备课素材：单倍体、多倍体及其育性的误区-2022——2023学年高一下学期生物人教版必修2

单倍体、多倍体及其育性的误区 “染色体结构和数量的变异都可能导致生物性状的改变甚至死 亡”是必修模块《遗传与变异》的重要概念之一。2019版高中生物 新教材必修二对单倍体、多倍体的概念表述有了一些变化： 二倍体和多倍体 由受精铆发有而成的 个体，体细胞中含有 两个染色体组的叫做 二倍体(poid):不细 胞中含有三个或三个 以上染色体组的叫做 公公 多倍体(polyploid)。 其中，体细胞中含有 一相关信息 被子挂物中，为有33%的物种 三个染色体组的叫做 是多倍作。例如，通小麦，棉 三倍体：体组胞中含 烟草、苹果。梨，菊，水仙等都 有四个染色体组的叫 是多倍体 图5-9雄果绳的染色体组图解 做四倍体。例如，人、 在被子植物中，约有33 有成的个体的体细腿中就含有四个染色体组，称作四悟体 的物种是多倍体。例如，普通 如果二倍体在胚或幼苗时期受某种因素影响，体细胞在进 小麦、棉、每草、菊。水仙等 行有丝分裂时，染色体只复制未分离，也会形成四倍体 都是多倍体。某些品仲的草果 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体，统称为多 梨、藏矿位是多倍体 倍体 单倍体在生物的体细胞中，染色体数目不仅 可以成倍地增加，还可以成套地减少。例如.蜜蜂 米春 的蜂王和蜂的体细胞中有32条染色体，而雄蜂的 体细胞中只有16条染色体（图5-6）。像蜜蜂的雄蜂 这样，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，叫作单倍体(haploid) ▲周5-6蜂王（左）、维蜂（中）和T蜂（右） 教学中发现师生对单倍体、多倍体及其育性概念的理解存在一些 误区。 1、单倍体与一倍体、同源多倍体与异源多倍体的区别及联系 细胞遗传学中对单倍体(haploid)概念存在2种理解：1)只 有1套未配对染色体的细胞或生物体；2)具有和该物种配子染色体 数相同的细胞或个体。早期我国部分大学遗传学教材持第1种观点， 这种理解也常把n等同于x(x表示1个基本染色体组的染色体数 目，表示物种进化过程中的染色体倍数性关系；用于个体发育的范 畴，指某个物种配子体世代或单倍体细胞中的染色体数目，孢子体 世代细胞中的染色体数目用2n表示，n与染色体的倍数性无关)， 这也导致了中学教学中对相关概念理解的混淆。现在大多数遗传学教 材倾向于采用第2种观点，高中各版本生物学教材也均采用第2种 观点。大多数动植物是二倍体，二倍体产生的配子只有1个基本染 色体组(x)，这类单倍体又称为一倍体或单元单倍体 (monohaploid)。而普通小麦(26x-42)的配子中含有3个基本 染色体组(n=3x),这类单倍体又称作多元单倍体(polyhaploid)。 多元单倍体根据染色体组来源是否相同，又可分为同源多元单倍体 (homopolyhaploid)和异源多元单倍体(allopolyhaploid). 多倍体按其染色体组来源又分为：1)同源多倍体(autopolyploid), 即由同一物种的染色体组加倍所形成的多倍体，又可细分为同源三倍 体、同源四倍体、同源五倍体等；2)异源多倍体(allopolyploid), 即由不同多倍体物种杂交形成的多倍体或远缘杂交子代染色体加倍 形成的多倍体，其中同时具有同源和异源多个染色体组的细胞或个体 又称为同源异源多倍体(autoallopolyploid)。如栽培香蕉主要是 三倍体，有AAA、AAB、ABB(A为尖苞野蕉Musa acuminata Colla 基因组、B为长梗野蕉Musa balbisiana Colla基因组)等不同品种， 以及比较罕见的四倍体品种AAAA、AABB、ABBB,其中AAA、AAAA 为同源多倍体，AAB、ABB、AABB为异源多倍体。普通小麦AABBDD 的6个染色体组分别来自3个祖先种，因而是异源六倍体。异源多 倍体常有明显的杂种优势，也是生物进化和遗传育种的良好资源。中 国农业科学院研究所鲍文奎研究员将异源六倍体普通小麦和二倍体 黑麦杂交，再通过染色体加倍得到异源八倍体小黑麦，通过多年的严 格选育，解决了人工多倍体结实率低、饱满度低的世界难题，首次将 异源八倍体小黑麦应用于生产，使广大高寒山区人民有了优质的细粮 作物。 因此，单倍体和多倍体概念内涵有一定区别，但其概念的外延 却有所交集，单元单倍体属于一倍体，而多元单倍体含多个染色体组， 属于多倍体。 2、单倍体育种得到的都是纯合子 二倍体的配子中只含1套染色体，经染色体加倍后，得到的植 株拥有完全相同的2组染色体，其等位基因都是纯合的，称之为同 质双单倍体或加倍单倍体(double haploid,2n),而且完全可育， 这种方法可以快速得到纯合的二倍体品种。栽培种马铃薯是高度杂合 的同源四倍体(2=4x),经减数分裂后的配子发育而来的单倍体， 则含有2套异质染