貌似神離　自交即分

趙志兵

細(xì)胞質(zhì)遺傳與被子植物的種皮、果皮的遺傳極其相似，子代都保持了母本的性狀，即都具有“母系遺傳”的特點(diǎn)，但是控制種皮、果皮性狀的基因既可以是核基因也可以是質(zhì)基因，其遺傳既可屬于細(xì)胞核遺傳也可屬于細(xì)胞質(zhì)遺傳，所以兩者的遺傳方式是有根本區(qū)別的。正因如此，關(guān)于種子遺傳與細(xì)胞質(zhì)遺傳的考題在高考試題中也是頻頻出現(xiàn)，現(xiàn)有兩個典型例子分析如下：

例1 回答一組與高等植物個體發(fā)育有關(guān)的問題：

Ⅰ.某種植物體細(xì)胞染色體數(shù)為2N=6條?，F(xiàn)有一雄性植株（染色體組成為AABBCC,字母AA代表一對同源染色體，字

母BB代表一對同源染色體，以此類推。下同）向一雌性植株（染色體組成為aabbcc）授粉。請回答：

（1）該雌性植株種子中，種皮、子葉、胚乳細(xì)胞的染色體組成分別為aabbcc、AaBbCc、AaaBbbCcc。

（2）若該植株為一種水果（類似梨），那么上述雌性植株經(jīng)過授粉后所結(jié)果子的風(fēng)味是否改變？不改變。

（3）將上述雌性植株經(jīng)過授粉后所結(jié)的種子種下去，萌發(fā)長成的植株所結(jié)的果子不僅風(fēng)味極佳，而且具有抗蟲特性，現(xiàn)希望繁殖該品種，宜采用的方法是無性繁殖（嫁接、扦插、組織培養(yǎng)）。

Ⅱ.豌豆的硬莢、圓滑種皮和黃色子葉對軟莢、皺縮種皮和綠色子葉是顯性?，F(xiàn)有純種硬莢、圓滑種皮、黃色子葉的花粉授給純種軟莢、皺縮種皮、綠色子葉的植株，完成雜交。設(shè)三對等位基因依次為Aa、Bb、Cc,且獨(dú)立遺傳?；卮鹣铝袉栴}：

（1）在一豆莢內(nèi)有3粒豌豆，在其形成過程中，子房、胚珠、受精次數(shù)分別是1個、3個、6次。

（2）將上述雜交種子播種，所結(jié)果實(shí)的性狀是硬莢、圓滑種皮、黃色子葉和硬莢、圓滑種皮、綠色子葉，其比例為3：1。

（3）現(xiàn)用基因型為aaBBCC、aabbcc的豌豆雜交得F1，F(xiàn)1自交得F2。F2植株所結(jié)種子種皮的分離比是3：1、子葉顏色的分離比是5：3。

解析：本題要求從遺傳角度分析高等植物個體發(fā)育等綜合知識，符合“能把握所學(xué)知識的要點(diǎn)和知識之間的內(nèi)在聯(lián)系”的高考能力測試目標(biāo)。

Ⅰ.解答此類問題的關(guān)鍵是理解果實(shí)各個部分的發(fā)育來源、過程。種皮由珠被（母本）細(xì)胞發(fā)育而來，其染色體組成與母本相同。子葉為胚的一部分，它由受精卵發(fā)育而來；胚乳細(xì)胞由受精極核發(fā)育而來。

（1）精子的染色體組成為ABC，卵細(xì)胞、極核的染色體組成為abc。故種皮、子葉、胚乳細(xì)胞的染色體組成分別為aabbcc、AaBbCc、AaaBbbCcc。

（2）水果的風(fēng)味主要由果皮決定，它由子房壁和花托（母本）細(xì)胞發(fā)育而來，所以授粉后所結(jié)果實(shí)的風(fēng)味不改變。

（3）因?yàn)闊o性繁殖可最大限度地保持母本的性狀，所以利用無性繁殖的方法可以快速繁殖該雜交品種。

Ⅱ.（1）一個豆莢由一個子房發(fā)育而來，3粒豌豆由3個胚珠發(fā)育而來，由于是雙受精作用，所以受精次數(shù)為6次。

（2）豆莢（相當(dāng)于果皮）由子房壁發(fā)育而來，種皮由珠被細(xì)胞發(fā)育而來，均為母本的體細(xì)胞，子葉是胚的組成部分，屬于子代。Aa、Bb、Cc三對等位基因獨(dú)立遺傳，則：AABBCC(♂) ×aabbcc（♀），母本所結(jié)果實(shí)有關(guān)的基因型為：豆莢（子房壁）aabbcc、子葉（胚）AaBbCc、種皮（珠被）aabbcc。將上述種子播種，胚AaBbCc發(fā)育為植株，基因型為AaBbCc，自交后母本（AaBbCc）所結(jié)果實(shí)有關(guān)結(jié)構(gòu)的基因型為：豆莢Aa（硬莢）、種皮Bb（圓滑）、子葉（胚）1/4CC（黃）＋2/4Cc（黃）＋1/4cc（綠），所以所結(jié)果實(shí)的性狀是硬莢、圓滑種皮、黃色子葉和硬莢、圓滑種皮、綠色子葉，其比例為3：1。

（3）F2植株所結(jié)種子的實(shí)質(zhì)是F3，但種皮為F2。

因?yàn)槿龑Φ任换颡?dú)立遺傳，滿足基因的遺傳定律，所以可將三對性狀（等位基因）分別研究，又因?yàn)榛騛a純和，可略去，則有：

例2 現(xiàn)有純種的紫色種皮和純種的白色種皮菜豆品系。請回答證明菜豆種皮顏色這一性狀是由核基因還是質(zhì)基因控制的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案中的相關(guān)問題：

（1）雜交時，應(yīng)選用的親本組合是紫色菜豆（♀）×白色菜豆（♂）、白色菜豆（♀） ×紫色菜豆（♂）。收獲種子時觀察到種皮顏色：前者為 紫 色，后者為 白 色。用此實(shí)驗(yàn)結(jié)果 不能 （填“能”或“不能”）得出相應(yīng)的結(jié)論。原因是種皮是由母本珠被（細(xì)胞）直接發(fā)育而來的，不屬于子代結(jié)構(gòu)。

（2）將上述雜交實(shí)驗(yàn)收獲的種子分別種下去，預(yù)測結(jié)果并得出相應(yīng)結(jié)論：

無論正交和反交，如果F1代產(chǎn)生種子的種皮顏色都表現(xiàn)為紫色或白色的一種，則控制種皮顏色的基因是核基因。

如果F1代產(chǎn)生種子的種皮顏色都只與親本組合中的母本相同，則控制種皮顏色的基因是質(zhì)基因。

解析：種皮是由母本珠被（細(xì)胞）直接發(fā)育而來的，不屬于子代結(jié)構(gòu)，即種皮顏色決定于母本，故紫色菜豆（♀）×白色菜豆（♂）→收獲種子為紫種皮；白色菜豆（♀） ×紫色菜豆（♂）→收獲種子為白種皮，表象為“母系遺傳”，但可通過觀察F1代所結(jié)種子予以區(qū)分：無論正交還是反交，如果F1代所結(jié)種子的種皮顏色都只表現(xiàn)為紫色或白色的一種，則控制種皮顏色的基因是核基因；如果F1代所結(jié)種子的種皮顏色都只與親本組合中的母本相同，則控制種皮顏色的基因是質(zhì)基因。

從上述兩例可以看出，細(xì)胞質(zhì)遺傳與被子植物的種皮、果皮的遺傳的確很相似，因此相關(guān)考題也頗具迷惑性，但只要掌握以下規(guī)律和方法，這類問題便迎刃而解：

1.果實(shí)的發(fā)育與遺傳（見附表1）

2.子房與果實(shí)之間的對應(yīng)關(guān)系

①1個子房形成1個果實(shí)，1個胚珠形成1粒種子。若1個子房有多個胚珠，則1個果實(shí)包含多粒種子；②1粒種子需要1個卵細(xì)胞、2個極核和2個精子；而完成雙受精的2個精子由1個花粉粒形成。

3.如何確定種皮、果皮的遺傳是細(xì)胞核遺傳還是細(xì)胞質(zhì)遺傳？

可將具有母本性狀的這些種子再種植下去，得到F1植株，將F1植株進(jìn)行自交（自花傳粉）觀察所結(jié)果實(shí)的果皮和種皮性狀，若所有F1植株所結(jié)果實(shí)的果皮和種皮性狀都與母本相同（未發(fā)生性狀分離），則屬于細(xì)胞質(zhì)遺傳；若發(fā)生性狀分離，則屬于細(xì)胞核遺傳。