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1、第第2121讲讲 染色体变异及其在育种上的应用染色体变异及其在育种上的应用考点一考点一 染色体变异染色体变异概念：体细胞或生殖细胞内染色体概念：体细胞或生殖细胞内染色体 的变化。的变化。（只发生在只发生在 生物，可在显微镜下观察生物，可在显微镜下观察）数目或结构数目或结构真核真核类型类型染色体结构变异染色体结构变异染色体数目变异染色体数目变异染色体中某一片段缺失染色体中某一片段缺失消失 一、染色体结构的变异染色体结构的变异 abcdefbacdef果蝇缺刻翅的形成果蝇缺刻翅的形成缺失缺失1 1、类型、类型猫叫综合征（第猫叫综合征（第 号染色体号染色体 ）5 5部分缺失部分缺失症状：症状：生长发
2、育缓慢，存在着严重的智力障碍。患儿哭生长发育缓慢，存在着严重的智力障碍。患儿哭声轻，音调高，很像猫叫。声轻，音调高，很像猫叫。染色体中增加某一片段染色体中增加某一片段重复重复重复abcdefbbabcdefb果蝇棒状眼的形成野生型：卵圆眼变异型：棒状眼倒位倒位abcdefabcdef颠倒bcafed颠倒断 裂连 接染色体中某一片段位置颠倒染色体中某一片段位置颠倒 同侧倒位异侧倒位染色体的某一片段移接到另一条染色体的某一片段移接到另一条 非同源染色体非同源染色体上上易位易位abcdefghijklghi jklabcefdabcklghde fji移接夜来香的变异夜来香的变异比较基因重组中的比较
3、基因重组中的交叉互换交叉互换与与染色体易位染色体易位 2 2、时间：多数发生在、时间：多数发生在 分裂的分裂的 期。期。（分裂期染色体因（分裂期染色体因 ，较稳定），较稳定）3 3、结果：使排列在染色体上的基因的、结果：使排列在染色体上的基因的 发生改变，发生改变，从而导致性状的改变。从而导致性状的改变。有丝分裂和减数有丝分裂和减数间间高度螺旋化高度螺旋化数目或排列顺序数目或排列顺序 一、染色体结构的变异染色体结构的变异 1 1、类型：、类型：缺失缺失：染色体中某一片段缺失。：染色体中某一片段缺失。重复重复：染色体中增加某一片段。：染色体中增加某一片段。易位易位：染色体的某一片段移接到另一条非
4、同源染色体上。：染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上。倒位倒位：染色体中某一片段位置颠倒。：染色体中某一片段位置颠倒。例：果蝇缺刻翅、猫叫综合症例：果蝇缺刻翅、猫叫综合症例：果蝇棒状眼例：果蝇棒状眼夜来香的变异夜来香的变异 例例:肾上腺皮质增生肾上腺皮质增生染色体结构变异与基因突变的区别染色体结构变异与基因突变的区别染色体结构变异染色体结构变异基因突变基因突变范围范围 水平，只涉及染色体某一片段的水平，只涉及染色体某一片段的改变，可能含有改变，可能含有 个基因，个基因，光学显微镜下光学显微镜下 观察。观察。水平，只涉及基因中一个或一部水平，只涉及基因中一个或一部分分 的改变，光学显微镜下
5、的改变，光学显微镜下 观察。观察。结果结果 的数目或的数目或 发生改变，发生改变，从而可能导致从而可能导致 的变异，但的变异，但 形成新的基因。形成新的基因。的增添、缺失或替换，的增添、缺失或替换，新的基因，但基因数目新的基因，但基因数目 ，性状，性状 改变。改变。图示图示 染色体染色体若干若干可以可以分子分子碱基对碱基对 不能不能基因基因排列顺序排列顺序性状性状碱基对碱基对未未产生产生不变不变不一定不一定染色体结构变异与基因突变的区别染色体结构变异与基因突变的区别（1 1）时间：多数发生在）时间：多数发生在 分裂的分裂的 期。期。（如：（如：未分离、未分离、未分离）未分离）有丝分裂和减数有丝
6、分裂和减数后后 同源染色体同源染色体姐妹染色体单体姐妹染色体单体二、染色体数目的变异二、染色体数目的变异 1 1、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类型类型个别染色体的个别染色体的增加增加或减少或减少异异常常减减异常异常（2 2）减数分裂过程中的染色体数目变异）减数分裂过程中的染色体数目变异异异常常提醒提醒有丝分裂过程有丝分裂过程中的染色体数中的染色体数目变异与此过目变异与此过程相似。程相似。减减异常异常（2 2）减数分裂过程中的染色体数目变异）减数分裂过程中的染色体数目变异（3 3）实例：唐氏综合征即）实
7、例：唐氏综合征即2121三体综合征三体综合征(又称先天性愚型又称先天性愚型)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（3 3）实例：男性实例：男性KlinefelterKlinefelter综合征综合征病因：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（3 3）实例：女性）实例：女性TurnerTurner综合征综合征 二、染色
8、体数目的变异染色体数目的变异 染色体组：细胞中的一组染色体组：细胞中的一组 染色体，在形态和染色体，在形态和 上各不相同，但上各不相同，但又相互协调，共同控制生物的又相互协调，共同控制生物的 。非同源非同源功能功能生长、发育、遗传和变异生长、发育、遗传和变异如如:果蝇染色体组果蝇染色体组2 2、细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少、细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍的增加或减少如如:人类染色体组人类染色体组不含同源染色体不含同源染色体染色体形态染色体形态,大小和功能各不相同大小和功能各不相同含有一整套遗传信息含有一整套遗传信息构成构成染色体组染色体组必备的条件必备的条件 染色体组
9、数量的判断方法染色体组数量的判断方法图形法图形法字母法字母法2 2个个染色体组染色体组3 3个个染色体组染色体组4 4个个染色体组染色体组1 1个个染色体组染色体组AAaaBBBBAAaaBBBBaBCDaBCDAABbccDdAABbccDdAAaBbbAAaBbb染色体组数染色体组数 =染色体数染色体数染色体的形态数染色体的形态数2 2个染色体组个染色体组染色体组数量的判断方法染色体组数量的判断方法根据细胞中染色体组数，生物可分为：根据细胞中染色体组数，生物可分为：二倍体二倍体多倍体多倍体单倍体单倍体多倍体：由多倍体：由 发育而成的个体，体细胞中含有发育而成的个体，体细胞中含有 染色染色体
10、组的称为多倍体；（叶、果实、种子体组的称为多倍体；（叶、果实、种子 ，营养物质含量，营养物质含量 。如：香蕉就是三倍体、马铃薯是四倍体、普通小麦是六倍体、黑小麦是八如：香蕉就是三倍体、马铃薯是四倍体、普通小麦是六倍体、黑小麦是八倍体）倍体）受精卵受精卵两个两个过半数过半数受精卵受精卵三个及三个以上三个及三个以上较大较大增加增加几乎全部几乎全部单倍体、二倍体和多倍体单倍体、二倍体和多倍体二倍体：由二倍体：由 发育而成的个体，体细胞中含有发育而成的个体，体细胞中含有 染色体组的称为染色体组的称为二倍体；（如：二倍体；（如：动物、动物、高等植物）高等植物）多倍体植株的特点多倍体植株的特点1 1、器官
11、大器官大：茎秆粗壮，叶片、果实：茎秆粗壮，叶片、果实和种子体积大和种子体积大2 2、营养物质的含量增加营养物质的含量增加：糖类、蛋：糖类、蛋白质、维生素白质、维生素C C3 3、但发育延迟，结实率低但发育延迟，结实率低多倍体草莓多倍体草莓普通草莓普通草莓无籽葡萄无籽葡萄食用香蕉食用香蕉野生香蕉野生香蕉生殖细胞生殖细胞弱小弱小不育不育单倍体：由单倍体：由 直接发育而成的个体，体细胞中含有本物种配子直接发育而成的个体，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。无论体细胞中含有几个染色体组都称为单倍体；染色体数目的个体。无论体细胞中含有几个染色体组都称为单倍体；（植株（植株 ，一般高度，一般高度 。如
12、：雄蜂）。如：雄蜂）单倍体、二倍体和多倍体单倍体、二倍体和多倍体单倍体的产生原因单倍体的产生原因 自然原因自然原因:由由配子配子直接发育成新个体直接发育成新个体 如：蜜蜂的单性生殖（孤雌生殖）如：蜜蜂的单性生殖（孤雌生殖）人为原因人为原因:花药离体培养花药离体培养高度不育的原因：同源染色体的联会发生紊乱，不能产生正常的配子。高度不育的原因：同源染色体的联会发生紊乱，不能产生正常的配子。如：蜜蜂如：蜜蜂蜂王蜂王雄蜂雄蜂工蜂工蜂单倍体单倍体2n=322n=322n=322n=32“三倍体三倍体”“三体三体”“单倍体单倍体”“单体单体”单倍体并非都不育单倍体并非都不育:二倍体的配子发育成的单倍体二倍
13、体的配子发育成的单倍体,表现为高度不育表现为高度不育;多倍体的配子如含多倍体的配子如含有偶数个染色体组有偶数个染色体组,则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因则发育成的单倍体含有同源染色体及等位基因,可育并能产生后代。可育并能产生后代。1 1、体细胞含一个染色体组一定是单倍体（、体细胞含一个染色体组一定是单倍体（）3 3、二倍体物种所形成的单倍体，其体细胞中只含有一个、二倍体物种所形成的单倍体，其体细胞中只含有一个染色体组。（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、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。（组，可称为二倍体。（）5 5、单
14、倍体可以只有一个染色体组，也可以有多个染色体、单倍体可以只有一个染色体组，也可以有多个染色体组。（组。（）2 2、单倍体的体细胞一定只含有一个染色体组（、单倍体的体细胞一定只含有一个染色体组（）6 6、单倍体的体细胞中不存在同源染色体、单倍体的体细胞中不存在同源染色体 ()()（20212021广东）人类（广东）人类（2n=462n=46）1414号与号与2121号染色体二者的长臂在着丝点处融合形成号染色体二者的长臂在着丝点处融合形成14/2114/21平衡易位染色体，该染色体携带者具有正常的表现型，但在产生生殖细胞的过程中，其平衡易位染色体，该染色体携带者具有正常的表现型，但在产生生殖细胞的
15、过程中，其细胞中形成复杂的联会复合物（如图），在进行减数分裂时，若该联会复合物的染色体细胞中形成复杂的联会复合物（如图），在进行减数分裂时，若该联会复合物的染色体遵循正常的染色体行为规律（不考虑交叉互换），下列关于平衡易位染色体携带者的叙遵循正常的染色体行为规律（不考虑交叉互换），下列关于平衡易位染色体携带者的叙述，错误的是（述，错误的是（）A A观察平衡易位染色体也可选择有丝分裂中期细胞观察平衡易位染色体也可选择有丝分裂中期细胞B B男性携带者的初级精母细胞含有男性携带者的初级精母细胞含有4545条染色体条染色体C C女性携带者的卵子最多含女性携带者的卵子最多含2424种形态不同的染色体种形
16、态不同的染色体D D女性携带者的卵子可能有女性携带者的卵子可能有6 6种类型（只考虑图中的种类型（只考虑图中的3 3种染色体）种染色体）C（20202020山东）在细胞分裂过程中，末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定，其姐妹山东）在细胞分裂过程中，末端缺失的染色体因失去端粒而不稳定，其姐妹染色单体可能会连接在一起，着丝点分裂后向两极移动时出现染色单体可能会连接在一起，着丝点分裂后向两极移动时出现“染色体桥染色体桥”结构，如结构，如下图所示。若某细胞进行有丝分裂时，出现下图所示。若某细胞进行有丝分裂时，出现“染色体桥染色体桥”并在两着丝点间任一位置发并在两着丝点间任一位置发生断裂，形成的两条子染色
17、体移到细胞两极。不考虑其他变异，关于该细胞的说法错生断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其他变异，关于该细胞的说法错误的是（误的是（）A A可在分裂后期观察到可在分裂后期观察到“染色体桥染色体桥”结构结构B B其子细胞中染色体的数目不会发生改变其子细胞中染色体的数目不会发生改变C C其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段其子细胞中有的染色体上连接了非同源染色体片段D D若该细胞基因型为若该细胞基因型为AaAa，可能会产生基因型为，可能会产生基因型为AaaAaa的子细胞的子细胞C(2021(2021年深一模年深一模)某男孩的某男孩的1818号染色体中一条染色体变成环状，环状染色号染
18、色体中一条染色体变成环状，环状染色体的形成如下图所示。不考虑其他变异，下列说法错误的是（体的形成如下图所示。不考虑其他变异，下列说法错误的是（）A.A.该环状染色体可用显微镜进行观察该环状染色体可用显微镜进行观察 B.B.该男孩的染色体数目与正常人相同该男孩的染色体数目与正常人相同C.C.染色体环状化必定伴随着基因突变染色体环状化必定伴随着基因突变 D.D.环状染色体可能由父方染色体形成环状染色体可能由父方染色体形成C考点二考点二 生物变异在育种上的应用生物变异在育种上的应用 一、杂交育种一、杂交育种1 1、概念：将、概念：将 品种的品种的 通过交配集中在一起，再经通过交配集中在一起，再经 过
19、过 ，获得新品种的方法。，获得新品种的方法。P99P992 2、原理：、原理：3 3、适用范围：、适用范围：基因重组基因重组有性生殖有性生殖两个或多个两个或多个优良性状优良性状选择和培育选择和培育4 4、优点：操作、优点：操作 ，可以把多个品种的，可以把多个品种的 集中在一起。集中在一起。5 5、缺点：获得新品种的、缺点：获得新品种的 。简单简单优良性状优良性状周期长周期长6 6、杂交育种的过程：、杂交育种的过程：若是选育若是选育动物动物品种，则可用品种，则可用测交测交的方法，选出表现型符的方法，选出表现型符合要求且不发生性状分离的合要求且不发生性状分离的个体。个体。P PDDBBDDBBdd
20、bbddbbF F1 1DdBbDdBbF F2 2D_B_D_B_D_bbD_bbddB_ddB_ddbbddbb高茎抗病高茎抗病矮茎不抗病矮茎不抗病F F3 3连续的自交直至不发生性状分离连续的自交直至不发生性状分离选出选出ddBBddBB选取符合要求的选取符合要求的纯合双亲纯合双亲杂交（杂交（）F F1 1 F F2 2 鉴别、选择需要的鉴别、选择需要的类型，类型，自交自交直至直至不发生性状分离不发生性状分离为止。为止。UU如何获得矮茎抗病如何获得矮茎抗病?4 4年年至少需要几年至少需要几年?1 1、原理：、原理：2 2、适用范围：、适用范围：基因突变基因突变所有生物所有生物（主要用于农
21、作物和微生物）（主要用于农作物和微生物）物理方法：物理方法：化学方法：化学方法：紫外线、紫外线、射线、等射线、等亚硝酸、硫酸二乙酯等亚硝酸、硫酸二乙酯等 4 4、优点：、优点：可以提高可以提高 ，在较短时间内获得更多的优良变异类型。，在较短时间内获得更多的优良变异类型。大幅度地大幅度地 某些性状，某些性状，人们所需要的优良变异类型。人们所需要的优良变异类型。5 5、缺点：有利变异个体往往、缺点：有利变异个体往往 ，需处理，需处理 材料。材料。（突变具有（突变具有 性、性、性、性、性等）性等）突变率突变率改良改良创造创造不多不多大量大量低频低频不定向不定向多害少利多害少利 二、二、诱变诱变育种育
22、种3 3、过程：、过程：处理萌发的种子或幼苗处理萌发的种子或幼苗诱变育种实例诱变育种实例 三、单倍体育种三、单倍体育种1 1、原理：、原理：2 2、适用范围：、适用范围：3 3、方法：、方法：染色体变异染色体变异真核生物真核生物花药离体培养花药离体培养+人工诱导染色体加倍人工诱导染色体加倍（以二倍体植物为例）（以二倍体植物为例）花药花药单倍体单倍体幼苗幼苗正常纯合正常纯合二倍体二倍体花药花药离体离体培养培养秋水仙素处理秋水仙素处理（含有精子）（含有精子）（一般不可育）（一般不可育）（染色体数目加倍）（染色体数目加倍）（可育）（可育）（植物组织培养技术）（植物组织培养技术）4 4、秋水仙素处理、
23、秋水仙素处理原理：抑制原理：抑制 的形成，染色体不能移向细胞两极，从而的形成，染色体不能移向细胞两极，从而 引起引起 数目加倍。数目加倍。作用时期：有丝分裂作用时期：有丝分裂 期期纺锤体纺锤体染色体染色体前前 用秋水仙素处理幼苗后，用秋水仙素处理幼苗后，细胞中的染色体数目细胞中的染色体数目都加倍。分生组织产生的茎、叶、花染色体数目加倍，而未经都加倍。分生组织产生的茎、叶、花染色体数目加倍，而未经处理部分（如处理部分（如 细胞）的染色体数目细胞）的染色体数目 。并非所有并非所有根部根部不变不变用高杆抗病（用高杆抗病（DDTTDDTT）和矮杆不抗病（）和矮杆不抗病（ddttddtt）小麦品种培育）
24、小麦品种培育矮杆抗病小麦（矮杆抗病小麦（ddTTddTT），见下图：），见下图：P P DDTT DDTT ddttddtt F F1 1 DdTt DdTt DdTt DdTt DT DT DtDtdTdTdtdtDT DT DtDtdTdTdtdtD DDTDTT T DDttDDttddTTddTTddttddtt（种子）（种子）第第一一年年（植物体）（植物体）减数分裂减数分裂 （花粉）（花粉）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 （二倍体纯合植株）（二倍体纯合植株）第第二二年年播种播种5 5、优点：、优点：6 6、缺点：、缺点：技术复杂技术复杂
25、明显缩短育种年限明显缩短育种年限单倍体育种所得个体单倍体育种所得个体并非都是纯合子并非都是纯合子。例如：。例如：杂合子杂合子 自然界里有天然的多倍体植物吗？自然界里有天然的多倍体植物吗？四倍体马铃薯四倍体马铃薯三倍体香蕉三倍体香蕉六倍体小麦六倍体小麦 四四、多倍体育种、多倍体育种1 1、原理：、原理：2 2、适用范围：、适用范围：3 3、方法：、方法：染色体变异染色体变异真核生物真核生物萌发的萌发的种子种子或或幼苗幼苗抑制纺锤抑制纺锤体形成体形成染色体不能移向细胞两染色体不能移向细胞两极，从而引起染色体数极，从而引起染色体数目加倍目加倍秋水仙素秋水仙素或低温处理或低温处理导致导致秋水仙素或者低
26、温处理秋水仙素或者低温处理4 4、优点：多倍体植株茎秆、优点：多倍体植株茎秆 ，叶、果实和种子比较，叶、果实和种子比较 ，营养物质含，营养物质含量量 。5 5、缺点：多倍体植株发育、缺点：多倍体植株发育 ，结实率，结实率 ，多倍体育种一般只适用，多倍体育种一般只适用于于 。粗壮粗壮大大丰富丰富延迟延迟低低植物植物二倍体二倍体西瓜幼苗西瓜幼苗 四倍体四倍体植株植株 秋水秋水仙素仙素获得获得三倍体三倍体种子种子 播种播种三倍体三倍体植株植株 获得获得无子西瓜无子西瓜 二倍体二倍体西瓜植株西瓜植株 传粉传粉2 2传粉传粉1 1无子西瓜怎么来的？无子西瓜怎么来的？刺激刺激子房发育成果实子房发育成果实6
27、 6、实例、实例1 1：杂交获得三倍体种子杂交获得三倍体种子无子：无子：减数分裂过程中，染色体减数分裂过程中，染色体联会紊乱，不能产生正常配子。联会紊乱，不能产生正常配子。第一年第一年第二年第二年果实果实果皮果皮(果肉果肉)：母本体细胞发育而成母本体细胞发育而成种子种子种皮：种皮：胚乳胚乳：胚胚：母本体细胞发育而成母本体细胞发育而成1 1个精子个精子+2+2个极核受精而成个极核受精而成受精卵受精卵思考：1 1、四倍体植株上所结瓜的、四倍体植株上所结瓜的果皮、种皮、胚、胚乳果皮、种皮、胚、胚乳的染色体组数分别是多少？的染色体组数分别是多少？2 2、三倍体无子瓜的、三倍体无子瓜的果皮、种皮、胚、胚
28、乳的果皮、种皮、胚、胚乳的呢？呢？4 4、4 4、3 3、5 53 3、3 3、无、无、无、无思考：3 3、有时可以看到三倍体西瓜中有少量发育并不成熟的种子，原因是？、有时可以看到三倍体西瓜中有少量发育并不成熟的种子，原因是？4 4、无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？、无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？三倍体植株一般不能进行正常的减数分裂形成配子，因此，不能形成种子。三倍体植株一般不能进行正常的减数分裂形成配子，因此，不能形成种子。但是，也有但是，也有可能在减数分裂时形成正常的卵细胞，从而形成正常的种子，但概率很小。可能在减数分裂时形成正常的卵细胞，从而形成正常
29、的种子，但概率很小。方法一：进行方法一：进行无性生殖无性生殖，将三倍体植株进行组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽；，将三倍体植株进行组织培养获取大量的组培苗，再进行移栽；方法二：利用方法二：利用生长素生长素或或生长素类似物生长素类似物处理二倍体植株处理二倍体植株未授粉的雌蕊未授粉的雌蕊，以促进子房发育，以促进子房发育成无种子的果实，同时，在花期全时段要进行套袋处理，以避免受粉。成无种子的果实，同时，在花期全时段要进行套袋处理，以避免受粉。受精卵受精卵刺激刺激胚珠胚珠发育成发育成种子种子合成合成生长素生长素促进促进子房子房果实果实有子果实有子果实受精卵（无）受精卵（无）子房子房一定浓度的一定浓
30、度的生长素类似物生长素类似物不能形成不能形成花蕾期去雄花蕾期去雄果实果实无子果实无子果实6 6、实例、实例2 2：无子番茄和无子西瓜形成原理一样吗？无子番茄和无子西瓜形成原理一样吗？八倍体小黑麦怎么来的？八倍体小黑麦怎么来的？普通六倍体小黑麦普通六倍体小黑麦二倍体黑麦（抗逆性强）二倍体黑麦（抗逆性强）AABBDDAABBDD（4242）RRRR（1414）ABDABD（2121）R R（7 7）ABDRABDR（2828）杂种四倍体（不育）杂种四倍体（不育）染色体数目加倍染色体数目加倍秋水仙素处理秋水仙素处理八倍体小黑麦八倍体小黑麦AABBDDRRAABBDDRR（5656）异源六倍体异源六倍
31、体字母表示字母表示染色体组染色体组6 6、实例、实例3 3：针对不同育种目标的育种方案针对不同育种目标的育种方案杂交育种杂交育种基因重组基因重组杂交育种杂交育种基因重组基因重组诱变育种诱变育种基因突变基因突变单倍体育种单倍体育种染色体变异染色体变异多倍体育种多倍体育种染色体变异染色体变异基因工程育种基因工程育种基因重组基因重组名称名称原理原理方法方法优点优点缺点缺点应用应用杂交杂交育种育种基因基因重组重组培育纯合子品种：杂交培育纯合子品种：杂交自交自交筛选出符合要筛选出符合要求的表现型，通过连续求的表现型，通过连续自交至不发生性状分离自交至不发生性状分离为止为止培育杂合子品种：一般培育杂合子品
32、种：一般是选取纯合双亲是选取纯合双亲子一代子一代操作简便，操作简便，可以把多个可以把多个品种的优良品种的优良性状集中在性状集中在一起。一起。育种时间一般比育种时间一般比较长；较长；局限于同局限于同种或亲缘关系较近种或亲缘关系较近的个体；的个体；需及时需及时发现优良品种发现优良品种年年制种年年制种矮秆抗病矮秆抗病小麦小麦杂交水稻、杂交水稻、杂交玉米等杂交玉米等小结：五种育种方法的比较小结：五种育种方法的比较名称名称原理原理方法方法优点优点缺点缺点应用应用诱变诱变育种育种单倍单倍体育体育种种基因基因突变突变染色染色体变体变异异物物理理：紫紫外外线线、射射线线、微微重重力力、激激光光等等处处理，再筛
33、选；理，再筛选；化化学学：亚亚硝硝酸酸、硫硫酸酸二乙酯处理，再选择二乙酯处理，再选择先先进进行行花花药药离离体体培培养养，培养出单倍体植株；培养出单倍体植株；将将单单倍倍体体幼幼苗苗经经一一定定浓浓度度的的秋秋水水仙仙素素处处理理获获得纯合子；得纯合子；从中选择优良植株从中选择优良植株提提高高突突变变率率，加加速速育育种种进进程程，大大幅幅度度改改良良某某些些性性状状明明 显显 缩缩 短短育种年限育种年限盲盲目目性性大大，有有利利变变异异少少，工工作作量量大大，需需要要处处理理大大量量的的实实验材料验材料技术复杂技术复杂青青霉霉素素高高产菌株产菌株“京京花花1 1号号”小麦小麦名称名称原理原理
34、方法方法优点优点缺点缺点应用应用多倍多倍体育体育种种基基因因工工程程育种育种染色体染色体变异变异基基因因重组重组用用一一定定浓浓度度的的秋秋水水仙仙素素处处理理萌萌发发的的种种子或幼苗子或幼苗获获取取目目的的基基因因目目的的基基因因与与运运载载体体结结合合将将目目的的基基因因导导入入受受体体细细胞胞目目的的基基因因的的表表达达与与检检测测筛筛选选获获得得优良个体优良个体操操作作简简单单，能能较较快快获获得得所需品种所需品种目目的的性性强强，育种周期短；育种周期短；克克服服了了远远缘缘杂杂交交不不亲亲和的障碍和的障碍所所获获品品种种发发育育延延迟迟，结结实实率率低低，一一般般只只适适用于植物用于
35、植物技技术术复复杂杂，安安全全性性问问题题多多，有有可可能能引引起起生生态危机态危机三三倍倍体体无无子子西西瓜瓜、八八倍倍体小黑麦体小黑麦转转基基因因抗抗虫棉虫棉(1)(1)识别图解中各字母表示的处理识别图解中各字母表示的处理方法方法:A:A:杂交杂交 D:D:自交自交B:B:花药离体培养花药离体培养C:C:秋水仙素秋水仙素(低温低温)处理处理E:E:诱变处理诱变处理F:F:秋水仙素秋水仙素(低温低温)处理处理,G:DNAG:DNA重组技术重组技术H:H:脱分化脱分化 I:I:再分化再分化J:J:包裹人工种皮。包裹人工种皮。(2)(2)识别图中育种方法识别图中育种方法“亲本亲本 新品种新品种”
36、为杂交育种为杂交育种;“亲本亲本 新品种新品种”为单倍体育种为单倍体育种;“种子或幼苗种子或幼苗 新品种新品种”为诱变为诱变育种育种;“种子或幼苗种子或幼苗 新品种新品种”为多倍体为多倍体育种育种;“植物细胞植物细胞 新品种新品种”为基因为基因工程育种。工程育种。考点二考点二 生物变异在育种上的应用生物变异在育种上的应用（20212021年广东一模）年广东一模）为获得果实较大、含糖量较高的四倍体葡萄为获得果实较大、含糖量较高的四倍体葡萄(4N=76)(4N=76)，常用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体葡萄茎段上的芽，然后将茎，常用一定浓度的秋水仙素溶液处理二倍体葡萄茎段上的芽，然后将茎段扦插栽
37、培成新植株。研究结果显示：新植株中约段扦插栽培成新植株。研究结果显示：新植株中约40%40%的细胞染色体诱导的细胞染色体诱导加倍。这种植株同时含有加倍。这种植株同时含有2N2N细胞和细胞和4N4N细胞，称为细胞，称为“嵌合体嵌合体”。有关。有关“嵌嵌合体合体”的叙述，错误的是（的叙述，错误的是（）A.A.秋水仙素诱导染色体数秋水仙素诱导染色体数目目加倍的原理是抑制纺锤体形成加倍的原理是抑制纺锤体形成 B.B.在生命活动中在生命活动中,4N,4N细胞内染色体组数目最多时有细胞内染色体组数目最多时有8 8个个 C.C.产生配子的过程中部分细胞染色体联会紊乱产生配子的过程中部分细胞染色体联会紊乱 D
38、.D.若该个体自交，后代中可出现三倍体若该个体自交，后代中可出现三倍体C低温低温处理处理抑制抑制纺锤体纺锤体的形成的形成,以致影响染色体被拉向两极，细胞不能分裂成以致影响染色体被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，于是，植物细胞染色体数目发生变化。两个子细胞，于是，植物细胞染色体数目发生变化。7 7、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(1)(1)原理：原理：根尖分生区根尖分生区(2)(2)实验材料：实验材料：(3)(3)步骤和现象步骤和现象将洋葱（或大葱、大蒜）放在装满清水的广口瓶上，让洋葱的底部接触水面。待洋葱将洋葱（或大葱、大蒜）放在装满清水的广口瓶上，
39、让洋葱的底部接触水面。待洋葱长出约长出约cmcm左右的不定根时，将左右的不定根时，将整个装置整个装置放入冰箱的低温室内（放入冰箱的低温室内（4 4），诱导培养），诱导培养36h36h。剪取诱导处理的根尖约剪取诱导处理的根尖约0.5-1cm0.5-1cm，放入，放入卡诺氏液卡诺氏液中浸泡中浸泡0.5-1h0.5-1h，以，以固定细胞的形态固定细胞的形态，然，然后用体积分数为后用体积分数为9595的酒精的酒精冲洗冲洗2 2次。次。制作装片，解离制作装片，解离漂洗漂洗染色染色制片。制片。（改良苯酚品红染液、龙胆紫染液、醋酸洋红染液）（改良苯酚品红染液、龙胆紫染液、醋酸洋红染液）先用先用低倍镜低倍镜寻
40、找寻找染色体形态较好的分裂相。视野中染色体形态较好的分裂相。视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体既有正常的二倍体细胞，也有染色体数目发生改变的细胞数目发生改变的细胞。确认某个细胞发生染色体数目变化后，。确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用再用高倍镜高倍镜观察观察。注意：实验过程中，低温诱导时，应设常温、低温注意：实验过程中，低温诱导时，应设常温、低温(4)(4)、0 30 3种温种温度，以做对照，否则实验设计不严谨。度，以做对照，否则实验设计不严谨。显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞。显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞。小结小结1 1低温诱导植物染色体数目变化的实验中的试剂及其
41、作用低温诱导植物染色体数目变化的实验中的试剂及其作用试剂试剂使用方法使用方法作用作用卡诺氏液卡诺氏液将根尖放入卡诺氏液中浸泡将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.50.51 h1 h体积分数为体积分数为95%95%的酒精的酒精冲洗用卡诺氏液处理的根尖冲洗用卡诺氏液处理的根尖质量分数为质量分数为15%15%的盐酸的盐酸与与体体积积分分数数为为95%95%的的酒酒精精等等体体积积混混合合，作为解离液作为解离液蒸馏水蒸馏水浸泡解离后的根尖约浸泡解离后的根尖约10 min10 min改良苯酚品红染液改良苯酚品红染液把漂洗干净的根尖放进盛有改良苯酚把漂洗干净的根尖放进盛有改良苯酚品红染液的玻璃皿中染色品红染液的玻
42、璃皿中染色3 35 min5 min7 7、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固定细胞形态固定细胞形态洗去卡诺氏液洗去卡诺氏液解离根尖细胞解离根尖细胞洗去药液，防洗去药液，防止解离过度止解离过度使染色体着色使染色体着色小结小结2 2低温诱导染色体数目变化的实验与观察细胞有丝分裂实验的操作步骤的比较低温诱导染色体数目变化的实验与观察细胞有丝分裂实验的操作步骤的比较项目项目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观察根尖分生组织细胞的有丝分裂观察根尖分生组织细胞的有丝分裂培养培养待待洋洋葱葱长长出出1 1 cmcm左左右右不不定定根根时时放放入入
43、冰箱低温室冰箱低温室(4)(4)诱导培养诱导培养36 h36 h固定固定解解离离前前用用卡卡诺诺氏氏液液进进行行固固定定，然然后后用体积分数为用体积分数为95%95%的酒精冲洗的酒精冲洗2 2次次染色染色用改良苯酚品红染液用改良苯酚品红染液适宜温度下培养适宜温度下培养不用固定不用固定用醋酸洋红液或龙胆紫溶液用醋酸洋红液或龙胆紫溶液7 7、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1.1.低温和秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理相同。低温和秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理相同。()()2.2.该实验可以在显微镜下观察到整个细胞连续分裂的过程。该实验可以在显微镜下观察到整
44、个细胞连续分裂的过程。()()3.3.低温诱导染色体加倍的实验低温诱导染色体加倍的实验,可剪取洋葱根尖可剪取洋葱根尖0.50.51 cm,1 cm,放入冰箱的低温室放入冰箱的低温室内诱导内诱导36 h36 h。()()4.4.解离时间越长解离时间越长,解离越充分解离越充分,染色体染色效果越好。染色体染色效果越好。()()5.5.低温处理完之后所有细胞都会加倍。低温处理完之后所有细胞都会加倍。()()6.6.低温能抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成低温能抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成,使细胞内染色体数目加倍。使细胞内染色体数目加倍。()()洋葱长出约洋葱长出约1cm1cm的不定根时，将整个装置放入冰箱的低温室内（的不定根时，将整个装置放入冰箱的低温室内（4 4），诱导培养），诱导培养36h36h。