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第2节 染色体变异
第五章 基因突变及其他变异
野生祖先种VS栽培品种（马铃薯）
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VS栽培品种（香蕉）
野生祖先种香蕉
（有籽）
栽培品种香蕉
（无籽）
问题探讨
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（见下表）。
12
讨论：1、根据前面所学减数分裂的知识，试着完成该表格。
24
11
异常
2、为什么平时吃的香蕉是没有种子的？
因为香蕉栽培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。
问题探讨
3.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偶数，它是怎样形成的呢？
又是如何繁殖下一代的？
一、染色体变异
1、概念：
2、区别
基因突变
分子水平的变异，光学显微镜下不可见。
染色体变异
细胞水平的变异，光学显微镜下可见。
基因重组
体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化。
基因突变，基因重组，染色体变异的范围
基因突变：
所有生物均能发生基因突变
染色体变异：
有染色体的生物（真核生物）可以发生染色体变异。
基因重组：
进行有性生殖的生物可以发生基因重组。
3、染色体变异分类
染色体数目变异
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染色体(染色体组）为基数成倍的增加或成套的减少
染色体结构变异
染色体数目变异
染色体数目的变异
正常果蝇
（2n=8）
以果蝇为例，观察2种染色体数目变异的差别
个别异常
成套异常
增加一条
减少一条
成套增加
成套减少
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
2N=24：2表示： N表示：
有两个染色体组
每组有n条非同源染色体
染色体组
一个染色体组是____________________或______________________
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X（3+X）
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y（3+Y）
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
染色体组
一、染色体数目的变异
染色体组的判断方法
方法一：根据染色体形态判断
1个染色体组
1组3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4条染色体
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。
一、染色体数目的变异
方法二：根据基因型判断
YyRr
AABBDD
Aaa
ABCD
2组
每组有2条
2组
每组有3条
3组
每组有1条
1组
每组有4条
染色体组的判断方法
同一英文字母（无论大小写）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。
例如： AAaaBbbb→同一字母出现4次→4个染色体组
2个染色体组
2个染色体组
4个染色体组
2个染色体组
染色体组的判断方法
1、请判断下列的几个细胞含几个染色体组？每组有几条染色体？
3个
1个
2个
3个
4个
4个
1个
2个
练习
一、染色体数目的变异
野生马铃薯的体细胞中有几个染色体组？
野生马铃薯的体细胞中有两个染色体组。像这样体细胞中含有两个染色体组的个体叫做二倍体。
几乎全部动物+大多数高等植物
如：人(2N=46)、果蝇(2N=8) 玉米(2N=20)
野生马铃薯的染色体组成（红色为荧光标记）
一、染色体数目的变异
一般情况下，二倍体通过减数分裂形成的配子只有一个染色体组。
减数分裂Ⅰ后期出现错误
含有两个染色体组的异常配子
一、染色体数目的变异
如果野生马铃薯在减数分裂Ⅰ后期，同源染色体不分离，所产生的配子中有几个染色体组？
减数分裂Ⅱ后期出现错误
含有两个染色体组的异常配子
一、染色体数目的变异
如果野生马铃薯在减数分裂Ⅱ后期，着丝粒分裂后，姐妹染色单体未分离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？
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？
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中含有三个染色体组，称作三倍体。
一、染色体数目的变异
＋
一、染色体数目的变异
什么是四倍体？它又是如何形成的？
由2个含有两个染色体组的配子结合发育成的个体，体细胞中含有4个染色体组，称为四倍体；二倍体在胚或幼苗时期受某种因素影响，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。
体细胞中含有3个或3个以上染色体组的个体统称为多倍体。
（有几个染色体组就叫几倍体）（植物中广泛存在，动物中极少）
什么叫多倍体？
一、染色体数目的变异
减数分裂错误
2N
2N
2N
2N
N N
N N
二倍体
（2n）
减数分裂
过程异常
染色体数目加倍的配子（2n）
结合
四倍体
染色体数目正常的配子（n）
三倍体
形成原因
一、染色体数目的变异
形成原因
2N
2N
2N
4N
2N
有丝分裂异常
染色体只复制未分离
二倍体
（2n）
有丝分裂过程
染色体加倍
四倍体(4n)
二倍体(2n)
杂交
三倍体(3n)
一、染色体数目的变异
奇数个染色体组的个体不育：一个个体，若含有奇数个染色体组，则会出现联会紊乱，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？
三倍体因为原始生殖细胞中有三套非同源染色体，减数分裂时出现联会紊乱，因此不能形成可育的配子。
2个染色体组的配子
1个染色体组的配子
无性繁殖
1．生物是否可育的判断方法
看减数分裂时，染色体能否正常联会，若能正常联会，则可产生正常的配子，则生物是可育的，反之，不可育。如三倍体香蕉不可育；含有一个染色体组的单倍体不可育；二倍体的骡不可育。
（二）以一套完整的非同源染色体为基数成倍地增加或成套地减少
二倍体与多倍体：
由受精卵发育而来的个体（来源）
体细胞具有两个染色体组的个体称为二倍体(2n)；
具有三个或三个以上染色体组的个体统称为多倍体。
一、染色体数目的变异
一、染色体数目的变异
多倍体
在被子植物中，约有33%的物种是多倍体。
e.g. 普通小麦、棉、烟草、菊、水仙等都是多倍体。某些品种的苹果、梨、葡萄也是多倍体。
普通小麦 六倍体
菊花 六倍体
四倍体巨峰葡萄
三倍体无籽黑夏葡萄
（植物中广泛存在，动物中极少）
思考3：多倍体与二倍体植株相比，有哪些优、缺点？
四倍体草莓
二倍体草莓
①茎秆粗壮；
②叶片、果实和种子都比较大；
③糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。
多倍体植株的缺点：
生长发育延迟、晚熟、结实率低等缺点。
多倍体植株的优点有：
因此，人们常用人工诱变多倍体的方法来获得多倍体植株，培育新品种。
二、染色体数目的变异
人工诱导多倍体的方法：低温处理、用秋水仙素诱发，其中用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗是目前最常用且最有效的方法；
秋水仙素和低温使染色体数目加倍的基本原理：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，导致细胞内染色体数目加倍，染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂，就可能发育成多倍体植株。
为什么要处理萌发的种子或幼苗，处理成熟的植株可以吗？
不行，秋水仙素的作用对象是正在有丝分裂的细胞，成熟的植株大多细胞不进行有丝分裂。
4条染色体
8条
前期：无纺缍体形成
染色体复制
着丝点分裂
无纺缍丝牵引
不分裂
在细胞分裂前期，抑制纺锤体的形成,染色体数目加倍
低温、秋水仙素处理的原理：
作用于有丝分裂前期，影响有丝分裂后期。
一、染色体数目的变异
二倍体幼苗（2N）
秋水仙素
四倍体植株（4N）
×
二倍体植株（2N）
卵细胞（2N）
精子（N）
受精卵（3N）
三倍体植株（3N）
联会紊乱
花粉刺激
无籽西瓜
应用1：多倍体育种
无子西瓜的形成
一、染色体数目的变异
二倍体幼苗（2N）
秋水仙素
四倍体植株（4N）
×
二倍体植株（2N）
卵细胞（2N）
精子（N）
受精卵（3N）
三倍体植株（3N）
联会紊乱
花粉刺激
无籽西瓜
应用1：多倍体育种
1、为什么用一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？
西瓜幼苗的芽尖是有丝分裂旺盛的地方；
用秋水仙素处理可以抑制纺锤体的形成，导致细胞内染色体数目加倍，从而得到四倍体植株；
一、染色体数目的变异
2、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？获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交？
雌配子中含有二个染色体组；
杂交可获得三倍体植株。
。
3、有时候可以在三倍体西瓜中发现少量发育并不成熟的种子， 请推测产生这些种子的原因；
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。这种情况概率特别小，但也有可能发生。
一、染色体数目的变异
4、每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？①进行无性生殖，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；②利用生长素或生长素类似物处理二倍体植株未受粉的雌蕊，以促进子房发育成无种子的果实（在花期全时段要进行套袋处理，以避免受粉）
一、染色体数目的变异
秋水仙素处理后，分生组织分裂产生的茎、叶、花的细胞中染色体数目加倍，变成四个染色体组；
而未处理的如根部细胞中染色体数仍为两个染色体组；
5、秋水仙素处理过芽尖之后，得到的四倍体植株，整个植株的所有细胞都是四个染色体组吗？
6、四倍体植株上结的西瓜是无籽西瓜吗？
四倍体植株上结的四倍体西瓜是含三倍体种子的有籽西瓜。
三倍体植株结的西瓜是无籽西瓜。由于三倍体原始生殖细胞中有3套非同源染色体，减数分裂时会出现联会紊乱，不能形成可育的配子。
获取三倍体种子是在第一年四倍体植株上；
获取三倍体无子果实则是在第二年的三倍体植株上。
单倍体
由 发育而来，体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目 的个体。 植物植株矮小，且高度不育（除雄蜂外）
蜂王
32条染色体
雄蜂
16条染色体
工蜂
32条染色体
单倍体
配子
相同
受精卵32
蜂王32
卵细胞16
雄峰16
雄峰16
精子16
蜂王32 工蜂32
单倍体
如雄蜂，是由蜂王的卵细胞直接发育而来的（N=16），而蜂王和工蜂都是受精卵发育而来的（2N=32）
二倍体
（雌性）
（雌性）
植物中，自然条件下，______、_______、_______、________等二倍体植株偶尔也会出现单倍体植株；玉米高粱水稻番茄蜜蜂的蜂王会先经过减数分裂产生卵细胞，卵细胞若不受精，则孵化为雄性个体，即雄蜂，雄蜂是单倍体，这种生殖现象叫做孤雌生殖。（蜜蜂体内无性染色体）卵细胞受精后产生的受精卵则孵化为雌性个体，即蜂王和工蜂，蜂王和工蜂是二倍体。
一、染色体数目的变异
（1）形成原因：
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。
由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而来。
(无论体细胞中含有几个染色体组)
原因：体细胞进行减数分裂形成配子时，由于同源染色体联会紊乱，不能产生正常的配子。
4、单倍体
（2）特点
植株长得弱小
一般高度不育
含偶数个染色体组：可育
含奇数个染色体组：高度不育
受精卵
受精卵
未受精的卵
2n=32
2n=32
n=16
蜂王
工蜂
雄蜂
(2)实例：
雄蜂
√
×
×
1.一倍体（体细胞中含一个染色体组的个体）一定是单倍体。
2.单倍体的体细胞中只含一个染色体组。
3.基因型为AAabbb的个体一定为三倍体。
4.一个精子或者一个卵细胞就是单倍体。
5.单倍体可以只有一个染色体组，也可以有多个染色体组。
√
×
二、染色体数目的变异
思考：
①单倍体植株一定不育吗？
不一定；
如雄蜂，可以通过假减数分裂形成正常的精子，则是可育的；
如某些藻类植物、苔藓植物、蕨类植物的单倍体，可以通过无性生殖繁衍后代；
如体细胞中染色体组数为偶数的单倍体，减数分裂中可以正常联会，也可以产生正常的配子，也是可育的；
②一般情况下，单倍体植株高度不育，原因是什么？
③体细胞中染色体组数为偶数的一定可育吗？
大多数单倍体体细胞中染色体组数为奇数，减数分裂时联会紊乱，无法形成正常的配子，因此一般表现出高度不育；
不一定；
由上面两题可知，除无性生殖的生物外，判断一个真核生物可育与否的关键是能否形成正常的配子，而形成正常配子的关键是同源染色体能够正常联会；
如大多数异源二倍体，染色体无法联会，也会造成不育，例如骡子；
(2)体细胞中含有一个染色体组的生物一定是单倍体。
二、染色体数目的变异
(1)单倍体的体细胞中并不一定只有一个染色体组：如四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，也可能可育并产生后代。
关于单倍体的3个易错点
(3)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。
单倍体可能有一个或多个染色体组。（染色体组数跟配子的一样）
|规律方法|
单倍体、二倍体、多倍体的判断方法
单倍体、二倍体和多倍体总结
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
一、染色体数目的变异
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
由配子发育而来，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（是正常体细胞染色体组数目的一半）
正常（作为单倍体、多倍体的参照物）
茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富，但发育迟缓，结实率低
植株矮小，且高度不育（雄蜂除外）
>
<
目标一
低温诱导植物细胞染色体数目的变化
实验原理
用低温处理植物的分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，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，植物细胞的染色体数目发生变化。
3.1 实验原理
培养不定根
低温诱导
1.将洋葱在冰箱冷藏室内放置一周。取出后,放在装满清水的容器上方,让洋葱的底部接触水面,于室温(约25°C )进行培养。
2.待蒜长出约1 cm长的不定根时，将整个装置放入冰箱冷藏室内，诱导培养48~72 h。
3.剪取诱导处理的根尖0.5~1 cm,放人卡诺氏液中浸泡0.5~1 h，以固定细胞的形态，然后用体积分数为95%的酒精冲洗2次。
4.解离→漂洗→染色→制片
5. 先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂象。视野中既有正常的二倍体细胞，也有染色体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，再用高倍镜观察。
3.2 实验过程
（一）
诱导培养
（二）
固定细胞形态
（三）
制作装片
（四）观察
4℃
温度不是越低越好。
③制片
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
盐酸和酒精混合液（1：1混合）
清水漂洗
3.3 实验结果
1.实验中几种试剂的使用方法和作用
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
|规律方法|
(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情况。
(2)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”，大部分细胞仍为二倍体分裂状况。
(3)细胞是死的而非活的：显微镜下观察到的细胞是已被解离液杀死的细胞。
(4)着丝粒分裂与纺锤体无关：着丝粒到有丝分裂后期即分裂，无纺锤丝牵引，着丝粒也分裂。　
染色体结构变异
染色体结构的变异
概念
染色体结构的变异是指排列在染色体上的基因的数目或排列顺序发生改变，而导致性状的变异。
类型（4种）
基因数目改变：
基因排列顺序改变：
①缺失 ②重复
③易位 ④倒位
染色体的某一片段缺失引起变异（基因数目变少）
a
b
c
d
e
f
a
c
d
e
f
b
c
d
e
f
猫叫综合征
1、缺失
人的5号染色体部分缺失引起的遗传病。患儿生长发育迟缓，并存在严重的智力障碍，其最明显的特征是哭声轻，音调高，似猫叫
正常翅
缺刻翅
果蝇缺刻翅的形成
四、染色体结构的变异
5号染色体部分缺失
猫叫综合征
染色体中增加某一片段引起的变异
a
b
c
d
e
f
b
a
c
d
e
f
b
果蝇棒状眼的形成
正常眼
棒状眼
2、重复
四、染色体结构的变异
结果：导致部分基因数目增加
染色体某一片段移接到另一条非同源染色体上引起的
a
b
c
d
e
f
h
i
j
k
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
g
果蝇花斑眼的形成
正常眼
花斑眼
3、易位
四、染色体结构的变异
结果：导致部分基因顺序改变
染色体的某一片段颠倒引起的变异
a
c
d
e
f
b
a
f
c
d
e
b
c
d
e
b
果蝇卷翅的形成
正常翅
卷翅
4、倒位
四、染色体结构的变异
结果：导致部分基因顺序改变
四、染色体结构的变异
缺失
重复
染色体上基
因数目改变
易位
倒位
染色体上基因
排列顺序改变
染色体结构变异
生物性状变异
多数不利，甚至致死
基因的数目和种类没有变化，基因排列顺序发生改变
练一练
缺失
重复
练一练
2．生物体染色体上的等位基因部位可以进行配对联会，非等位基因部位不能配对。某二倍体生物细胞中分别出现图①至④系列状况，则对图的解释正确的是 (　　)
A．①为基因突变，②为倒位
B．②可能是重复，④为染色体组加倍
C．①为易位，③可能是缺失
D．②为基因突变，①为染色体结构变异
三维165页学以致用2
C　
三维168第5题
|规律方法|
“两看法”判断染色体结构的变异类型
一看：染色体上基因的数目是否变化，如发生变化，则可能是重复、缺失或易位。
二看：染色体上基因顺序是否变化，如变化，则可能是倒位。染色体结构变异往往是多个基因的变化，如果是一个基因变成它的等位基因，则是基因突变。　
染色体结构变异与基因突变、基因重组的辨析
1、关于“缺失”问题
DNA分子上
若干基因的缺失
若干碱基对的缺失
染色体变异
基因突变
染色体结构变异与基因突变、基因重组的辨析
2、关于“互换”问题
染色体易位 交叉互换
图解
区别 发生于 之间 发生于 之间
属于 属于
在光学显微镜下观察到 在光学显微镜下观察到
非同源染色体
同源染色体的非姐妹染色单体
染色体结构变异
基因重组
可
不可
2．染色体结构变异与基因突变的比较
项目 染色体结构变异 基因突变
本质 染色体片段的缺失、重复、易位或倒位 碱基的替换、增添或缺失
基因数目 的变化 不变或改变1个或多个 不变
变异水平 细胞 分子
光镜检测 可见 不可见
染色体结构变异与基因突变、基因重组的辨析
3、关于“变异的水平”问题
变异的水平
细胞水平
（光学显微镜下可观察到）
分子水平
（光学显微镜下观察不到）
基因突变、基因重组
染色体变异
染色体结构变异与基因突变、基因重组的辨析
4、关于“不同生物发生的可遗传变异”的类型问题
生物的种类
无细胞结构
病毒（基因突变）
有细胞结构
原核生物
（基因突变，自然状态不存在基因重组）
真核生物
（基因突变，基因重组，染色体变异）
基因突变、基因重组和染色体变异的比较
项目 基因突变 基因重组 染色体变异
本质
发生时期
观察
适用范围
产生结果
共同点 基因结构的改变（碱基对）
基因的重新组合
染色体结构或数目发生变化
DNA复制时期（间期）
减Ⅰ时期（前、后）
细胞分裂期
光学显微镜下无法观察
光学显微镜下无法观察
光学显微镜下可以观察
任何生物
真核生物、有性生殖生物
真核生物
产生新的基因
产生新的基因型
基因“数量”或“位置”上发生变化
都是可遗传的变异
扩展内容
生物育种的原理和方法
生物育种
1.杂交育种
2.诱变育种
3.单倍体育种
4.多倍体育种
1.杂交育种
①原理：基因重组
③过程
②常用方法：杂交
杂交育种的参考方案：
Ｐ 抗倒易病　 易倒抗病
Ｆ１ 　 抗倒易病
Ｆ２
DDTT
ddtt
DdTt
Ddtt
抗倒易病 抗倒抗病 易倒易病 易倒抗病
DDtt
杂交
自交
选优
自交
F3
选优
连续自交，直至不出现性状分离为止。
抗倒抗病 DDtt
④优点：
（1）操作简单
（2）使不同个体的优良性状集中在一个个体上。
⑤缺点：
（1）育种时间长
⑥例子：杂交水稻
2.诱变育种
①原理：基因突变
③过程
②常用方法：
辐射诱变、激光诱变等
④优点：提高突变率，加速育种进程
⑤缺点：
具有盲目性，有利变异少，需大量处理实验材料
⑥例子：
青霉素高产菌株
3.单倍体育种
（2）方法：（花药离体培养 + 秋水仙素处理加倍）
育种工作者常采用花药（或花粉）离体培养的方法来获得单倍体植株，然后人工诱导使这些植株的染色体数目加倍，恢复到正常植株染色体数目。
（3）过程：
花药
单倍体
幼苗
纯合体
植株
优良性状
纯合体
离体培养
秋水仙素处理
筛选
（4）优点：
明显缩短育种年限；获得的都是纯合子，自交后代不会发生性状分离。
（5）缺点：
技术复杂，需与杂交育种配合。
减数
分裂
P
AABB×aabb
AB
Ab
aB
ab
AB
AABB
Ab
aB
ab
AAbb
aaBB
aabb
花药离体培养
得单倍体幼苗
秋水仙素处理得二倍体植株
F1
AaBb
染色体数目变异
（1）原理：
一、染色体数目的变异
(1)花药离体培养≠单倍体育种：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4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。
注意
花药离体培养
P
F1
配子
DDTT
DDtt
ddTT
ddtt
正常植株（纯合）
秋水仙素
单倍体育种
P
高杆抗病
DDTT
×
矮杆感病
ddtt
F1
高杆抗病
DdTt
F2
D_T_
D_tt
ddT_
ddtt
ddTT
杂交育种
矮抗

需要的纯合矮抗品种
连续
第1年
第2年
第3-6年
高杆抗病
DDTT
×
矮杆感病
ddtt
高杆抗病
DdTt
DT
Dt
dT
dt
单倍体植株
第1年
第2年
DT
Dt
dT
dt
需要的纯合矮抗品种
单倍体育种和杂交育种的比较
培育矮杆抗病小麦
单倍体育种与杂交育种的关系
二、多倍体育种及育种方法归纳总结
1. 多倍体育种
(1)原理：染色体数目变异。
(2)多倍体育种的过程：
(4)优点：器官“增大”，提高营养物质含量
(5)缺点：技术复杂；发育迟缓，结实率低。
(3)方法：秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
(6)实例：三倍体无子西瓜的培育过程
①过程b传粉是为了杂交得到三倍体种子，过程c传粉是为了提供生长素刺激子房发育成果实。
②获取三倍体种子是在第一年四倍体植株上；获取三倍体无子果实则是在第二年的三倍体植株上。
③无子的原因：三倍体西瓜进行减数分裂时，由于同源染色体联会紊乱，不能产生正常配子。
多倍体育种
单倍体育种
举例
适用于植物，动物难以开展。多倍体植物生长周期延长，结实率降低
技术复杂，需要与杂交育种配合
缺点
器官大，营养成分含量高，
产量增加
明显缩短育种年限
优点
秋水仙素处理
正在萌发的种子或幼苗
花药离体培养获得单倍体，
再用秋水仙素处理幼苗
方法
染色体数目变异
染色体数目变异
原理
单倍体育种与多倍体育种的比较
2. 比较几种常见生物育种方式
方法 原理 常用方法 优点 缺点 代表实例
杂交 育种 基因 重组 杂交 操作简单，目标性强 育种年限长 矮秆抗病小麦
诱变 育种 基因 突变 辐射诱变、激光诱变等 提高突变率，加速育种进程 有利变异少，需大量处理实验材料 青霉素高产菌株
多倍 体育 种 染色 体变 异 秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 操作简单，且能在较短的时间内获得所需品种 所得品种发育迟缓，结实率低；在动物中无法开展 无子西瓜、八倍体小黑麦
单倍 体育 种 染色 体变 异 花药离体培养后，再用秋水仙素处理 明显缩短育种年限 技术复杂，需要与杂交育种配合 “京花1号”小麦
三、据不同育种目标选择不同育种方案
其他内容
被子植物的有性生殖过程和胚、胚乳发育过程简图
父方
雄蕊
花丝
花药:
花粉母细胞(2N)
花粉(N)
有丝分裂
萌发
花粉管
减数分裂
精子(N)
精子(N)
母方
雌蕊
柱头
花柱
子
房
子房壁(2N)
胚
珠
珠被(2N)
胚囊
母细胞
减数
分裂
单核
胚囊
八核
胚囊
卵 细 胞(N)
极核(N) +极核(N)
受精卵
(2N)
有丝
分裂
受精极
核(3N)
胚
(2N)
胚乳
(3N)
种皮(2N)
果皮(2N)
种
子
果
实
要点
果皮、种皮染色体组成为2N，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。
胚和胚乳的染色体组成分别为2N和3N，其中有一个N来自父本，其余来自母本。
受精方式:双受精(被子植物特有)
习题讲解—教材91页
概念检测P91
1．染色体变异包括染色体数目的变异和结构的变异。判断下列相关表述是否正确。
（1）只有生殖细胞中的染色体数目或结构的变化才属于染色体变异。（ ）
（2）体细胞中含有2个染色体组的个体就是二倍体。（ ）
（3）用秋水仙素处理单倍体植株后得到的一定是二倍体（ ）
X
X
X
2．秋水仙素能诱导多倍体形成的原因是(　　)
A. 促进细胞融合
B. 诱导染色体多次复制
C. 促进染色单体分开，形成染色体
D. 抑制细胞有丝分裂时纺锤体的形成
D
概念检测P91
3．慢性髓细胞性白血病是一种恶性疾病，患者骨髓内会出现大量恶性增殖的白细胞。该病是由于9号染色体和22号染色体互换片段所导致。这种变异属于(　　)
A. 基因突变
B. 基因重组
C. 染色体结构变异
D. 染色体数目变异
C
概念检测P91
生物种类 豌豆 普通小麦 小黑麦
体细胞中的染色体数/条 42
配子中的染色体数/条 7 28
体细胞中的染色体组数 2
配子中的染色体组数 3
属于几倍体生物 八倍体
4.填表比较豌豆、普通小麦、小黑麦的体细胞和配子中的染色体数目、染色体组数目，并注明他们分别属于几倍体生物。
14
1
21
6
56
8
4
二倍体
六倍体
概念检测P91

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