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第1节 染色体变异及其应用
第 3 课 时
01
02
通过对单倍体育种和多倍体育种操作过程的比较特别是无子西瓜培养过程的了解，培养学生关注生活的社会责任和实践应用能力。
通过对低温或试剂诱导染色体数量加倍的理解，探究染色体数目变化的机制,培养学生的科学思维和探究能力。
先杂交再自交选育
杂交育种
连续自交，不断淘汰不良性状，获得优良性状，直到不发生性状分离为止。
1.概念：将两个或多个品种的优良性状通过 集中在一起，再经过 获得新品种的方法。
2.育种原理：在杂交过程中，染色体上控制不同亲本优良性状的基因，随着 而重新组合在一起，经过_________会获得优良的新品种。（基因重组）
3.缺点：杂交育种的过程 。
杂交育种
杂交
选择和培育
配子的结合
选育
可能很缓慢
取其花粉
离体培养
单倍体幼苗
纯合二倍体
人工选育
优良品种
二倍体植株
人工诱导
染色体数量加倍
单倍体育种过程示意图
一、单倍体育种
人工诱导染色体数量加倍的方法：
最常用的化学试剂是：
作用机理：
单倍体幼苗
纯合二倍体
秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，抑制分裂前期形成纺锤体，导致分裂后期染色体不能移向细胞两极，结果细胞中的染色体数量就加倍了。
秋水仙素
低温处理、化学试剂处理等。
单倍体育种过程 (以二倍体为例)
花药离体
组织
培养
单倍体植株
人工诱导
染色体加倍
正常植株
(纯合体)
优点：
明显缩短育种年限
AaBb
减数
分裂
花
粉
AB
Ab
aB
ab
花药离体
培养
单倍体苗
AB
Ab
aB
ab
所需品种
(aaBB)
筛
选
秋水仙素
处理
纯合体
AABB
AAbb
aaBB
aabb
单倍体育种过程
高杆抗病
DDTT
矮杆感病
ddtt
×
P
F1
高杆抗病
DdTt
花药离 体培养
配子
DT
Dt
dT
dt
单倍体植株
DT
Dt
dT
dt
DDTT
DDtt
ddTT
ddtt
秋水仙素
需要的纯合矮抗品种
第1年
第2年
明显缩短育种年限
减数 分裂
高杆抗病
DDTT
矮杆感病
ddtt
×
F1
高杆抗病
DdTt
P
F2
矮抗

ddtt
D_T_
D_tt
ddT_
需要的纯合矮抗品种
ddTT
第1年
第2年
第3-6年
连续 ，不 断淘汰不良性状。选 择优良性状
杂交育种过程
单倍体育种与杂交育种比较
秋水仙素处理
使染色体数量加倍
AA
AAAA
AA
AAA
AAA
传粉刺激果实发育
染色体联会紊乱
秋水仙素处理正在萌发的(二倍体）幼苗或者种子
AA
(受精)
AA
第一次传粉：
杂交获得三倍体种子
第二次传粉：
刺激子房发育成果实
三倍体西瓜没有种子的原因
三倍体减数分裂染色体联会紊乱
传粉刺激子房（来自母本)发育为果实，但是没有种子（受精卵）。
二、多倍体育种
多倍体育种 单倍体育种
原理 染色体变异(染色体数目以染色体组形式成倍增加） 染色体变异(染色体组成倍减少，再加倍后得到)
常用 方法 处理萌发的种子或幼苗 后，秋水仙素/低温处理人工诱导染色体加倍
优点 植株茎秆粗壮、叶片、果实、种子都比较大，营养物质的含量都增加 明显缩短育种年限
缺点 适用于植物， 在动物中难以开展 技术复杂一些，
须与杂交育种配合
花药离体培养
秋水仙素/低温
单倍体育种与多倍体育种比较
1.实验原理
(1)低温处理:低温处理植物的_______________,
能够抑制___________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______。
(2)染色体染色:
染色体容易被__________染成深色,用质量浓度为0.01 g/mL的_________________溶液染色。
分生组织细胞
纺锤体
加倍
碱性染料
甲紫（龙胆紫）
三、课外探究：低温诱导染色体数量加倍
形成纺锤体
内外因素的影响下
不形成纺锤体
细胞分裂异常，导致子细胞染色体加倍
X
X
X
X
X
X
X
X
v
v
v
v
v
v
v
v
v
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v
v
v
v
v
v
v
v
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v
v
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v
v
v
v
v
v
v
细胞分裂正常，染色体平均分配到两个子细胞中
固定细胞
制作装片
观察
诱导培养
待蒜长出约____cm长的不定根时，将___________放入冰箱冷藏室内，诱导培养_________h。
1
整个装置
48-72
取材：剪取诱导处理的根尖_______cm，
固定：放入_________中浸泡________h，以_______________，
冲洗：然后用________________________冲洗____次。
0.5-1
卡诺氏液
0.5-1
固定细胞形态
体积分数为95%的酒精
2
将蒜（或洋葱）在冰箱冷藏室内（_____℃）放置一周；取出后，将
蒜放在装满清水的容器上方，让蒜的底部接触水面，于室温（约____℃）进行培养；
4
25
固定细胞
制作装片
观察
诱导培养
包括______、______、______、_______4个步骤；
解离
漂洗
染色
制片
解离目的：
漂洗目的：
染色目的：
制片目的：
用药液使组织中的细胞相互分离开来
洗去药液，防止解离过度
甲紫溶液或醋酸洋红液能使染色体着色
使细胞分散开来，有利于观察
解离3-5min
漂洗约10min
甲紫溶液染色3-5min
压片
固定细胞
制作装片
观察
诱导培养
低温诱导 72 h
对照
先用________寻找染色体形态好的分裂象；视野中既有__________________，也有__________________________；确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用________观察。
低倍镜
正常的二倍体细胞
染色体数目发生改变的细胞
高倍镜
试剂 使用方法 作用
卡诺氏液 将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h 固定细胞形态
体积分数为95%的酒精 冲洗卡诺氏液处理过的根尖 洗去卡诺氏液
与质量分数为15%的盐酸等体积混合，浸泡经固定处理的根尖 解离根尖细胞
清水 漂洗解离后的根尖约10 min 洗去解离液
甲紫溶液 把漂洗干净的根尖放进盛有甲紫溶液的玻璃皿中染色3～5 min 使染色体着色
实验中几种试剂的使用方法和作用
1.秋水仙素诱导多倍体形成的原因是
A.诱导染色体多次复制；
B.抑制细胞有丝分裂时纺锤体的形成；
C.促使染色单体分开，形成染色体；
D.促进细胞融合。
B
2.用亲本基因型为DD和dd的植株杂交，对其子一代的幼苗用秋水仙素处理产生了多倍体，其基因型是
A.DDDD B.DDDd C.DDdd D.Dddd
C
3.下列关于“低温诱导染色体数量加倍”实验的叙述中，正确的是 　　
A.低温处理蚕豆根尖后会引起成熟区细胞染色体数目的变化
B.在观察低温处理的蚕豆根尖装片时，通过一个细胞可以看到染色体的变化情况
C.利用低温和秋水仙素处理材料均可抑制纺锤体的形成
D.观察蚕豆根尖细胞装片时要先在低倍镜下找到所要观察的细胞并移到视野的中央，调节视野的亮度，再转动粗准焦螺旋直至物像清晰
C
缺失
重复
倒位
易位
染色体组
二倍体
多倍体
单倍体
染色体变异
染色体数量的变异
染色体结构的变异
染色体变异在育种上得到广泛应用
单倍体育种
多倍体育种

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