1、 作为野生植物的后代，许多栽培植物的染色体数目却与它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同，如马铃薯和香蕉。们的祖先大不相同，如马铃薯和香蕉。为什么没有籽？为什么没有籽？生物种类生物种类体细胞染色体数体细胞染色体数/条条体细胞非同源染色体体细胞非同源染色体/套套配子染色体数配子染色体数/条条马马铃铃薯薯野生祖先种野生祖先种24242 2栽培品种栽培品种48484 4香香蕉蕉野生祖先种野生祖先种22222 2栽培品种栽培品种33333 3121224241111异常异常思考：思考：请根据所学的减数分裂的知识，试着完成该表格。请根据所学的减数分裂的知识，试着完成该表格。
2、问题探讨问题探讨 因为香蕉栽培品种体细胞中的染色体数目是因为香蕉栽培品种体细胞中的染色体数目是3333条，减数分裂时染色体发生条，减数分裂时染色体发生联会紊乱联会紊乱，不能形成正常的配子，因此无法形成受精卵，进而形成种子。，不能形成正常的配子，因此无法形成受精卵，进而形成种子。香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子，无法食用。香蕉的培育过程如下：野生芭蕉2n有籽香蕉4n加倍野生芭蕉2n无籽香蕉3n三倍体香蕉的形成？我们已经知道，我们已经知道，减数分裂和受精作用，能够使生物体亲子代间的染色减数分裂和受精作用，能够使生物体亲子代间的染色体数目保持稳定。体数目保持稳定。然而，马铃薯和香蕉的染色体数目为什
3、么与它们的野生然而，马铃薯和香蕉的染色体数目为什么与它们的野生祖先有很大差别呢？其实，在自然界，像马铃薯和香蕉这样的例子还有很祖先有很大差别呢？其实，在自然界，像马铃薯和香蕉这样的例子还有很多，这充分说明了生物界的复杂性。换个角度想，生物界如果只有稳定，多，这充分说明了生物界的复杂性。换个角度想，生物界如果只有稳定，而没有变化，又何来多样性和进化呢？而没有变化，又何来多样性和进化呢？染色体数目的变异染色体数目的变异染色体结构的变异染色体结构的变异 类型类型 染色体变异（染色体变异（chromosomal variation chromosomal variation）：生物体的）：生物体的体细
4、胞体细胞或或生殖生殖细胞内染色体数目或结构细胞内染色体数目或结构的变化的变化 区别区别基因突变、基因重组基因突变、基因重组染色体变异染色体变异分子水平的变异，光镜下不可见分子水平的变异，光镜下不可见细胞水平的变异，光镜下可见细胞水平的变异，光镜下可见 细胞内个别染色体的增加或减少细胞内个别染色体的增加或减少实例实例1 1：唐氏综合征即：唐氏综合征即2121三体综合征三体综合征(又称先天性愚型或又称先天性愚型或DownDown综合征综合征)病因：病因：表现：表现：智力低于常人智力低于常人特殊面容特殊面容生长发育障碍生长发育障碍多发畸形多发畸形多了一条多了一条2121号染色体号染色体2121三体综
5、合征的根本原因是？三体综合征的根本原因是？父或母父或母在在减减时时2121号染色体未正常分离号染色体未正常分离，或，或减减时时2121号染色体点裂后移向同一极号染色体点裂后移向同一极。实例实例2 2：男性男性KlinefelterKlinefelter综合征综合征病因：病因：表现：表现：多了一条多了一条X X染色体染色体身材较高身材较高性腺发育不良性腺发育不良有女性特征有女性特征 细胞内个别染色体的增加或减少细胞内个别染色体的增加或减少病因：病因：表现：表现：少了一条少了一条X X染色体染色体身材较矮身材较矮性腺发育不良性腺发育不良实例实例3 3：女性女性TurnerTurner综合征综合征
6、细胞内个别染色体的增加或减少细胞内个别染色体的增加或减少形成形成个别染色体的增加或减少原因是什么呢？个别染色体的增加或减少原因是什么呢？思考思考原因一原因一原因二原因二同源染色体未分离同源染色体未分离姐妹染色单体分离后移向细姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极胞的同一极问题：假如给你一副牌（除去大小王），直觉上你会分成几组？每一组中牌的问题：假如给你一副牌（除去大小王），直觉上你会分成几组？每一组中牌的数字有什么特点？数字有什么特点？四组，每一组里面的数字都是不一样的四组，每一组里面的数字都是不一样的染色体组：染色体组：在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就在大多数生物的体细胞中，染
7、色体都是两两成对的，也就是说含有两套非同源染色体。是说含有两套非同源染色体。每套非同源染色体每套非同源染色体称为称为一个染色体组。一个染色体组。一组一组非同源染色体，无相同基因、等位基因非同源染色体，无相同基因、等位基因 染色体的染色体的形态、大小、功能各不相同形态、大小、功能各不相同 含有该物种生长、发育、遗传、变异的含有该物种生长、发育、遗传、变异的全套遗传信息全套遗传信息X X X XX X Y Y雌雄果蝇体细胞染色体示意图雌雄果蝇体细胞染色体示意图果蝇体细胞中的染色体两两成对，且含有果蝇体细胞中的染色体两两成对，且含有4 4对同源染色体，对同源染色体，n 3 3对常染色体：对常染色体：
8、、各一对各一对n 1 1对性染色体：是对性染色体：是XXXX、是、是XYXY、X X或或Y Y构成一套构成一套非非同源染色体同源染色体（形态、功能不同）（形态、功能不同）含有两套非同源染色体含有两套非同源染色体（两个染色体组）（两个染色体组）称为一个称为一个染色体组染色体组果蝇是果蝇是二倍体二倍体 细胞内染色体数目以一套完整非同源染色体为基数成倍的细胞内染色体数目以一套完整非同源染色体为基数成倍的增加或成套的减少增加或成套的减少3 3个个（每组（每组5 5条）条）4 4个个（每组（每组2 2条）条）1 1个个（每组（每组3 3条）条）细胞中染色体组数目的确定方法细胞中染色体组数目的确定方法（1
9、 1）根据）根据“染色体形态染色体形态”判断判断 细胞内同种形态染色体有几条就含几个染色体组细胞内同种形态染色体有几条就含几个染色体组2 2个个（每组（每组3 3条）条）4 4个个（每组（每组2 2条）条）（2 2）根据）根据“基因型基因型”判断判断 控制同一性状的基因控制同一性状的基因(包括同一字母的大、小写包括同一字母的大、小写)出现几次，则出现几次，则含有几个染色体组含有几个染色体组YyRrAABBDDAaaAABb二个染色体组二个染色体组二个染色体组二个染色体组三个染色体组三个染色体组一个染色体组一个染色体组ABCD两个染色体组两个染色体组 细胞中染色体组数目的确定方法细胞中染色体组数
10、目的确定方法同一字母不分大小写重复出现几次，就含有几个染色体组同一字母不分大小写重复出现几次，就含有几个染色体组判断下列的几个细胞含个染色体组？每组有几条染色体？判断下列的几个细胞含个染色体组？每组有几条染色体？AaaBbbAaaBbbvABCDABCDAaaaAaaaBbbbBbbbAAbbAAbba ab bc cd de ef fg gh h3 3个；个；3 3条条3 3个；个；2 2条条2 2个；个；4 4条条1 1个；个；4 4条条4 4个；个；3 3条条4 4个；个；2 2条条1 1个；个；4 4条条2 2个；个；2 2条条由由受精卵受精卵发育而来，体细胞中含有发育而来，体细胞中含
11、有两个染色体组两个染色体组的个体，的个体，通常可用通常可用2N2N表示。表示。二倍体二倍体在自然界中，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。在自然界中，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。常用常用n n表示一个染色体组中染色体的数。表示一个染色体组中染色体的数。例如：果蝇例如：果蝇 2n=82n=8人类人类玉米玉米猫猫果蝇果蝇由由受精卵受精卵发育而来，体细胞中含有发育而来，体细胞中含有三个染色体组三个染色体组的个体。的个体。三倍体三倍体思考思考三倍体生物为什么不能形成可育种子？三倍体生物为什么不能形成可育种子？是真的一粒种子都没有吗？是真的一粒种子都没有吗？由于原始生殖细胞中有由于原
12、始生殖细胞中有三套非同源染色体三套非同源染色体，减数分裂时会出现，减数分裂时会出现联会紊乱联会紊乱，不能形成可育的配子。所以三倍体的生物一般不能形成可育的配子。所以三倍体的生物一般不可育不可育。由由受精卵受精卵发育而来，体细胞中含有发育而来，体细胞中含有四个染色体组四个染色体组的个体。的个体。四倍体四倍体马铃薯（马铃薯（4n=484n=48）棉花（棉花（4n=524n=52）山药（山药（4n=404n=40）香葱（香葱（4n=324n=32）思考思考四倍体生物是否一定能形成可育配子？四倍体生物是否一定能形成可育配子？具有具有偶数偶数染色体组的多倍体植物，在减数分裂中，若染色体能够配对，染色体组
13、的多倍体植物，在减数分裂中，若染色体能够配对，一般是可育的一般是可育的。具有具有奇数奇数染色体组的多倍体植物，在减数分裂中染色体不能正常配对，染色体组的多倍体植物，在减数分裂中染色体不能正常配对，一般是不可育的一般是不可育的。异源异源二倍体由于联会紊乱也不可育（骡子、马和驴的生殖隔离）。二倍体由于联会紊乱也不可育（骡子、马和驴的生殖隔离）。通常由通常由受精卵受精卵发育而成，体细胞中发育而成，体细胞中含有含有3 3个或以上染色体组个或以上染色体组的的个体统称为多倍体个体统称为多倍体。多倍体多倍体小麦（小麦（六倍体六倍体）菊花（菊花（六倍体六倍体）葡萄（葡萄（三三/四倍体四倍体）多倍体在植物中很常
14、见，在动物中极少多倍体在植物中很常见，在动物中极少优点优点缺点缺点茎秆粗壮茎秆粗壮；叶片、果实和种子都比较大叶片、果实和种子都比较大；糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。结实率低，结实率低，晚熟晚熟二倍体葡萄二倍体葡萄四倍体葡萄四倍体葡萄二倍体草莓二倍体草莓四倍体草莓四倍体草莓 单倍体：由单倍体：由配子配子发育而成，因此其体细胞中只发育而成，因此其体细胞中只含有本物种配子染含有本物种配子染色体组数色体组数蜂后蜂后雄蜂雄蜂工蜂工蜂减数减数分裂分裂2n2n1n1n个体弱小，一般高度不育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
15、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，都只能叫单倍体不管含有几个染色体，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
16、）雄蜂（单倍体）（1 1）单倍体、二倍体与多倍体）单倍体、二倍体与多倍体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蜂王 雄蜂雄蜂 工蜂工蜂 3232条条 1616条条 3232条条二倍体生物的配子发育而来的个体，其体细胞中只含一个染色体组。二倍体生物的配子发育而来的个体，其体细胞中只含一个染色体组。如果是四倍体、六倍体生物的配子发育而来的个体，其体细胞中就如果是四倍体、六倍体生物的配子发育而来的个体，其体细胞中就含有两个或三个染色体组，我们可以称它为二倍体或三倍体。含有两个或三个染色体组，我们可以称它为二倍体或三倍体。单倍体中可以只有一个染色体组，也可以有多个染色体组
17、。单倍体中可以只有一个染色体组，也可以有多个染色体组。个体的体细胞中含几个染色体组就是几倍体。个体的体细胞中含几个染色体组就是几倍体。一倍体一定是单倍体；一倍体一定是单倍体；单倍体一定是一倍体；单倍体一定是一倍体；辨析：辨析：判断以下关于判断以下关于“倍体倍体”的说法的说法帕米尔高原的植物帕米尔高原的植物65%65%的种类是多倍体的种类是多倍体小资料小资料能否用人工的方式处理能否用人工的方式处理植物以获得多倍体呢植物以获得多倍体呢；探究探究实验实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化：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 用用低温低温处理植物的处理植物的分生组织细胞分生组织细
18、胞，能够，能够抑制纺锤体的形成抑制纺锤体的形成，以致影响细，以致影响细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞，于是植物细胞有丝分裂中染色体被拉向两极，导致细胞不能分裂成两个子细胞，于是植物细胞中的染色体数目发生变化胞中的染色体数目发生变化。2.2.实验步骤实验步骤诱导培养诱导培养0101培养培养方法方法将蒜（或洋葱）放在装满清水的容器上，将蒜（或洋葱）放在装满清水的容器上，让洋葱底部接触水面，室温培养。让洋葱底部接触水面，室温培养。低温低温诱导诱导待洋葱长出待洋葱长出1cm1cm长的不定根时，将整个装长的不定根时，将整个装置放入置放入冰箱冷藏室冰箱冷藏室内，诱导培养内，诱导
19、培养4872h4872h。固定细胞固定细胞0202取材取材剪取诱导处理的根尖剪取诱导处理的根尖0.51 cm0.51 cm固定固定放入放入卡诺氏液卡诺氏液中浸泡中浸泡0.51h0.51h，以固定细胞形态以固定细胞形态。冲洗冲洗用用体积分数为体积分数为95%95%的酒精的酒精冲洗冲洗2 2次次探究探究实验实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化：低温诱导植物细胞染色体数目的变化2.2.方法步骤方法步骤制作装片制作装片0303包括：包括：解离解离、漂洗漂洗、染色染色和和制片制片4 4个步骤，具体操作个步骤，具体操作方法与观察植物细胞有丝分裂的实验相同。方法与观察植物细胞有丝分裂的实验相同。解离解离3
20、5min35min清水漂洗约清水漂洗约10min10min甲紫溶液甲紫溶液染色染色35min35min制片制片观察装片观察装片0404先用先用低倍镜低倍镜寻找染色体形态较好的分裂象。寻找染色体形态较好的分裂象。视野中视野中既有正既有正常的二倍体细胞常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞也有染色体数目发生改变的细胞。确。确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用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。探究探究实验实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化：低温诱导植物细胞染色体数目的变化(1)(1)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秋水仙素与低温都
21、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？似之处？对照对照低温诱导低温诱导72h72h蒜根尖细胞染色体数目加倍的纤维照片蒜根尖细胞染色体数目加倍的纤维照片（放大（放大400400倍）倍）秋水仙素与低温都能诱导染色体数秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，目加倍，都与抑制纺锤体的形成都与抑制纺锤体的形成有关，有关，着丝粒分裂后着丝粒分裂后，没有纺锤体的牵引作，没有纺锤体的牵引作用，因而不能将染色体拉向细胞的两用，因而不能将染色体拉向细胞的两极，极，导致洗吧中的染色体数目加倍。导致洗吧中的染色体数目加倍。不同之处是：不同之处是：低温条件容易创造和低温条件容易创造和控制，成本低、对人体
22、无害、易于操作。控制，成本低、对人体无害、易于操作。思考思考讨论：讨论：探究探究实验实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化：低温诱导植物细胞染色体数目的变化(3)(3)以下试剂在实验中的作用分别是什么？以下试剂在实验中的作用分别是什么？解离目的：解离目的：漂洗目的：漂洗目的：压片目的：压片目的：思考思考讨论：讨论：(4)(4)能否能否观察到细胞分裂的观察到细胞分裂的连续变化连续变化？为什么？为什么？(5)(5)视野中能否看到正常染色体数的细胞？这说明了什么？视野中能否看到正常染色体数的细胞？这说明了什么？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洗去洗去解离液解离液，防止解离过度，防
23、止解离过度使细胞分散开来，有利于观察使细胞分散开来，有利于观察不能，显微镜下观察到的细胞是已被不能，显微镜下观察到的细胞是已被解离液解离液杀死的细胞杀死的细胞能，这说明并不是所有细胞中染色体均已加倍；只有少部分细胞实现能，这说明并不是所有细胞中染色体均已加倍；只有少部分细胞实现“染色体加倍染色体加倍”，大部分细胞仍为二倍体分裂状况。，大部分细胞仍为二倍体分裂状况。探究探究实验实验：低温诱导植物细胞染色体数目的变化：低温诱导植物细胞染色体数目的变化(2)(2)实验的步骤是：诱导培养实验的步骤是：诱导培养固定固定冲洗冲洗制片制片试剂试剂使用方法使用方法作用作用卡诺氏液卡诺氏液体积分数为体积分数为9
24、5%95%的酒精的酒精质量分数为质量分数为15%15%的盐酸的盐酸蒸馏水蒸馏水甲紫溶液甲紫溶液将根尖放入卡诺氏液中将根尖放入卡诺氏液中浸泡浸泡0.50.51 h1 h冲洗用卡诺氏液处理的根尖冲洗用卡诺氏液处理的根尖与质量分数为与质量分数为15%15%的盐酸等体积混合，的盐酸等体积混合，作为作为解离液解离液浸泡解离后的根尖约浸泡解离后的根尖约10 min10 min把漂洗过的根尖放进盛有甲紫溶液把漂洗过的根尖放进盛有甲紫溶液的玻璃皿中的玻璃皿中染色染色3 35 min5 min固定固定细胞形态细胞形态洗去卡诺氏液洗去卡诺氏液漂洗漂洗根尖，洗去解离液根尖，洗去解离液使染色体着色使染色体着色解离解离
25、根尖细胞，根尖细胞，使细胞分离使细胞分离人工诱导多倍体的方法人工诱导多倍体的方法 方法：方法：最常用且最有效的方法：用最常用且最有效的方法：用秋水仙素秋水仙素处理处理萌发的种子或幼苗萌发的种子或幼苗 原理：低温或秋水仙素作用于正在原理：低温或秋水仙素作用于正在分裂分裂的细胞时，能够抑制的细胞时，能够抑制纺锤体纺锤体的形的形成，导致成，导致染色体染色体不能不能移向两极移向两极，从而引起细胞内染色，从而引起细胞内染色数目加倍数目加倍。染色体。染色体数目加倍的细胞继续进行数目加倍的细胞继续进行有丝有丝分裂，将来就可能发育成分裂，将来就可能发育成多倍体多倍体植株。植株。Q：为什么要处理萌发的种子或幼苗
26、，处理成熟的植株可以不？：为什么要处理萌发的种子或幼苗，处理成熟的植株可以不？秋水仙素的作用秋水仙素的作用对象对象是是_，成熟的植株大多细胞不成熟的植株大多细胞不进行有丝分裂。进行有丝分裂。正在有丝分裂的细胞正在有丝分裂的细胞时期时期：有丝分裂前期有丝分裂前期低温处理、秋水仙素处理低温处理、秋水仙素处理正常细胞正常细胞染色体加倍细胞染色体加倍细胞二倍体二倍体授粉授粉二倍体二倍体（父本）（父本）四倍体四倍体（母本）（母本）三倍体三倍体联会紊乱联会紊乱无子西瓜无子西瓜秋水仙素秋水仙素授粉授粉第第一一年年第第二二年年 为什么用一定浓度的秋水仙素滴在二倍为什么用一定浓度的秋水仙素滴在二倍体西瓜幼苗的芽
27、尖？体西瓜幼苗的芽尖？四倍体西瓜植株做母本产生的雌配子中四倍体西瓜植株做母本产生的雌配子中含有几个染色体组？获得的四倍体西瓜含有几个染色体组？获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交？为何要与二倍体杂交？四倍体植株上结的西瓜是无籽西瓜吗？四倍体植株上结的西瓜是无籽西瓜吗？有时可以看到三倍体西瓜中有少量发育有时可以看到三倍体西瓜中有少量发育并不成熟的种子，请推测产生这些种子并不成熟的种子，请推测产生这些种子的原因。的原因。每年都要制种，有没有别的替代方法？每年都要制种，有没有别的替代方法？促进子房发育成果实促进子房发育成果实获得三倍体种子获得三倍体种子芽尖芽尖细胞分裂旺盛细胞分裂旺盛，更容易使染色体数
28、目加倍，更容易使染色体数目加倍进行进行无性繁殖无性繁殖。将三倍体西瓜植株进行。将三倍体西瓜植株进行组织培养组织培养获取大量获取大量的组培苗，再进行移栽。利用的组培苗，再进行移栽。利用生长素或生长素类似物生长素或生长素类似物处理处理二倍体未受粉的雌蕊，以二倍体未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实。促进子房发育成无种子的果实。2 2个，杂交获得三倍体个，杂交获得三倍体不是不是三倍体植株三倍体植株不能进行正常的减数分裂不能进行正常的减数分裂形成生殖细胞，因此，形成生殖细胞，因此，不能形成种子。不能形成种子。并不是绝对一颗种子都没有并不是绝对一颗种子都没有，其原因是在，其原因是在进行减数分裂时，
29、有可能形成正常的卵细胞进行减数分裂时，有可能形成正常的卵细胞卵卵幼虫幼虫受精卵受精卵持续获得蜂王浆持续获得蜂王浆未受精的卵未受精的卵2n=322n=32n=16n=16n=16n=162n=322n=32蜂王蜂王工蜂工蜂雄蜂雄蜂受精卵受精卵2n=322n=32由由配子配子发育而来，体细胞染色体数目与本物种配子染色体数目相同。发育而来，体细胞染色体数目与本物种配子染色体数目相同。单倍体单倍体 一倍体（体细胞中含一个染色体组的个体）一定是单倍体。一倍体（体细胞中含一个染色体组的个体）一定是单倍体。单倍体的体细胞中只含一个染色体组。单倍体的体细胞中只含一个染色体组。基因型为基因型为AAabbbAAa
30、bbb的个体一定为三倍体。的个体一定为三倍体。辨析：辨析：判断以下关于判断以下关于“单倍体单倍体”的说法的说法由由配子配子发育而来，体细胞染色体数目与本物种配子染色体数目相同。发育而来，体细胞染色体数目与本物种配子染色体数目相同。单倍体单倍体与正常植株相比，单倍体植株与正常植株相比，单倍体植株弱小，且高度不育。弱小，且高度不育。体细胞：体细胞：2N=322N=32配子：配子：减数分裂减数分裂单倍体：单倍体：发育发育N=16N=161616（N N）N=16N=16（N N）染色体染色体数相等数相等特点特点单单倍体植物倍体植物植株弱小，植株弱小，且高度不育，那么它有且高度不育，那么它有运用何价值
31、呢？运用何价值呢？思考思考请自主阅读教材请自主阅读教材P89P89，请尝试构建出单倍体育种的过程。，请尝试构建出单倍体育种的过程。花药花药离体培养离体培养单倍单倍体幼苗体幼苗秋水仙素处理秋水仙素处理纯合体纯合体优良性优良性状纯合体状纯合体筛选筛选注意：秋水仙素只能处理萌发的注意：秋水仙素只能处理萌发的幼苗幼苗花药离体培养+秋水仙素处理加倍花药花药离体（体外）培养离体（体外）培养单倍单倍体幼苗体幼苗秋水仙素处理秋水仙素处理纯合体纯合体优良性优良性状纯合体状纯合体筛选筛选优点：获得的都是纯合子，自交后代不会发生性状分离；明显缩短育种年限。缺点：技术复杂，要求技术高，需要结合杂交技术及诱导染色体加倍
32、技术。(1)育种过程减数分裂P PAABBAABBaabbaabbABABAbAbaBaBababABABAABBAABBAbAbaBaBababAAbbAAbbaaBBaaBBaabbaabb花药离体培养获得单倍体秋水仙素处理单倍体幼苗F1F1 AaBbAaBb(2)优缺点基因重组染色体变异为何不处理种子？普通六倍体小麦的形成一粒小麦（AA）拟斯卑尔脱山羊（BB）异源二倍体（AB）（不育）染色体数目加倍AABB(二粒小麦）（可育）粗山羊草（CC）异源三倍体（ABC）（不育）染色体数目加倍 普通小麦（AABBCC）三A：一粒小麦的一个染色体组B：拟斯卑尔脱山羊的一个染色体组情境：情境：现有高杆
33、抗病DDTT和矮杆感病ddtt的植株若干，若想培育矮杆抗病植株并留种，如何育种？单倍体育种单倍体育种花药离体培养P高杆抗病DDTT矮杆感病ddttF1高杆抗病 DdTt配子DTDtdTdtDTDtdTdtDDTTDDttddTTddtt纯合体秋水仙素 需要的矮抗品种第1年第2年P：高杆抗病 DDTT 矮杆感病 ddttF1：高杆抗病 DdTtF2：D_T_D_ttddT_ ddttddTT杂交育种杂交育种第1年第2年第36年 需要的矮抗品种矮抗处理处理幼苗幼苗基因重组染色体变异基因重组花药离体培养花药离体培养P PF F1 1配子配子DDTTDDTTDDttDDttddTTddTTddttdd
34、tt正常植株正常植株（纯合）（纯合）秋水仙素秋水仙素单倍体育种单倍体育种P P高杆抗病高杆抗病 DDTTDDTT矮杆感病矮杆感病 ddttddttF F1 1高杆抗病高杆抗病 DdTtDdTtF F2 2D_T_D_T_D_ttD_ttddT_ddT_ddttddttddTTddTT杂交育种杂交育种矮抗矮抗 需要的纯合需要的纯合矮抗矮抗品种品种连续连续 第第1 1年年第第2 2年年第第3-3-6 6年年高杆抗病高杆抗病 DDTTDDTT矮杆感病矮杆感病 ddttddtt高杆抗病高杆抗病 DdTtDdTtDTDTDtDtdTdTdtdt单倍体植株单倍体植株第第1 1年年第第2 2年年DTDTDt
35、DtdTdTdtdt需要的纯合需要的纯合矮抗矮抗品种品种 现有纯合现有纯合高秆抗病高秆抗病小麦（小麦（DDTTDDTT）和）和矮秆不抗病矮秆不抗病小麦（小麦（ddttddtt），），怎样得到怎样得到矮秆抗病矮秆抗病的优良品种（的优良品种（ddTTddTT）？用遗传图解表示。）？用遗传图解表示。注意注意 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：单倍体育种一般包括：杂交、花药离体培养、秋水杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选仙素处理和筛选4 4个过程。个过程。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，因为花粉不能选择特定基因型的花粉，因为花粉不能表
36、现出相关性状不能表现出相关性状，应在应在秋水仙素处理后获得的纯合子中选择具有所需性状的个体。秋水仙素处理后获得的纯合子中选择具有所需性状的个体。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由于单倍体往往高度不育，育种操作的对象一般是单倍体单倍体幼苗幼苗，通过组织培养得到纯合子植株。，通过组织培养得到纯合子植株。多倍体育种操作的对象是多倍体育种操作的对象是正常萌发的种子或幼苗正常萌发的种子或幼苗。F F玉米染色体的缺失环玉米染色体的缺失环果蝇唾液腺染色体缺失环果蝇唾液腺染色体缺失环实例实例1 1：猫叫综合征：猫叫综合征：人的
37、人的5 5号染色体短臂缺失号染色体短臂缺失一小段所致。患者生长一小段所致。患者生长迟缓、智力低下、病指、迟缓、智力低下、病指、小头、哭声无力似猫叫，小头、哭声无力似猫叫，多于婴幼期夭亡多于婴幼期夭亡果蝇正常翅果蝇正常翅果蝇缺刻翅果蝇缺刻翅F FF F如何联会配对？实例实例2 2：果蝇缺：果蝇缺刻翅的产生刻翅的产生实例1：雌果蝇X染色体16区段的重复导致棒眼性状产生棒状眼棒状眼正常眼正常眼F FF F如何联会配对？果蝇唾液腺染色体倒位环果蝇唾液腺染色体倒位环正常翅正常翅卷翅卷翅正正常常翅翅卷卷翅翅实例1：果蝇的正常翅与卷翅；实例2：人9号染色体倒位习惯性流产如何联会配对？F FF FF FF F
38、如何联会配对？正常眼正常眼花斑眼花斑眼实例1：果蝇花斑眼的形成实例2：某种夜来香花色的变异果蝇唾液腺染色体易位果蝇唾液腺染色体易位染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起变异同源染色体的非姐妹染色单体互换染色体结构变异（显微镜可见）染色体结构变异（显微镜可见）基因重组（显微镜不可见）基因重组（显微镜不可见）关于关于“互换互换”关于关于“增加增加”“缺失缺失”染色体结构上的缺失、重复、易位和倒位基因数量排列顺序（基因相对位置）生物性状的改变方法方法原理原理原因原因实例实例优点优点无性繁殖无性繁殖有丝有丝分裂分裂遗传物质没有发生改变遗传物质没有发生改变无核蜜桔无核蜜桔保持优良性状保持优良性状
39、杂交育种杂交育种（有性生殖）（有性生殖）基因基因重组重组非同源染色体上的非等非同源染色体上的非等位基因自由组合位基因自由组合抗倒伏抗锈病小麦抗倒伏抗锈病小麦组合优良性状；育种时间最长，组合优良性状；育种时间最长，不能克服远缘杂交不亲和的障碍不能克服远缘杂交不亲和的障碍 诱变育种诱变育种基因基因突变突变人工使人工使DNADNA复制过程发复制过程发生差错生差错青霉素高产菌株青霉素高产菌株提高变异频率，出现新性状；有提高变异频率，出现新性状；有利变异少，需大量处理供试材料利变异少，需大量处理供试材料（盲目性大）（盲目性大）单倍体育种单倍体育种基因重组基因重组和染色体和染色体变异变异秋水仙素处理单倍体
40、使秋水仙素处理单倍体使其染色体加倍其染色体加倍小麦新品种小麦新品种缩短育种进程，得到纯合体；技缩短育种进程，得到纯合体；技术复杂，需与杂交育种配合术复杂，需与杂交育种配合 多倍体多倍体染色体染色体变异变异秋水仙素处理使染色体秋水仙素处理使染色体加倍加倍无籽西瓜无籽西瓜器官大，营养成分含量高；只适器官大，营养成分含量高；只适用于植物，获得的新品种发育延用于植物，获得的新品种发育延迟，结实率低迟，结实率低 基因工程基因工程DNADNA拼接拼接将不同物种的基因拼接将不同物种的基因拼接在一起在一起抗虫棉抗虫棉目的性强，打破物种界限；技术目的性强，打破物种界限；技术复杂复杂项项 目目基因突变基因突变基因
41、重组基因重组染色体变异染色体变异本本 质质基因内部（基因内部（碱基对碱基对为单位为单位）结构改变）结构改变以以基因为单位基因为单位重新组合重新组合（自由组合（自由组合+交叉互换）交叉互换）染色体结构或染色体结构或数目发生变化数目发生变化发生时期发生时期DNADNA复制时期复制时期减减前前-交叉互换交叉互换/减减后自由组合后自由组合（有性生殖）（有性生殖）细胞分裂期（包括细胞分裂期（包括有丝和减数分裂）有丝和减数分裂）观观 察察光学显微镜下光学显微镜下无法观察无法观察光学显微镜下光学显微镜下无法观察无法观察光学显微镜下光学显微镜下可以观察可以观察适用范围适用范围任何生物（病毒、任何生物（病毒、原
42、核、真核）原核、真核）真核生物（有性生殖）真核生物（有性生殖）真核生物真核生物产生结果产生结果唯一产生新的基因唯一产生新的基因“基因洗牌基因洗牌”改变改变“基因型基因型”是是有性生殖生物最重要（最多）变异有性生殖生物最重要（最多）变异基因基因“数量、相对数量、相对位置位置“发生变化发生变化共同点共同点都是可遗传的变异都是可遗传的变异结构变异结构变异染色体变异染色体变异由受精卵发育，含三个以上染色体组由受精卵发育，含三个以上染色体组器官大、营养丰富，发育延迟，结实率低器官大、营养丰富，发育延迟，结实率低低温诱导或秋水仙素使染色体加倍低温诱导或秋水仙素使染色体加倍配子（生殖细胞）直接发育来的个体配
43、子（生殖细胞）直接发育来的个体未经受精的配子直接发育而成未经受精的配子直接发育而成植株一般长得弱小、高度不育植株一般长得弱小、高度不育课堂小结课堂小结数目变异数目变异个别个别增减增减成倍成倍增减增减由受精卵发育来，含两个染色体组的个体由受精卵发育来，含两个染色体组的个体 多倍体多倍体单倍体单倍体 二倍体二倍体：缺失：缺失 、重复、易位、倒位、重复、易位、倒位1.1.真核生物基因突变产生真核生物基因突变产生_，原核基因突变产生，原核基因突变产生_。2.2.染色体结构改变，使染色体上的基因数目或基因排列顺序改变（染色体结构改变，使染色体上的基因数目或基因排列顺序改变（）3.3.染色体结构变异对生物
44、体都是有利的（染色体结构变异对生物体都是有利的（）4.4.单倍体一定只含有一个染色体组（单倍体一定只含有一个染色体组（）5.5.体细胞含有两个染色体组的一定是二倍体（体细胞含有两个染色体组的一定是二倍体（）6.6.秋水仙素诱导染色体加倍的原理是抑制着丝点的断裂（秋水仙素诱导染色体加倍的原理是抑制着丝点的断裂（）7.7.低温诱导实验中，光学显微镜下可以看到大多数处在分裂期细胞中的染低温诱导实验中，光学显微镜下可以看到大多数处在分裂期细胞中的染色体数目发生改变（色体数目发生改变（）8.8.在高倍显微镜下可以看到细胞从二倍体变为四倍体（在高倍显微镜下可以看到细胞从二倍体变为四倍体（）9.9.基因突变和染色体变异不一定都能遗传给后代基因突变和染色体变异不一定都能遗传给后代 （）等位基因等位基因多害少利多害少利新基因新基因并非所有细胞染色体数目都加倍并非所有细胞染色体数目都加倍
