 结果预测：从表现型上看，若是经典遗传，控制绿色与白色的基因可能是并显性（共显性）关系，这样才会出现条斑状的花斑色 实验结果： 紫茉莉花斑植株的杂交结果 接受花粉的枝条 提供花粉的枝条 种子（F1）发育成的植株 绿色 绿色 绿色 白色 花斑 白色 绿色 白色 白色 花斑 花斑色 绿色 绿色、白色、花斑 白色 绿色、白色、花斑 花斑 绿色、白色、花斑 结果分析：F1代发育成的植株的叶色，完全取决于种子产生于那一种枝条，与花粉来自哪一种枝条无关。 即：F1的性状，完全是由母本决定的。 结论：紫茉莉的叶色遗传为细胞质遗传。 概念：母系遗传：F1总是表现出母本性状的遗传现象。它是细胞质遗传的主要特点。 母系遗传实例： 植物中：藏报春、玉米、棉花等叶绿体的遗传 高粱、水稻等雄性不育的遗传 微生物中：链孢霉线粒体的遗传 和代表两种细胞核 和代表两种线粒体 和代表两种质体 细胞质遗传物质分离特点： 不呈现遗传物质的有规律分离，随机地、不均等地分配到子细胞中去 细胞质遗传的原理： 细胞质遗传的特点： 1. 子代总表现出母本的性状 2. 两个亲本杂交，后代的性状都不会象细胞细胞核遗传那样出现一定的分离比 （四）细胞质遗传的物质基础 研究：1962年 里斯和普兰特 方法：电子显微镜观察衣藻、玉米等植物的叶绿体超薄切片 发现：叶绿体基质中存在20.5nm左右的细纤维 检验：用DNA酶处理，细纤维结构消失 结论：细纤维结构是DNA 1. 细胞质中有控制某些性状的遗传物质——细胞质基因 2. 细胞质中没有核遗传物质一样的染色体结构 3. 线粒体和叶绿体中存在着细纤维状结构的DNA物质 4. 线粒体和叶绿体DNA能够进行自我复制并通过转录和翻译控制蛋白质的合成 5. 细胞质DNA的复制与核DNA过程原理一样，但分离随细胞质的分离进行，所以细胞质遗传后代不出现定比分离 （五）细胞质遗传的实际应用 主要应用：主要用于农作物育种上 问题产生：农业优良品种种植几年，由于隔离不严等原因失去丰产性，出现品种退化，产量下降 生产经验：生产上用杂交种，比使用连年种植的优良品种有更显著的增产作用。但杂种优势往往只能表现在两个品种杂交第一代上。杂种第二代出现产量下降、生长不齐等退化现象 杂种优势：杂交后代的性状要优于两个亲本，具有出生长整齐、植株健壮、产量高、抗虫抗病性强等特点，具有明显的增产作用，这种现象称为杂种优势 解决思路：为保持作物的杂种优势，生产用种子必须年年用杂种第一代杂种 新出矛盾：用杂交种生产时面临的是种子生产难、来源少与实际需要量大的矛盾 雄性不育：植株雄