1、?Content 学案学案3 染色体变异（二）染色体变异（二）?C o n t e n t 学案3 染色体变异（二）一、低温诱导植物染色体数目的变化一、低温诱导植物染色体数目的变化?Content 解离解离、_漂洗漂洗、_染色染色、_制片制片。制作装片的基本步骤是：制作装片的基本步骤是：_ 二、多倍体育种二、多倍体育种 秋水仙素秋水仙素 来处理萌发的来处理萌发的 人工诱导多倍体最有效的方法是用人工诱导多倍体最有效的方法是用_种子或幼苗种子或幼苗，其作用机理是可以抑制，其作用机理是可以抑制_纺锤体纺锤体 的形成，导致染色体的形成，导致染色体_数目加倍。数目加倍。三、单倍体育种三、单倍体育种 花药
2、离体培养花药离体培养 单倍体育种的主要步骤是单倍体育种的主要步骤是_和和_人工诱导染色体数目加倍人工诱导染色体数目加倍。明显缩短育种年限明显缩短育种年限。该育种方法的主要优点是该育种方法的主要优点是_ 一、低温诱导植物染色体数目的变化?C o n t e?Content 学点一学点一 低温诱导植物染色体数目的变化低温诱导植物染色体数目的变化 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，使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，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染色体不能被拉向两极，这样的细胞不能继续分裂，
3、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，由多加倍的核。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。繁殖方法把多倍体繁殖下去。?C o n t e n t 学点一 低温诱导植物染色体数目的变化?2.2.实验操作步骤实验操作步骤 (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 cm左右的不定根，放左右的不定根，放入冰箱（入冰箱（1 14 4）诱导培养）
4、诱导培养36 h36 h。Content (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0.50.51 cm1 cm，放入卡诺氏液中浸泡，放入卡诺氏液中浸泡0.50.51 h1 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，具体操作方法与个步骤，具体操作方法与实验实验“观察植物细胞的有丝分裂观察植物细胞的有丝分裂”相同。相同。(4)(4)观察：先用低倍镜观察，找到视野中既有二倍体细胞，也有染色观察：先用低倍镜观察，
5、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，再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。用高倍镜观察。3.3.注意事项注意事项 （1 1）低温的作用与秋水仙素的作用基本相似。）低温的作用与秋水仙素的作用基本相似。（2 2）此实验可通过设置不同的温度来探究温度对植物染色体数目的变）此实验可通过设置不同的温度来探究温度对植物染色体数目的变化的影响。化的影响。?2.实验操作步骤 (1)培养：将洋葱放在【例【例1 1】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）
6、内再培 养一段时间，取根尖制成装片，用显微镜观察细胞中染色体数目养一段时间，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（的变化，该实验的目的是（A A）A.A.验证低温能诱导植物染色体数目的变化验证低温能诱导植物染色体数目的变化 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.探究诱导植物染色体数目加倍的最适温度探究诱导植物染色体数目加倍的最适温度 【解析】用排除法。该实验是在低温培养后观察细胞中染色体【解析】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
7、温培养，所以排数目的变化，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。【例1】将常温下培养洋葱的装置移到冰箱的低温室（4 ）内再?1.1.低温诱导染色体数目的变异的原因是（低温诱导染色体数目的变异的原因是（）D D A.A.诱导染色体连续复制两次诱导染色体连续复制两次 Content 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 【解析】本题考查染色体数目的变异的原因及细胞分
8、裂的相【解析】本题考查染色体数目的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。低温等环境条件的剧烈变化或人工使用秋水仙素等可抑制细胞分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形成，使细胞中分开的染色体单体不能移向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，从而导致细胞中染色体数目加倍。两极，从而导致细胞中染色体数目加倍。?1.低温诱导染色体数目的变异的原因是（）D 学点二学点二 多倍体育种多倍体育种 1.1.方法：方法：可以采用低温、化学药剂如秋水仙素等处理。目可
9、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仙素处理萌发的种子或幼前最常用而且最有效的方法是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。苗。2.2.原理：原理：秋水仙素作用于正在分裂的细胞，能够抑制纺锤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。色体数目加倍。3.3.过程过程 4.4.实例：实例：三倍体无籽西瓜、甜菜等。三倍体无籽西瓜、甜菜等。学点二 多倍体育种 1.方法：可以采用低温、化学【例【例2 2】秋水仙素诱导产生多倍体和诱导基因突变的生理】秋水仙素诱
10、导产生多倍体和诱导基因突变的生理 作用分别是（作用分别是（）D D 抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体抑制细胞有丝分裂时形成纺锤体 加速细胞内染色体复制加速细胞内染色体复制 使染色体配对紊乱，不能形成可育的配子使染色体配对紊乱，不能形成可育的配子 干扰干扰DNADNA的正常复制的正常复制 A.A.B.B.C.C.D.D.【解析】秋水仙素能抑制细胞分裂前期纺锤体的形成，导致复【解析】秋水仙素能抑制细胞分裂前期纺锤体的形成，导致复制的染色体不能分配到细胞两极，细胞不能分裂成两个子细胞，制的染色体不能分配到细胞两极，细胞不能分裂成两个子细胞，从而引起染色体数目加倍；秋水仙素作用于细胞分裂的间期，干从而引起
11、染色体数目加倍；秋水仙素作用于细胞分裂的间期，干扰扰DNADNA的复制，诱导基因突变。的复制，诱导基因突变。【例2】秋水仙素诱导产生多倍体和诱导基因突变的生理?Content 2.2.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（）减数分裂受阻减数分裂受阻 细胞染色体加倍细胞染色体加倍 产生加倍的配子产生加倍的配子 形成加倍的合子形成加倍的合子 有丝分裂受阻有丝分裂受阻 A.A.B.B.C.C.D.D.【解析】本题考查多倍体的形成过程。在植物体内，细胞的分裂方【解析】本题考查多倍体的形成过程。在植物体内，细胞的分裂方B B 式主要是有丝分裂，因而外界环境条件的骤变主要是影
12、响细胞的有丝式主要是有丝分裂，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。再由此细胞分裂形成分裂过程，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，由合子发育为多倍体。另外，若过受精作用形成染色体加倍的合子，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纺锤体的形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
13、色体加倍，还成，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。可以通过无性生殖的方式直接形成多倍体。?C o n t e n t 2.自然界中，多倍体植物形成的过程是（学点三学点三 单倍体育种单倍体育种 1.1.原理：原理：染色体（数目的）变异。染色体（数目的）变异。2.2.步骤步骤（如图（如图5-3-15-3-1）图图5-3-1 5-3-1 说明说明:单倍体育种中人工诱导染色体数目加倍的方法多是用秋水仙素处单倍体育种中人工诱导染色体数目加倍的方法多是用秋水仙素处理单倍体幼苗。注意，不能用秋水仙素处理萌发的种子，因为单倍体理单倍体幼苗。注意，不能
14、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。是高度不育的，很难结出种子。学点三 单倍体育种 1.原理：染色体（数目的）变异。3.3.实例：实例：两对等位基因分别位于两对同源染色体上，基两对等位基因分别位于两对同源染色体上，基因型为因型为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新品新品种的培育过程（如图种的培育过程（如图5-3-25-3-2）。）。图图5-3-2 5-3-2 4.优点：优点：能大大缩短育种年限。能大大缩短育种年限。3.实例：两对等位基因分别位于两对同源染色体上，基因【例【例3 3】单倍体育种可
15、以明显地缩短育种年限，这】单倍体育种可以明显地缩短育种年限，这 是由于（是由于（D D）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.后代不发生性状分离后代不发生性状分离 【解析】单倍体育种是利用花药离体培养得到单倍【解析】单倍体育种是利用花药离体培养得到单倍体植株，然后用秋水仙素处理，使其染色体数目加倍，体植株，然后用秋水仙素处理，使其染色体数目加倍，加倍后的植株都是纯合子，后代不会发生性状分离。加倍后的植株都是纯合子，后代不会发生性状分离。【例3】单倍体育种可以明显地缩短育种年限，这 是由于?3.3
16、.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 Content 传的矮秆抗病小麦新品种（传的矮秆抗病小麦新品种（D D）A.A.两亲本杂交两亲本杂交F F1 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F F1 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F F1 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
17、杂交两亲本杂交F F1 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 【解析】培育能稳定遗传的矮秆抗病小麦新品种，就是得到纯【解析】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。杂交育种后反复自交与杂交育种后取合的矮秆抗病品种。杂交育种后反复自交与杂交育种后取F F1 1的花药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。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。?3.现有高秆抗病（D D T T）小麦和矮秆不抗病（d d t t）小?Content 单倍体育种与多倍体育种的比较单倍体育种与多倍体育种的比较
18、?C o n t e n t 单倍体育种与多倍体育种的比较【例【例4 4】在生产实践中，欲想获得无子果实常用的】在生产实践中，欲想获得无子果实常用的 方法有（方法有（C C）人工诱导多倍体育种人工诱导多倍体育种 人工诱变人工诱变 单倍体育种单倍体育种 用适当浓度的生长素处理用适当浓度的生长素处理 A.A.B.B.C.C.D.D.【解析】三倍体无籽西瓜是通过的方法获【解析】三倍体无籽西瓜是通过的方法获得的；无子番茄的获得应用了的方法。得的；无子番茄的获得应用了的方法。【例4】在生产实践中，欲想获得无子果实常用的 方法有4.4.用基因型为用基因型为DdTtDdTt的植株所产生的花粉分别经离体培养成
19、幼苗，再用秋的植株所产生的花粉分别经离体培养成幼苗，再用秋 水仙素处理使其成为二倍体，这些幼苗成熟后，自交后代（水仙素处理使其成为二倍体，这些幼苗成熟后，自交后代（）?Content A.A.全部为纯合子全部为纯合子 B.B.全部为杂合子全部为杂合子 C.1/4 C.1/4为纯合子为纯合子 D.1/16 D.1/16为纯合子为纯合子 A A 【解析】二倍体植株先经花药离体培养得到单倍体，单倍体再经【解析】二倍体植株先经花药离体培养得到单倍体，单倍体再经染色体加倍得到的二倍体为纯合子，纯合子自交后代不会发生性状染色体加倍得到的二倍体为纯合子，纯合子自交后代不会发生性状分离。分离。请做练案请做练案19 19 染色体变异（二）染色体变异（二）4.用基因型为D d T t 的植株所产生的花粉分别经离体培养成幼苗
