备课素材：单倍体产生途径 2021——2022学年高一下学期生物人教版必修2

单倍体产生途径 人教2019版高中生物学必修二提到了单倍体： 那么，单倍体是如何形成的？ 单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数(1n)的个体。仅由原生物体染色体组一半的染色体组数。相当于原生物体体细胞内染色体数目的半数体。它的基本性状虽然和原生物体相同，但一般比较小，而且比较纤弱，植物的单倍体几乎都不能形成种子。由于单倍体中没有同源的染色体，所以在减数分裂时仅仅出现一价染色体，它们分向二极；不过也有全部一价染色体移向一极仍旧保持完整的染色体组，这时就能形成有功能的配子，产生种子；但是多数情况下由于子细胞内含有的染色体组不完全，所以也就成为高度不育的原因。 ​      包括: (1)起源上为二倍体物种产生的单倍体叫一倍单倍体或一倍体(如二倍体豌豆2n=2x=14，一倍单倍体豌豆1n=1x=7)； (2)由同源多倍体物种(参见无籽西瓜）产生的单倍体叫同源多倍单倍体(如同源四倍体西瓜2n= 4x=44，同源二倍单倍体西瓜1n=2x=22)； (3)由异源多倍体(参见小黑麦)产生的单倍体，叫异源单倍多倍体(如异源六倍体小麦2n= 6x=42,异源三倍单倍体1n=3x= 21 )。 ​ 当生物为二倍体时，其配子体（即单倍体）的染色体数目等同于一倍体；当生物为多倍体时，其单倍体的染色体数目不能等同于一倍体。 生物的配子体称为单倍体，单倍体数是生物配子中的染色体数目，为体细胞染色数目的一半，通常用n表示。并赞同张敏等的意见，用染色体基数X来表示生物的不同倍性，即n=X（2n=6X即六倍体），n=3X。      产生单倍体大致有如下途径: (1)孤雌生殖:卵细胞不经受精直接发育成单倍体个体，如蜜蜂中的雄蜂 即是(1x= 16)。 (2)孤雄生殖:由精细胞发育成单倍体，如在菸草中发现过。 (3)无配子生殖:由胚囊中卵细胞以外的其它单倍体细胞，如助细胞发育成单倍体个体。 (4)用射线照射过的花粉授粉:如用钴6处理菸草花粉 (剂量为5500伦琴)授粉,后代中可有66. 7%的单倍体。 (5)用远缘花粉授粉:远缘花粉能刺激卵细胞发育成单倍体。如用球茎大麦和普通小麦杂交时，虽能形成合子,但受精卵分裂形成幼胚时,来自球茎大麦的染色体消失,最后只形成普通小麦单倍体。 (6)延迟授粉:有人在1粒小麦开花前2~3日去雄，去雄后第6天授粉,44株植物中有4个单倍体，第9天授粉,8株植物中有3个单倍体。 (7)组织培养:如离体花药培养。 ​​ 利用各种有效方法产生单倍体后，进行染色体人工或自然加倍，使植株恢复正常育性，迅速获得稳定的新品种的育种方法。单倍体是只具有配子体染色体组分的个体、组织或细胞。由这种细胞分化、生长出来的植株叫单倍体植物，此种植物不能生殖，必须使其染色体组分加倍，才能继续繁殖，获得稳定一致的后代。 通过单倍体形成纯系的作物育种方法。一般是利用花药、花粉作外殖体进行组织培养，从小孢子经愈伤组织或胚状体产生植株，或以孤雌生殖、人工引变等方式产生具有配子体染色全数的植株（单倍体植株），经染色体加倍后产生纯合二倍体，再经过田间育种试验，获得优良新品种。单倍体育种可以缩短育种年限，提高选育效果。 自从60年代用曼陀罗的花粉培养成植株后，单倍体育种首先在烟草上取得成功。70年代以来，通过花药培养先后诱导出单倍体的蔬菜有结球甘蓝、芥蓝、石刁柏、番茄、茄子、辣椒、甜椒、马铃薯、大白菜等。中国首次育成水稻、烟草、小麦、茄子、甜椒等作物的新品种或品系。 自然界经孤雌生殖、孤雄生殖和无配子生殖产生单倍体植株的频率很低，一般仅千分之几，有的在十万分之一以下。人工诱发可使单倍体发生的频率提高。组织培养，包括花药培养、花粉培养、子房培养和花粉母细胞培养等，诱导单倍体植株已在百种植物上获得成功，展示了单倍体育种的前景。其中花药培养应用最为广泛。主要是以小孢子处于单核期的花药为材料接种到诱导培养基上，使小孢子细胞分化后分裂形成愈伤组织或胚状体，再转入分化培养基诱导成苗，然后转至生根培养基诱导生根，形成完整植株，再移栽到田间。移栽前后可进行加倍处理，以获得纯合二倍体植株后代。 单倍体有整倍单倍体和非整倍单倍体。鉴别单倍体植株的重要依据是根尖细胞染色体数与配子体染色体数相同。其主要植物学特征是：植株细弱，叶、花、气孔较二倍体植株小，柱头长，花粉粒小而空瘪，不结实。 单倍体植株染色体加倍的方式有四种：①核内加倍，即在核分裂期间染色体增加，末期染色单体数目加倍，然后在有丝分裂中配对。②核内有丝分裂，即有丝分裂缺少纺锤体，核膜在整个过程中不消失。③秋水仙素效应的有效分裂。④相邻细胞或双核细胞中核融合。自然加倍一般不易产生畸变，人工诱变畸变率较高  。 例、下列关于单倍体及应用的叙述，正确的是（　　） ①单倍体只含有一个染色体组；  ②通过单倍体的途径培育小麦新品种可以大大缩