1、AGCT-深圳 刘文华AGCT-深圳 刘文华5.2染色体变异AGCT-深圳 刘文华AGCT-深圳 刘文华野生祖先种马铃薯（多种颜色）栽培品种马铃薯（一般都为黄色）野生祖先种香蕉（有籽）栽培品种香蕉（无籽）野生祖先种野生祖先种VS栽培品种栽培品种问题探讨AGCT-深圳 刘文华生物种类生物种类体细胞染色体细胞染色体数体数/条条体细胞非同源染体细胞非同源染色体色体/套套配子染色体配子染色体数数/条条马铃薯野生祖先种242栽培品种484香蕉野生祖先种222栽培品种3331.请根据所学的减数分裂的知识，试着完成该表格。122411异常2.为什么我们平时吃的香蕉没有种子？问题探讨无籽香蕉提示：因为香蕉栽培
2、品种体细胞中的染色体数目是33条，减数分裂时染色体发生联会紊乱，不能形成正常的配子，因此无法形成受精卵，进而形成种子。AGCT-深圳 刘文华问题探讨问题探讨野生祖先种野生祖先种VSVS栽培品种栽培品种 作为野生植物的后代，许多栽培植作为野生植物的后代，许多栽培植物的染色体数目却与它们的祖先大不相物的染色体数目却与它们的祖先大不相同，如马铃薯和香蕉。同，如马铃薯和香蕉。生物种类生物种类体细胞体细胞染色体染色体数数/条条体细胞非体细胞非同源染色同源染色体体/套套配子染配子染色体数色体数/条条马马铃铃薯薯野生祖先野生祖先种种24242 2栽培品种栽培品种48484 4香香蕉蕉野生祖先野生祖先种种22
3、222 2栽培品种栽培品种33333 3121224241111异常异常（无配子）（无配子）3.3.分析表中数据，你还能提出什么问题吗？分析表中数据，你还能提出什么问题吗？能否发挥想象力作出一些推测呢？能否发挥想象力作出一些推测呢？能形成种子的植物细胞中，染色体数目一定能形成种子的植物细胞中，染色体数目一定是偶数吗？香蕉体细胞中的染色体数目不是是偶数吗？香蕉体细胞中的染色体数目不是偶数，它是怎样形成的呢？又是如何繁殖下偶数，它是怎样形成的呢？又是如何繁殖下一代的？一代的？AGCT-深圳 刘文华概念概念类型类型染色体染色体结构结构的变异的变异染色体染色体数目数目的变异的变异细胞内个别染色体的增加
4、或减少细胞内个别染色体的增加或减少细胞内染色体数目以一套完整的非同源细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套的减少染色体为基数成倍地增加或成套的减少缺失、重复、倒位、易位缺失、重复、倒位、易位生物体的生物体的体细胞或生殖细胞体细胞或生殖细胞内染色体内染色体数目或结构数目或结构的变化。的变化。（个体生长发育的（个体生长发育的任何时期任何时期，主要发生在，主要发生在细胞分裂时）细胞分裂时）染色体变异染色体变异AGCT-深圳 刘文华AGCT-深圳 刘文华区别 基因突变、基因重组：光镜下不可见 分子水平染色体变异：光镜下可见 细胞水平AGCT-深圳 刘文华一、染色体数目的变异AG
5、CT-深圳 刘文华染色体组：细胞中的每套非同源染色体。染色体组的特点：一组非同源染色体染色体的形态、大小、功能各不相同含该物种全套遗传信息不含等位基因AGCT-深圳 刘文华判断判断染色体组数目染色体组数目的方法的方法(1)方法一：根据染色体形态判断细胞中同一形态的染色体有几条，则含有几个染色体组；细胞中有几种形态的染色体，一个染色体组中就有几条染色体。1个染色体组1组2条染色体3个染色体组1组5条染色体4个染色体组1组2条染色体4个染色体组1组3条染色体AGCT-深圳 刘文华(2)方法二：根据基因型判断在生物体基因型中，相同基因或等位基因出现几次，则有几个染色体组同一字母同一字母不分大小写重复
6、出现几次，就含有几个染色体组。不分大小写重复出现几次，就含有几个染色体组。有几种字母出现，一个染色体组中就有几条染色体。AaaaAABBDDAaaABCD4个染色体组1组1条染色体2个染色体组1组3条染色体3个染色体组1组1条染色体1个染色体组1组4条染色体判断判断染色体组数目染色体组数目的方法的方法AGCT-深圳 刘文华(3)方法三：根据染色体数目和染色体形态数确定染色体组的数目判断判断判断染色体组数目染色体组数目的方法的方法染色体组数染色体组数=细胞内染色体数目细胞内染色体数目/染色体形态数染色体形态数比值是几，即含几个染色体组。1616条条/4/4种形态种形态=4=4个染色体组个染色体组
7、 4 4组组每组有每组有4 4条条如：果蝇的体细胞中含有如：果蝇的体细胞中含有8条染色体，条染色体，4对同源染色体，即染色体形对同源染色体，即染色体形态数为态数为4（X、Y视为同种形态染色体），染色体组数目为视为同种形态染色体），染色体组数目为 。人类体细胞中含有人类体细胞中含有46条染色体，共条染色体，共23对同源染色体，即染色体对同源染色体，即染色体形态数是形态数是23，细胞内含有，细胞内含有 个染色体组个染色体组2 22 2AGCT-深圳 刘文华2.指出下面细胞分别处于什么时期，此时细胞中各有几个染色体指出下面细胞分别处于什么时期，此时细胞中各有几个染色体组？组？减减后期后期有丝中期有丝
8、中期有丝后期有丝后期减减后期后期4个个2个个2个个2个个AGCT-深圳 刘文华一、染色体数目的变异AGCT-深圳 刘文华增多减少正常个别增减成倍增减以染色体组形式成倍增多或减少AGCT-深圳 刘文华2121三体综合征（先天性愚型）三体综合征（先天性愚型）产生的原因减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期 同源染色体未分离同源染色体未分离减数第二次分裂后期减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离后移姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极向细胞的同一极AGCT-深圳 刘文华个体个体雌配子雌配子受精卵受精卵雄配子雄配子由由受精卵受精卵发育来的个体，细胞中含有几个染色体组，就叫几倍体；发育来的个体，细胞中含有几个染
9、色体组，就叫几倍体；而由而由配子直接发育配子直接发育来的来的,不管含有几个染色体组，都只能叫单倍体不管含有几个染色体组，都只能叫单倍体 判断判断单倍体单倍体个体个体二倍体二倍体/多倍体多倍体是否含有两个染色体组的都是二倍体？是否含有两个染色体组的都是二倍体？是否单倍体都只有一个染色体组？是否单倍体都只有一个染色体组？由由雌配子雌配子或或雄配子雄配子直直接发育而成的生物体接发育而成的生物体几乎全部的动物和过几乎全部的动物和过半数的植物是二倍体半数的植物是二倍体香蕉香蕉(三倍体三倍体);马铃薯马铃薯(四倍体四倍体)雄蜂（单倍体）雄蜂（单倍体）（1）单倍体、二倍体与多倍体）单倍体、二倍体与多倍体2、
10、以染色体组的形式成倍的增加或减少、以染色体组的形式成倍的增加或减少蜂王 雄蜂 工蜂 32条 16条 32条染色体数目变异染色体数目变异1AGCT-深圳 刘文华一、染色体数目的变异AGCT-深圳 刘文华二倍体自然界中，几乎全部的动物和过半数的高等植物都是二倍体。体细胞中含两个染色体组的个体叫做二倍体。二倍体人果蝇玉米AGCT-深圳 刘文华l 二倍体植株经减数分裂产生的配子中应该有几个染色体组？二倍体植株经减数分裂产生的配子中应该有一个染色体组。AGCT-深圳 刘文华一、染色体数目的变异AGCT-深圳 刘文华多倍体马铃薯是四倍体香蕉是三倍体普通小麦是六倍体 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体
11、，统称为多倍体。多倍体AGCT-深圳 刘文华一、染色体数目的变异AGCT-深圳 刘文华与二倍体相比，多倍体的植株常常是茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质含量都有所增加。生长缓慢，结实率低。优点缺点多倍体AGCT-深圳 刘文华二、单倍体育种和多倍体育种AGCT-深圳 刘文华 如果野生马铃薯在减数分裂如果野生马铃薯在减数分裂后期，后期，同源染色体不分离同源染色体不分离，所产生，所产生的配子中有几个染色体组？的配子中有几个染色体组？如果如果野生马铃薯野生马铃薯在减数分裂在减数分裂后期，着丝粒分裂后，后期，着丝粒分裂后，姐妹染色单姐妹染色单体未分离体未分离而是进入同一个子细胞中
12、，所产生的配子中又有几个染而是进入同一个子细胞中，所产生的配子中又有几个染色体组？色体组？这样的配子与正常的配子结合后，发育成的个体的体细胞中有几这样的配子与正常的配子结合后，发育成的个体的体细胞中有几个染色体组？个染色体组？以上两种异常情况下产生的配子中都含两个染色体组；以上两种异常情况下产生的配子中都含两个染色体组；这样的配子与含有一个染色体组的正常配子结合发育成的个体的这样的配子与含有一个染色体组的正常配子结合发育成的个体的体细胞体细胞中含有三个染色体组，称作中含有三个染色体组，称作三倍体三倍体。三倍体的产生三倍体的产生AGCT-深圳 刘文华二、单倍体育种和多倍体育种AGCT-深圳 刘文
13、华多倍体多倍体奇数个染色体组的个体不育：奇数个染色体组的个体不育：一个个体，若含有一个个体，若含有奇数个奇数个染色体组，则染色体组，则会会出现联会紊乱，几乎无法产生正常的配子。出现联会紊乱，几乎无法产生正常的配子。为什么三倍体西瓜、三倍体香蕉是无籽的？为什么三倍体西瓜、三倍体香蕉是无籽的？异常配子异常配子正常配子正常配子无性繁殖无性繁殖AGCT-深圳 刘文华二、单倍体育种和多倍体育种AGCT-深圳 刘文华四倍体四倍体 什么是四倍体？它又是如何形成的？什么是四倍体？它又是如何形成的？由由2 2个含有两个染色体组的配子结合发育成的个体，个含有两个染色体组的配子结合发育成的个体，体细胞体细胞中含有中
14、含有4 4个染色个染色体组，称为体组，称为四倍体四倍体；四倍体的成因有两种：一是有四倍体的成因有两种：一是有2 2个含有两个染色体组的配子结合发育而来的；个含有两个染色体组的配子结合发育而来的；二是二倍体在二是二倍体在胚或幼苗时期胚或幼苗时期受某种因素影响，体细受某种因素影响，体细胞在进行有丝分裂时，染色体只复制未分离，也会形成四倍体。胞在进行有丝分裂时，染色体只复制未分离，也会形成四倍体。AGCT-深圳 刘文华一、染色体数目的变异AGCT-深圳 刘文华如何获得多倍体人工低温可以诱导多倍体的形成秋水仙素可以诱导多倍体的形成自然帕米尔高原多倍体植物多达85%北极的柯尔古耶夫岛上多倍体植物多达92
15、%多倍体AGCT-深圳 刘文华一、染色体数目的变异AGCT-深圳 刘文华低温和秋水仙素能够抑制细胞形成纺锤体，导致染色体复制后不能正常移向两极，从而不能分裂，细胞中染色体数目加倍。人工诱导多倍体的原理：多倍体AGCT-深圳 刘文华Q：秋水仙素处理法的具体做法是什么？原理又是什么？：秋水仙素处理法的具体做法是什么？原理又是什么？方法：方法：用秋水仙素处理萌发的种子 或幼苗。原理：原理：当秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向两极，从而引起细胞内染色数目加倍。染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂，将来就可能发育成多倍体植株。Q：为什么要处理：为什么要处理萌发的种子
16、或幼苗萌发的种子或幼苗，处理成熟的植株可以吗？，处理成熟的植株可以吗？秋水仙素的作用对象是_，成熟的植株大多细胞不进行有丝分裂。正在有丝分裂的细胞时期：有丝分裂前期染色体数目变异染色体数目变异1AGCT-深圳 刘文华柱柱头头花花柱柱子子房房花药花药花丝花丝花瓣花瓣花萼花萼花托花托雄雄蕊蕊雌雌蕊蕊花花 的的 主主 要要 结结 构构多倍体育种多倍体育种染色体数目变异染色体数目变异1AGCT-深圳 刘文华柱头柱头花柱花柱珠珠被被卵细胞卵细胞（1个）极核极核（2个）胚胚囊囊胚胚珠珠果皮果皮子子房房发育发育子子房房壁壁子子房房壁壁胚胚珠珠种皮种皮发育发育胚胚+精子发育发育胚乳胚乳+精子发育发育种种子子染
17、色体数目变异染色体数目变异1多倍体育种多倍体育种AGCT-深圳 刘文华被子植物的有性生殖过程和胚、胚乳发育过程简图被子植物的有性生殖过程和胚、胚乳发育过程简图父方父方雄蕊雄蕊花丝花丝花药花药:花粉母细胞花粉母细胞(2N)(2N)花粉花粉(N)(N)有丝分裂有丝分裂萌发萌发花粉管花粉管减数分裂减数分裂精子精子(N N)精子精子(N N)母方母方雌蕊雌蕊柱头柱头花柱花柱子子房房子房壁子房壁(2N2N)胚胚珠珠珠被珠被(2N2N)胚囊胚囊母细胞母细胞减数减数分裂分裂单核单核胚囊胚囊八核八核胚囊胚囊卵卵 细细 胞胞(N)(N)极核极核(N)+(N)+极核极核(N)(N)受精卵受精卵(2N)(2N)有丝
18、有丝分裂分裂受精极受精极核核(3N)(3N)胚胚(2N)(2N)胚乳胚乳(3N)(3N)种皮种皮(2N2N)果皮果皮(2N2N)种种子子果果实实要点要点果皮、种皮染色体组成为果皮、种皮染色体组成为2N2N，全部来自母本；性状与母本相同，与父本提供的，全部来自母本；性状与母本相同，与父本提供的精子的基因型无关。精子的基因型无关。胚和胚乳的染色体组成分别为胚和胚乳的染色体组成分别为2N2N和和3N3N，其中有一个，其中有一个N N来自父本，其余来自母本。来自父本，其余来自母本。受精方式受精方式:双受精双受精(被子植物特有被子植物特有)AGCT-深圳 刘文华不同结构不同结构形成方式形成方式基因组成基
19、因组成母本卵细胞母本卵细胞母本减数分裂母本减数分裂母本极核母本极核母本减数分裂母本减数分裂父本精子父本精子父本减数分裂父本减数分裂受精卵受精卵卵细胞和精子结合卵细胞和精子结合受精极核受精极核两个极核和一个精子结合两个极核和一个精子结合种子的胚种子的胚受精卵发育而来受精卵发育而来种子的胚乳种子的胚乳受精极核发育而来受精极核发育而来子代果皮子代果皮母本体细胞发育而来母本体细胞发育而来子代种皮子代种皮母本体细胞发育而来母本体细胞发育而来思考题：若母本基因型思考题：若母本基因型AAAA，父本基因型，父本基因型aaaa，则对应部分细胞中基因型如下表：，则对应部分细胞中基因型如下表：A AA A（与卵细胞
20、基因组成相同）（与卵细胞基因组成相同）a aAaAaAAaAAaAaAaAAaAAaAAAAAAAAAGCT-深圳 刘文华无籽西瓜培育无籽西瓜培育染色体数目变异染色体数目变异1多倍体育种多倍体育种AGCT-深圳 刘文华二、单倍体育种和多倍体育种AGCT-深圳 刘文华一、染色体数目的变异一、染色体数目的变异二倍体幼苗（二倍体幼苗（2N2N）秋水仙素秋水仙素四倍体植株四倍体植株（4N4N）二倍体植株二倍体植株（2N2N）卵细胞（卵细胞（2N2N）精子（精子（N N）受精卵（受精卵（3N3N）三倍体植株（三倍体植株（3N3N）联会紊乱联会紊乱花粉刺激花粉刺激多倍体育种多倍体育种AGCT-深圳 刘文华
21、二、单倍体育种和多倍体育种AGCT-深圳 刘文华一、染色体数目的变异一、染色体数目的变异以无籽西瓜为例以无籽西瓜为例 第一次传粉：第一次传粉：获得三倍体种子获得三倍体种子 第二次传粉：第二次传粉：刺激子房产生生长素，促进刺激子房产生生长素，促进子房发育成果实子房发育成果实 AGCT-深圳 刘文华第第二二年年假授粉联会紊乱3N2N果皮_3N无籽西瓜三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此，不能形成种子。三倍体西瓜为什么没有种子？真的一颗都没有吗？三倍体西瓜为什么没有种子？真的一颗都没有吗？联会紊乱并不是绝对一颗种子都没有，其原因是在进行减数分裂时，有可能形成正常的卵细胞染色体数目变异染
22、色体数目变异1AGCT-深圳 刘文华第第二二年年假授粉联会紊乱3N2N果皮_3N无籽西瓜2年按照一般流程，获得无籽西瓜需要几年？按照一般流程，获得无籽西瓜需要几年？进行无性繁殖。将三倍体西瓜植株进行组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽每年都要制种，很麻烦，有没有替代方法？每年都要制种，很麻烦，有没有替代方法？利用生长素或生长素类似物处理二倍体未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实染色体数目变异染色体数目变异1AGCT-深圳 刘文华一、染色体数目的变异AGCT-深圳 刘文华 体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体，叫做单倍体。单倍体植株弱小，高度不育特点：单倍体AGCT-深圳
23、刘文华一、染色体数目的变异AGCT-深圳 刘文华单倍体雄峰是单倍体AGCT-深圳 刘文华判断判断:单倍体1.1.单倍体的概念：单倍体的概念：体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体，叫作单倍体2.2.形成的原因形成的原因由由配子配子（如卵细胞、花粉等）（如卵细胞、花粉等）直接发育而成。直接发育而成。3.3.单倍体实例单倍体实例 如：蜜蜂中的雄蜂（2 2）单倍体一定只有一个染色体组。）单倍体一定只有一个染色体组。正常物种二倍体正常物种二倍体单倍体（含单倍体（含1 1个染色体组）个染色体组）12 3 4 512 3 4 512 3 4 5(1)(1)一个精子或者一个卵细胞就是单倍体一个
24、精子或者一个卵细胞就是单倍体单倍体是生物个体，而不是配子；精子和卵细胞属于配子，单倍体是生物个体，而不是配子；精子和卵细胞属于配子，但不是单倍体。但不是单倍体。AGCT-深圳 刘文华判断判断:正常物种四倍体正常物种四倍体单单倍体（含倍体（含2 2个染色体组）个染色体组）1 23 451 23451 23 45123 451 2 3 4 51 2 3 4 5 如马铃薯是如马铃薯是四倍体四倍体，其配子发育而成的，其配子发育而成的单倍体单倍体的体细胞中有的体细胞中有两个两个染色体组；染色体组；普通小麦是普通小麦是六倍体六倍体，其配子发育而成的，其配子发育而成的单倍体单倍体的体细胞中有的体细胞中有三个
25、三个染色体组；染色体组；(3)(3)单倍体可以只有一个染色体组，也可以有多个染色体组。单倍体可以只有一个染色体组，也可以有多个染色体组。(4)(4)四倍体物种形成的单倍体，其体细胞含有两个染色体组，可称四倍体物种形成的单倍体，其体细胞含有两个染色体组，可称为二倍体。为二倍体。(5)(5)含有三个染色体组的个体一定是三倍体。含有三个染色体组的个体一定是三倍体。某生物体细胞中有某生物体细胞中有32条染色体，这条染色体，这32条染色体有条染色体有8种形态，则种形态，则该生物体有该生物体有 个染色体组，该个体是个染色体组，该个体是 倍体。倍体。4四或单四或单（6 6）只有一个染色体组的生物一定是单倍体
26、）只有一个染色体组的生物一定是单倍体AGCT-深圳 刘文华项目二倍体多倍体单倍体概念发育起点染色体组的数目性状表现单倍体、二倍体和多倍体的比较体细胞中含有2个染色体组的个体体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体体细胞的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体一般为受精卵一般为受精卵未受精的配子2个3个或3个以上不确定茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富正常AGCT-深圳 刘文华4.4.单倍体植株的特点单倍体植株的特点与正常植株（二倍体）与正常植株（二倍体）相比，其单倍体相比，其单倍体植株长得弱小植株长得弱小高度不育高度不育Q：单倍体是不是都高度不育呢？单倍体并非都不育，二倍体的配子发育
27、成的单倍体，表现为高度不育；多倍体的配子如含有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体能进行正常的减数分裂并产生后代。含含偶数偶数个染色体组：可育个染色体组：可育含含奇数奇数个染色体组：高度不育个染色体组：高度不育单倍体单倍体AGCT-深圳 刘文华二、单倍体育种和多倍体育种AGCT-深圳 刘文华秋水仙素处理花药离体培养(1)(1)方法：方法：单倍体幼苗单倍体幼苗正常纯合子正常纯合子(3)(3)优点：优点：明显缩短育种年限明显缩短育种年限两年(2)(2)原理：原理：染色体变异染色体变异一般应用于二倍体植物二倍体植株单倍体植株高度不育5.单倍体育种AGCT-深圳 刘文华二、单倍体育种和多倍体
28、育种AGCT-深圳 刘文华(4)(4)过程过程：AGCT-深圳 刘文华亲本F1DDTTddtt（抗倒伏，不抗病）（抗倒伏，不抗病）（易倒伏，抗病）（易倒伏，抗病）DdTt自交多代，获得目标品种自交多代，获得目标品种优点：操作简单优点：操作简单传统育种方式传统育种方式缺点：缺点：耗时长耗时长4、单倍体育种、单倍体育种染色体数目变异染色体数目变异1AGCT-深圳 刘文华（抗倒伏，不抗病）（抗倒伏，不抗病）（抗倒伏抗病）（抗倒伏抗病）花药（粉）：花药（粉）：单倍体幼苗单倍体幼苗：DT Dt dT dt正常植株：正常植株：DDTT DDtt ddTT ddtt新品种：新品种：DDtt方法：方法：花药花
29、药离体培养离体培养秋水仙素处理秋水仙素处理缺点：操作复杂缺点：操作复杂优点：能明显缩短育种年限优点：能明显缩短育种年限DDTT（）ddtt（）第第一一年年第第二二年年筛选筛选DdTt（抗倒伏，不抗病）（抗倒伏，不抗病）（倒伏，抗病）（倒伏，抗病）二倍体生物二倍体生物（组织培养）（组织培养）DdTt植株DT Dt dT dt花药离体培养花药离体培养染色体数目变异染色体数目变异14、单倍体育种、单倍体育种AGCT-深圳 刘文华 关于单倍体的关于单倍体的3 3个易错点个易错点(1)(1)单倍体的体细胞中并不一定只有一个染色体组单倍体的体细胞中并不一定只有一个染色体组：如四：如四倍体的配子形成的单倍体
30、的体细胞中含有两个染色体组。倍体的配子形成的单倍体的体细胞中含有两个染色体组。单倍体可能含同源染色体，可能含等位基因，也可能可单倍体可能含同源染色体，可能含等位基因，也可能可育并产生后代。育并产生后代。(2)(2)体细胞中含有一个染色体组的生物一定是单倍体体细胞中含有一个染色体组的生物一定是单倍体。(3)(3)单倍体是生物个体，而不是配子单倍体是生物个体，而不是配子，精子和卵细胞属于，精子和卵细胞属于配子，但不是单倍体。配子，但不是单倍体。一、染色体数目的变异一、染色体数目的变异AGCT-深圳 刘文华单倍体育种和多倍体育种的比较单倍体育种和多倍体育种的比较单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育
31、种原理原理常用方常用方法法优势优势缺点缺点一、染色体数目的变异一、染色体数目的变异染色体变异染色体变异染色体变异染色体变异花药离体培养后人工花药离体培养后人工诱导染色体数目加倍诱导染色体数目加倍秋水仙素处理萌发的秋水仙素处理萌发的种子、幼苗种子、幼苗明显缩短育种年限明显缩短育种年限得到的植株是纯合体得到的植株是纯合体操作简单，植物器官大，操作简单，植物器官大，提高产量和营养成分提高产量和营养成分技术复杂一些，需与杂技术复杂一些，需与杂交育种配合交育种配合适用于植物，在动物方适用于植物，在动物方面难以操作面难以操作AGCT-深圳 刘文华二、单倍体育种和多倍体育种AGCT-深圳 刘文华(1)(1)
32、花药离体培养花药离体培养单倍体育种：单倍体育种：单倍体育种一般包括杂交、单倍体育种一般包括杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选花药离体培养、秋水仙素处理和筛选4 4个过程，不能简单地个过程，不能简单地认为花药离体培养就是单倍体育种的全部。认为花药离体培养就是单倍体育种的全部。(2)(2)单倍体育种的选择时机：单倍体育种的选择时机：不能选择特定基因型的花粉，不能选择特定基因型的花粉，也不能选择特定基因型的单倍体，因为花粉、单倍体不能表也不能选择特定基因型的单倍体，因为花粉、单倍体不能表现出相关的性状，应在秋水仙素处理后获得的纯合子中选择现出相关的性状，应在秋水仙素处理后获得的纯合子中选择具有所
33、需性状的个体。具有所需性状的个体。(3)(3)单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同：单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同：由于单倍体往往高度不育，育种操作的对象一般是单倍体由于单倍体往往高度不育，育种操作的对象一般是单倍体幼苗，通过组织培养得到纯合子植株。幼苗，通过组织培养得到纯合子植株。多倍体育种操作的对象是正常萌发的种子或幼苗。多倍体育种操作的对象是正常萌发的种子或幼苗。注意注意AGCT-深圳 刘文华类类别别 杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种基因工程育种基因工程育种原原理理常常用用方方法法优优点点缺缺点点基因重组基因重组杂交杂交自交自交选优选优自交自
34、交将将不同不同品种品种的优良性状的优良性状集中于集中于同同一一个体个体上上不能产生新基不能产生新基因；育种进程因；育种进程缓慢、过程复缓慢、过程复杂；杂；基因突变基因突变用用物理或化学物理或化学方方法法处理生物处理生物提高提高突变率突变率，可，可以在较短的时间以在较短的时间内获得更多的优内获得更多的优良变异类型良变异类型有利变异少有利变异少，需需大量处理大量处理实验实验材材料料（具有不定向（具有不定向性、低频性）性、低频性）染色体变异染色体变异花药离体培养花药离体培养；秋水仙素处理秋水仙素处理；选择选择；明显缩短育种明显缩短育种年限年限；(得到的得到的植株都是植株都是纯合纯合子子；)技术性强，
35、需技术性强，需结合杂交育种结合杂交育种和人工诱导染和人工诱导染色体加倍技术色体加倍技术染色体变异染色体变异用秋水仙素处用秋水仙素处理理萌发的种子萌发的种子或幼苗或幼苗茎秆粗壮，叶片、茎秆粗壮，叶片、果实、种子都比果实、种子都比较大，营养物质较大，营养物质含量有所增加含量有所增加发育延迟，结实发育延迟，结实率降低，一般只率降低，一般只适用于植物适用于植物补充：不同育种方法的比较补充：不同育种方法的比较基因重组基因重组将一种生物的将一种生物的特定基因转移特定基因转移到另一种生物到另一种生物细胞中细胞中 能定向改造生物能定向改造生物的遗传性状的遗传性状有可能引发有可能引发生态危机生态危机AGCT-深
36、圳 刘文华单倍体、二倍体和多倍体总结单倍体、二倍体和多倍体总结项目项目二倍体二倍体多倍体多倍体单倍体单倍体概念概念发育起点发育起点染色体组染色体组的数目的数目性状表现性状表现体细胞中含有体细胞中含有2 2个个染色体组的个体染色体组的个体体细胞中含有体细胞中含有3 3个或个或3 3个个以上染色体组的个体以上染色体组的个体由配子发育而来，体细胞的由配子发育而来，体细胞的染色体数目与本物种配子染染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体色体数目相同的个体一般为受精卵一般为受精卵一般为受精卵一般为受精卵未受精的配子未受精的配子2 2个个3 3个或个或3 3个以上个以上不确定（是正常体细胞染色不确定（是
37、正常体细胞染色体组数目的一半）体组数目的一半）正常（作为单倍正常（作为单倍体、多倍体的参体、多倍体的参照物）照物）茎秆粗壮，叶片、果实、茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富，种子较大，营养丰富，但发育迟缓，结实率低但发育迟缓，结实率低植株矮小，且高度植株矮小，且高度不育（雄蜂除外）不育（雄蜂除外）AGCT-深圳 刘文华1.1.实验原理：实验原理：低温抑制纺锤体的形成（作用机理同秋水仙素）低温抑制纺锤体的形成（作用机理同秋水仙素）3 3.方法步骤：方法步骤：洋葱根尖培养洋葱根尖培养低温诱导低温诱导固定固定制作装片（解离制作装片（解离漂洗漂洗染色染色制片）制片）观察观察 2 2.试剂及用途试剂
38、及用途：（1 1）卡诺氏液：）卡诺氏液：（2 2）甲紫溶液：）甲紫溶液：固定细胞形态固定细胞形态使染色体着色使染色体着色卡诺氏液卡诺氏液甲紫溶液甲紫溶液实验：低温诱导植物染色体数目的变化实验：低温诱导植物染色体数目的变化3AGCT-深圳 刘文华根尖的培养及诱导：根尖的培养及诱导：将蒜/洋葱在冰箱冷藏室内（4）放置一周。培养方法：将蒜/洋葱放在装满清水的容器上方，让它的底部接触水面，于室温（约25）培养。培养时间：待蒜/洋葱长出约1cm长的不定根时。诱导方法：将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48-72h。实验：低温诱导植物染色体数目的变化实验：低温诱导植物染色体数目的变化3AGCT-深圳 刘
39、文华（1 1）取材、固定及冲洗）取材、固定及冲洗取材：剪取诱导处理的根尖0.51cm。固定：放入卡诺氏液中浸泡0.51h。（卡诺氏液：固定细胞的形态）（卡诺氏液：固定细胞的形态）冲洗：用体积分数为95%的酒精冲洗2次。实验：低温诱导植物染色体数目的变化实验：低温诱导植物染色体数目的变化3AGCT-深圳 刘文华（2 2）制作装片（同有丝分裂实验）制作装片（同有丝分裂实验）解离：盐酸和酒精混合液（1：1混合），目的是使组织中的细胞使组织中的细胞相互分离开来相互分离开来。漂洗：清水漂洗，目的是洗去药液，防止解离过度洗去药液，防止解离过度。染色：用甲紫（龙胆紫）或醋酸洋红甲紫（龙胆紫）或醋酸洋红溶液对
40、染色体染色。制片：放在载玻片上，加清水并用镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片，用拇指轻轻地按压盖玻片完成制片。实验：低温诱导植物染色体数目的变化实验：低温诱导植物染色体数目的变化3AGCT-深圳 刘文华3 3、观察、观察 先用先用低倍镜低倍镜寻找染色体形态好的分裂象；寻找染色体形态好的分裂象；视野中既有视野中既有正常的二倍体细胞正常的二倍体细胞，也有，也有染色体数目发生改变染色体数目发生改变的细胞的细胞；确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜高倍镜观察；观察；注意：注意：a.a.诱导率诱导率不是百分之百不是百分之百，因此视野中既有二倍体细胞，也有染色，因此视
41、野中既有二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞，且体数目发生改变的细胞，且前者数目多于后者前者数目多于后者；b.b.解离之后，细胞解离之后，细胞失去活性失去活性，因此不能观察到连续的变化；，因此不能观察到连续的变化；二、低温诱导植物细胞染色体数目的变化二、低温诱导植物细胞染色体数目的变化AGCT-深圳 刘文华二、单倍体育种和多倍体育种AGCT-深圳 刘文华二、低温诱导植物细胞染色体数目的变化二、低温诱导植物细胞染色体数目的变化卡诺氏液卡诺氏液：固定细胞形态。固定细胞形态。体积分数为体积分数为95%95%的酒精的酒精：冲洗冲洗附着在根尖表面的附着在根尖表面的卡诺氏液卡诺氏液。解离液解离液(体积
42、分数为体积分数为15%15%的盐酸溶液和体积分数为的盐酸溶液和体积分数为95%95%的酒的酒精以精以1111混合混合)：使组织中的细胞相互分离开来。：使组织中的细胞相互分离开来。清水清水：洗去解离液，防止解离过度影响染色。：洗去解离液，防止解离过度影响染色。质量浓度为质量浓度为0.01g/ml0.01g/ml的甲紫溶液的甲紫溶液：使：使染色体染色体着色，便于着色，便于观察染色体的形态、数目、行为。观察染色体的形态、数目、行为。AGCT-深圳 刘文华 (1)(1)选材：应选用能进行分裂的分生组织细胞，否则不会出现染色体加倍的选材：应选用能进行分裂的分生组织细胞，否则不会出现染色体加倍的情况。常用
43、的观察材料有蚕豆情况。常用的观察材料有蚕豆(首选，因其染色体比洋葱少首选，因其染色体比洋葱少)、洋葱、大蒜等。、洋葱、大蒜等。(2 2)温度不是越低越好：温度过低对根尖细胞造成伤害，应选择适宜温度。温度不是越低越好：温度过低对根尖细胞造成伤害，应选择适宜温度。(3 3)在进行实验的过程中，与在进行实验的过程中，与“观察植物细胞的有丝分裂观察植物细胞的有丝分裂”一样，所观察的一样，所观察的细胞已经被卡诺氏液等杀死，最终在显微镜下看到的是死细胞。细胞已经被卡诺氏液等杀死，最终在显微镜下看到的是死细胞。(4 4)视野中既有正常二倍体细胞（多），也有染色体数目改变的细胞（少）。视野中既有正常二倍体细胞
44、（多），也有染色体数目改变的细胞（少）。(5 5)着丝粒分裂与纺锤体无关：着丝粒到有丝分裂后期才分裂，与有无纺锤着丝粒分裂与纺锤体无关：着丝粒到有丝分裂后期才分裂，与有无纺锤体无关。体无关。(6 6)两次漂洗的对比：时间不同：第一次漂洗在固定之后解离之前，第二两次漂洗的对比：时间不同：第一次漂洗在固定之后解离之前，第二次漂洗在解离之后染色之前；试剂不同：第一次用次漂洗在解离之后染色之前；试剂不同：第一次用95%95%酒精漂洗，第二次用酒精漂洗，第二次用清水漂洗；目的不同：第一次是为了洗去多余的卡诺氏液，第二次是为了清水漂洗；目的不同：第一次是为了洗去多余的卡诺氏液，第二次是为了洗去多余的解离液
45、。洗去多余的解离液。二、低温诱导植物细胞染色体数目的变化二、低温诱导植物细胞染色体数目的变化AGCT-深圳 刘文华P89P89探究与实践探究与实践讨论讨论秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，这两种方法在秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，这两种方法在原理上有什么相似之处？原理上有什么相似之处？【答案】秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，可能【答案】秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，可能都与抑制纺锤体的形成有关，着丝粒分裂后没有纺锤体的都与抑制纺锤体的形成有关，着丝粒分裂后没有纺锤体的牵引作用，因而不能将染色体拉向细胞的两极，导致细胞牵引作用，因而不能将染色体拉向细胞的两极，导致细胞中
46、的染色体数目加倍。中的染色体数目加倍。二、低温诱导植物细胞染色体数目的变化二、低温诱导植物细胞染色体数目的变化AGCT-深圳 刘文华二、单倍体育种和多倍体育种AGCT-深圳 刘文华三、染色体结构的变异三、染色体结构的变异染色体变异除了染色体数目的变异外，染色体的结构也会发生变异。染色体变异除了染色体数目的变异外，染色体的结构也会发生变异。缺刻翅缺刻翅a ac cd de ef fb ba ac cd de ef f正常翅正常翅缺失缺失：染色体的某一片段缺失引起变异。：染色体的某一片段缺失引起变异。（同一条染色体上）（同一条染色体上）例如果蝇缺刻翅、猫叫综合症例如果蝇缺刻翅、猫叫综合症影响：缺失
47、片段越大，对个体影响越大。影响：缺失片段越大，对个体影响越大。a ac cd de ef fb ba ac cd de ef fb bb b正常眼正常眼棒状眼棒状眼重复重复：染色体中增加某一片段引起变异。：染色体中增加某一片段引起变异。例如果蝇棒状眼的形成例如果蝇棒状眼的形成影响：重复引起的效应比缺失小。影响：重复引起的效应比缺失小。AGCT-深圳 刘文华猫叫综合症猫叫综合症症状：症状：两眼距离较远，耳位低下，生长发育缓慢，存在着严重两眼距离较远，耳位低下，生长发育缓慢，存在着严重的智力障碍。患儿哭声轻，音调高，很像猫叫。的智力障碍。患儿哭声轻，音调高，很像猫叫。5 5号染色体部分缺失号染色体
48、部分缺失三、染色体结构的变异三、染色体结构的变异AGCT-深圳 刘文华二、单倍体育种和多倍体育种AGCT-深圳 刘文华三、染色体结构的变异三、染色体结构的变异易位易位：染色体的某一片段：染色体的某一片段移接移接到另一条到另一条非同源非同源染色体染色体上引起的变异，例如果蝇花斑眼的形成、上引起的变异，例如果蝇花斑眼的形成、人慢性粒细胞白血病、人慢性粒细胞白血病、夜来香的变异夜来香的变异影响：产生部分异常配子，使配子的育性降低影响：产生部分异常配子，使配子的育性降低或产生有遗传病的后代。或产生有遗传病的后代。a ac cd de ef fb b1 13 34 42 2c cd de ef f1 1
49、2 21 13 34 42 2a ab b正常眼正常眼花斑眼花斑眼d de ef fa ac cb bd df fe ec cb ba a倒位倒位：染色体的某一片段位置颠倒也：染色体的某一片段位置颠倒也可引起变异，例如果蝇卷翅的形成可引起变异，例如果蝇卷翅的形成影响：基因不丢失，因此一般生活正影响：基因不丢失，因此一般生活正常。常。正常翅正常翅卷翅卷翅AGCT-深圳 刘文华交叉互换交叉互换易位易位变异类型发生时期发生部位可见性同源染色体之间同源染色体之间非同源染色体之间非同源染色体之间基因重组基因重组染色体结构变异染色体结构变异减数第一次分裂前期减数第一次分裂前期有丝分裂、减数分裂有丝分裂、减
50、数分裂不可见不可见可见可见2易位与交叉互换的区别？易位与交叉互换的区别？AGCT-深圳 刘文华三、染色体结构的变异AGCT-深圳 刘文华变异类型变异类型定义定义实例实例结果结果缺失缺失染色体的某一片段缺失染色体的某一片段缺失猫叫综合征猫叫综合征果蝇缺刻翅果蝇缺刻翅基因数目发生改基因数目发生改变（增加或减少）变（增加或减少）重复重复染色体增加了某一片段染色体增加了某一片段果蝇棒状眼的形成果蝇棒状眼的形成易位易位染色体的某一片段移接到染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上另一条非同源染色体上变异的夜来香变异的夜来香基因排列顺序变基因排列顺序变化化倒位倒位染色体发生断裂后，某一染色体发生断裂后，
