1、 一、染色体变异在育种上的应用一、染色体变异在育种上的应用1.1.单倍体育种：单倍体育种：采用的采用的 方法获得方法获得，然然后经过后经过使染色体数目使染色体数目，重新恢复到正常植株的重新恢复到正常植株的。2.2.多倍体育种：多倍体育种：用用处理处理或或，导致导致染色体数目加倍，细胞继续进行正常的染色体数目加倍，细胞继续进行正常的，将来就可以发育将来就可以发育为为。二、秋水仙素的诱变机理二、秋水仙素的诱变机理在细胞分裂时，在细胞分裂时，秋水仙素一方面使染色体的秋水仙素一方面使染色体的延迟分裂延迟分裂，虽然虽然欲分离欲分离，但但仍连在一起仍连在一起；另一方面能引起分另一方面能引起分裂中期的裂中期
2、的断裂断裂，或抑制或抑制的形成的形成，导致分裂后期导致分裂后期不能移向细胞两极而重组成一个具有不能移向细胞两极而重组成一个具有细胞核的细胞核的细胞细胞。返回返回花药花药（花粉）离体培养（花粉）离体培养单倍体植株单倍体植株 人工诱导人工诱导加倍加倍染色体数目染色体数目秋水仙素秋水仙素萌发的种子萌发的种子幼苗幼苗有丝分裂有丝分裂多倍体植株多倍体植株着丝粒着丝粒染色单体染色单体着丝粒着丝粒纺锤丝纺锤丝纺锤体纺锤体染色体染色体双倍性双倍性学点一二倍体、多倍体和单倍体学点一二倍体、多倍体和单倍体1.1.二倍体二倍体（1 1）概念：由受精卵发育而成的，体细胞中含有两个染色体组的个）概念：由受精卵发育而成的
3、，体细胞中含有两个染色体组的个体称为二倍体。体称为二倍体。（2 2）举例：二倍体在自然界中比较普遍，几乎全部的动物和过半数）举例：二倍体在自然界中比较普遍，几乎全部的动物和过半数的高等植物均是二倍体。的高等植物均是二倍体。2.2.多倍体多倍体（1 1）概念：由受精卵发育而成的，体细胞中含有三个或三个以上染）概念：由受精卵发育而成的，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体，称为多倍体。色体组的个体，称为多倍体。二倍体和多倍体都是指由受精卵发育而成的个体。另外二倍体和多倍体都是指由受精卵发育而成的个体。另外,由体细胞培由体细胞培育而获得的个体育而获得的个体,也依据体细胞中染色体组的数目称为二倍体
4、或多倍体也依据体细胞中染色体组的数目称为二倍体或多倍体。返回返回返回返回（2 2）举例：香蕉是三倍体）举例：香蕉是三倍体,马铃薯是四倍体，普通小麦是六倍体等。马铃薯是四倍体，普通小麦是六倍体等。（3 3）多倍体植株的特点）多倍体植株的特点茎秆粗壮，叶片、种子和果实都较大茎秆粗壮，叶片、种子和果实都较大。糖类和蛋白质等营养物质含量有所增加糖类和蛋白质等营养物质含量有所增加。缺点是发育迟缓，结实率低缺点是发育迟缓，结实率低。（4 4）应用）应用多倍体育种多倍体育种方法：可以采用低温、化学药剂如秋水仙素等处理。目前最常用方法：可以采用低温、化学药剂如秋水仙素等处理。目前最常用而且最有效的方法是用秋水
5、仙素处理萌发的种子或幼苗而且最有效的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。原理：秋水仙素作用于正在分裂的细胞，能够抑制纺锤体的形成原理：秋水仙素作用于正在分裂的细胞，能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。过程：正常幼苗过程：正常幼苗 多倍体植株多倍体植株 新品种新品种实例：实例：三倍体无三倍体无子西瓜子西瓜、甜菜等甜菜等。3.3.单倍体单倍体（1 1）概念：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，叫做单）概念：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，叫做单倍体。倍体。（2 2）举例：通常是由未经受
6、精作用的卵细胞直接发育而成（也叫）举例：通常是由未经受精作用的卵细胞直接发育而成（也叫单性生殖）。例如工蜂、蚜虫在夏天进行的孤雌生殖。高等植物开花传单性生殖）。例如工蜂、蚜虫在夏天进行的孤雌生殖。高等植物开花传粉后，因低温影响延迟受粉，也可以形成单倍体。粉后，因低温影响延迟受粉，也可以形成单倍体。（3 3）特点：植株弱小，且高度不育。）特点：植株弱小，且高度不育。返回返回单倍体中不一定只含一个染色体组。单倍体分为两大类，一类是一单倍体中不一定只含一个染色体组。单倍体分为两大类，一类是一倍体，即二倍体物种产生的单倍体；一类是多单倍体，即多倍体物种产倍体，即二倍体物种产生的单倍体；一类是多单倍体，
7、即多倍体物种产生的单倍体生的单倍体。【例【例1 1】自然界中，多倍体植物形成的过程是（）自然界中，多倍体植物形成的过程是（）减数分裂受阻细胞染色体加倍减数分裂受阻细胞染色体加倍产生加倍的配子形成加倍的合子产生加倍的配子形成加倍的合子有丝分裂受阻有丝分裂受阻A.A.B.B.C.C.D.D.B B本题考查多倍体的形成过程。在植物体内，细胞的分裂方本题考查多倍体的形成过程。在植物体内，细胞的分裂方式主要是有丝分裂，因而外界环境条件的骤变主要是影响细胞的有式主要是有丝分裂，因而外界环境条件的骤变主要是影响细胞的有丝分裂过程，使之受阻，形成染色体加倍的细胞。再由此细胞分裂丝分裂过程，使之受阻，形成染色体
8、加倍的细胞。再由此细胞分裂形成染色体加倍的组织（如花芽等），进一步产生染色体加倍的配形成染色体加倍的组织（如花芽等），进一步产生染色体加倍的配子，经过受精作用形成染色体加倍的合子，子，经过受精作用形成染色体加倍的合子，再再由合子发育为多倍体。由合子发育为多倍体。另外，若植物的花芽正在进行减数分裂，外界条件的骤变同样影响另外，若植物的花芽正在进行减数分裂，外界条件的骤变同样影响纺锤体的形成，直接形成加倍的配子；若植物营养器官中的细胞染纺锤体的形成，直接形成加倍的配子；若植物营养器官中的细胞染色体加倍，还可以通过无性生殖的方式直接形成多倍体。色体加倍，还可以通过无性生殖的方式直接形成多倍体。返回返
9、回1.1.下列生物属于单倍体的是下列生物属于单倍体的是（）（）A.A.由玉米种子发育成的幼苗由玉米种子发育成的幼苗B.B.由花粉离体培养，再经秋水仙素处理的水稻由花粉离体培养，再经秋水仙素处理的水稻C.C.由蜜蜂的未受精的卵细胞发育成的雄蜂由蜜蜂的未受精的卵细胞发育成的雄蜂D.D.由蛙的受精卵发育成的蝌蚪由蛙的受精卵发育成的蝌蚪返回返回C C单倍体单倍体是指是指含有本物种配子的染色体数目含有本物种配子的染色体数目的个体的个体。学点二低温诱导植物细胞染色体数目的变化学点二低温诱导植物细胞染色体数目的变化1.1.实验原理实验原理低温处理植物分生组织细胞，能够抑制细胞分裂时纺锤体的形成，低温处理植物
10、分生组织细胞，能够抑制细胞分裂时纺锤体的形成，使染色体不能被拉向两极，这样的细胞不能继续分裂，从而产生染色体数使染色体不能被拉向两极，这样的细胞不能继续分裂，从而产生染色体数目加倍的核。若染色体加倍的细胞继续分裂，就会形成多倍性的组织目加倍的核。若染色体加倍的细胞继续分裂，就会形成多倍性的组织,由由多倍性组织分化产生的性细胞所产生的配子是多倍性的，因而也可通过有多倍性组织分化产生的性细胞所产生的配子是多倍性的，因而也可通过有性繁殖方法把多倍体繁殖下去性繁殖方法把多倍体繁殖下去。2.2.实验步骤实验步骤（1 1）培养：将洋葱放在清水中培养，待长出约）培养：将洋葱放在清水中培养，待长出约1 cm1
11、 cm左右的不定根，左右的不定根，放入冰箱（放入冰箱（14 14）诱导培养）诱导培养36 h36 h。（2 2）固定：取诱导处理好的根尖约）固定：取诱导处理好的根尖约0.51 cm0.51 cm，放入卡诺氏液中浸泡，放入卡诺氏液中浸泡0.51 h0.51 h，固定细胞的形态，然后用体积分数为，固定细胞的形态，然后用体积分数为95%95%的酒精冲洗的酒精冲洗2 2次。次。（3 3）制作装片：按解离、漂洗、染色和制片）制作装片：按解离、漂洗、染色和制片4 4个步骤，具体操作方个步骤，具体操作方法与法与“观察植物细胞的有丝分裂观察植物细胞的有丝分裂”实验实验相同相同。（4 4）观察：先用低倍镜观察，
12、找到视野中既有二倍体细胞，也有染）观察：先用低倍镜观察，找到视野中既有二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞的区域。确认某个细胞发生染色体数目变化后色体数目发生改变的细胞的区域。确认某个细胞发生染色体数目变化后,再用高倍镜观察。再用高倍镜观察。返回返回【例【例2 2】低温诱导染色体数目变异的原因是（）低温诱导染色体数目变异的原因是（）A.A.诱导染色体连续复制两次诱导染色体连续复制两次B.B.促使染色单体分开，形成了染色体促使染色单体分开，形成了染色体C.C.促进细胞两两融合促进细胞两两融合D.D.抑制细胞分裂时纺锤体的形成抑制细胞分裂时纺锤体的形成D D本题考查染色体数目变异的原因及细胞分
13、裂的相关知识，本题考查染色体数目变异的原因及细胞分裂的相关知识，旨在加强学生对低温诱导多倍体形成过程的理解。低温等环境条件旨在加强学生对低温诱导多倍体形成过程的理解。低温等环境条件的剧烈变化或人工使用秋水仙素等可抑制细胞分裂过程中纺锤体的的剧烈变化或人工使用秋水仙素等可抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成，使细胞中分开的染色体单体不能移向两极，从而导致细胞中形成，使细胞中分开的染色体单体不能移向两极，从而导致细胞中染色体数目加倍。染色体数目加倍。返回返回2.2.将常温下培养洋葱的装置移到冰箱的低温室（将常温下培养洋葱的装置移到冰箱的低温室（4 4）内再培养一段内再培养一段时间，取根尖制成装片，用显微
14、镜观察细胞中染色体数目的变化，时间，取根尖制成装片，用显微镜观察细胞中染色体数目的变化，该实验的目的是该实验的目的是（）（）A.A.验证低温能诱导植物验证低温能诱导植物细胞染色体数目变化细胞染色体数目变化B.B.观察植物细胞的有丝分裂观察植物细胞的有丝分裂C.C.验证低温对根尖生长的影响验证低温对根尖生长的影响D.D.探究诱导植物探究诱导植物细胞染色体数目加倍的最适温度细胞染色体数目加倍的最适温度用排除法。该实验是在低温培养后观察细胞中染色体数用排除法。该实验是在低温培养后观察细胞中染色体数目的变化，而进行有丝分裂实验没必要进行低温培养，所以排除目的变化，而进行有丝分裂实验没必要进行低温培养，
15、所以排除B B、C C；又因为没有设置对照实验，所以排除；又因为没有设置对照实验，所以排除D D。返回返回单倍体育种单倍体育种（1 1）方法：花药离体培养。）方法：花药离体培养。（2 2）步骤）步骤（3 3）实例：两对等位基因分别位于两对同源染色体上，基因型为）实例：两对等位基因分别位于两对同源染色体上，基因型为AaBbAaBb的杂合小麦的杂合小麦F F1 1，利用单倍体育种法获得，利用单倍体育种法获得aaBBaaBB新品种的培育过程：新品种的培育过程：返回返回单倍体育种过程中单倍体育种过程中人工诱导染色体加倍的方法是用秋水仙素处理单人工诱导染色体加倍的方法是用秋水仙素处理单倍体幼苗。注意，不
16、能用秋水仙素处理萌发的种子，因为单倍体是高度倍体幼苗。注意，不能用秋水仙素处理萌发的种子，因为单倍体是高度不育的，很难结出种子不育的，很难结出种子。（4 4）优点：能大大缩短育种年限。）优点：能大大缩短育种年限。单倍体育种产生的后代都是纯种，不发生性状分离，因此可以明显单倍体育种产生的后代都是纯种，不发生性状分离，因此可以明显缩短育种年限。缩短育种年限。【例【例3 3】单倍体育种可以明显地缩短育种年限，这是由于】单倍体育种可以明显地缩短育种年限，这是由于（）（）A.A.培养技术操作简单培养技术操作简单B.B.单倍体植株生长迅速单倍体植株生长迅速 C.C.诱导出苗成功率高诱导出苗成功率高D.D.
17、后代不发生性状分离后代不发生性状分离D D单倍体育种是利用花药离体培养单倍体育种是利用花药离体培养获得获得单倍体植株，然后用单倍体植株，然后用秋水仙素处理，使染色体数目加倍，加倍后的植株都是纯合子，后秋水仙素处理，使染色体数目加倍，加倍后的植株都是纯合子，后代不会出现性状分离。代不会出现性状分离。返回返回3.3.现有高秆抗病（现有高秆抗病（DDTTDDTT）小麦和矮秆不抗病（）小麦和矮秆不抗病（ddttddtt）小麦两个品种）小麦两个品种（相对性状可以自由组合），下列哪种方法能尽快培育出能稳定遗（相对性状可以自由组合），下列哪种方法能尽快培育出能稳定遗传的矮秆抗病小麦新品种传的矮秆抗病小麦新品
18、种（）（）A.A.两亲本杂交两亲本杂交FF1 1FF2 2 选不分离者选不分离者 纯合子纯合子B.B.两亲本杂交两亲本杂交FF1 1 秋水仙素处理秋水仙素处理 纯合子纯合子C.C.两亲本杂交两亲本杂交FF1 1 秋水仙素处理秋水仙素处理 花药离体培养花药离体培养 纯合子纯合子D.D.两亲本杂交两亲本杂交FF1 1 花药离体培养花药离体培养 单倍体幼苗单倍体幼苗 秋水仙素处理秋水仙素处理 纯合子纯合子培育能稳定遗传的矮秆抗病小麦新品种，就是得到纯合培育能稳定遗传的矮秆抗病小麦新品种，就是得到纯合的矮秆抗病品种。杂交后反复自交、杂交后取的矮秆抗病品种。杂交后反复自交、杂交后取F F1 1的花药进行单倍的花药进行单倍体育种都可以得到，但单倍体育种可以缩短育种时间。体育种都可以得到，但单倍体育种可以缩短育种时间。返回返回D D课间活动请同学们注意安全课间活动请同学们注意安全安全小贴士
