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浅谈“在细胞质遗传中子代总是表现出母本性状”的严密性_细胞质遗传

时间:2019-01-15 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

  许多教师在讲解选修教材《细胞质遗传》这一节时,往往会跟学生强调:细胞质遗传区别于细胞核遗传的一个主要特点是母系遗传,即R总是表现出母本的性状。笔者认为这个结论不够严密,细胞质遗传中F1就一定总是表现出母本性状吗?如果总是表现出母本性状,F1就应该一致,为什么还会有第二个特点:F1不出现一定的分离比,即非孟德尔式遗传?
  我们回归到教材中来探讨一下这个问题,教材以紫茉莉花斑植株杂交试验为例介绍细胞质遗传的特点,用紫茉莉不同枝条上的花相互授粉。
  从表中我们可以看到:当母本枝叶为白色或绿色时,无论父本为何种性状,子代确实总表现出母本性状;但当母本枝叶为花斑色时,子代并非全部表现母本性状,而是出现了三种性状,对于这个现象许多学生都发现了并且提出了质疑。
  要解决这个问题,首先要解释枝叶有白色、绿色或花斑色的原因。如果用显微镜检查紫茉莉的叶肉细胞,可以看到绿色叶的细胞内含有叶绿体,白色叶的细胞内不含叶绿体,只含有白色体,而花斑叶中则含有3种不同的细胞:只含有叶绿体的细胞、只含有白色体的细胞、同时含有叶绿体和白色体的细胞。叶绿体同学们是比较熟悉的,存在于细胞质当中,是绿色植物光合作用的场所。那么什么是白色体呢?白色体和叶绿体都属于质体,质体由细胞中的前质体(proplas―rid)发育而来。前质体小(直径约1―3微米)、无色,能分裂。在光照下,发育成叶绿体,在无光下分化成白色体,它不能形成叶绿素,从分子水平上讲,白色体的形成可能是由于其DNA分子发生了基因突变,也可能是基因选择性表达的结果。当枝叶细胞中只含白色体或只含叶绿体时,我们可以称他们为纯系或纯和细胞;当枝叶细胞中同时含白色体和叶绿体,我们可以称他们为混合系或杂合细胞。这就有点类似核遗传当中的纯合子和杂合子,学生可以由此联想和理解花斑紫茉莉杂交试验的现象了。纯和细胞只含一种质体,产生的雌配子中也只有一种质体,形成的F1细胞也就只有一种质体,因此枝条颜色单一,白色或者绿色。而杂合细胞中含有叶绿体和白色体两种质体,他们随机进入子细胞,可形成三种细胞:只含有叶绿体的细胞、只含有白色体的细胞、同时含有叶绿体和白色体的细胞,子代枝条也就可能出现三种性状。
  虽然在第三组杂交试验中F1出现了跟母本不同的性状,看似与母系遗传相矛盾,但是在教材当中有一句话应该引起我们的重视,解释我们的疑惑,教材中提到:“紫荣莉F1植株的颜色,完全取决于种子产生于哪一种枝条,而与花粉来自哪一种枝条无关。也就是说,F1的性状,完全是由母本决定的。”第三组实验现象的出现也恰恰是由于母本为花斑色,存在杂合细胞造成的,所以并不矛盾。这组现象也引出了细胞质遗传的第二个特点。
  因此教师在讲解时最好进一步说明:具有相对性状的两亲本杂交,若母本全部为纯和细胞,则子代总表现出母本性状;若母本存在杂和细胞,则子代也可能出现与母本不同的性状,只是没有一定的分离比。这样总结能够将细胞质遗传的两个特点之间的关系解释的更清楚,也把母系遗传解释的更严密。

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