5.2 染色体变异课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

染色体变异 课标要求 举例说明染色体结构和数目的变异都可能导致生物性状的改变甚至死亡。 2 染色体变异 发生在 包括 体细胞 生殖细胞 染色体数目变异 染色体结构变异 减数分裂和受精作用，能够使生物体亲子代间的染色体数目保持稳定。 生物体的体细胞或生殖细胞内染色体数目或结构的变化，称为染色体变异。 1.染色体变异的定义 一.染色体变异 [分类] 染色体变异：细胞水平（显微镜下可见） 猫叫综合征 21三体综合征 染色体结构变异 染色体数目变异 在自然条件或人为因素的影响下，染色体发生的结构变异主要有以下4种类型。 染色体结构变异 缺失 重复 易位 倒位 二.染色体结构的变异 染色体结构的改变，会使排列在染色体上的基因____或_______发生改变，导致性状的变异； 大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至导致生物体死亡 数目 排列顺序 二.染色体结构的变异 1.缺失： 染色体的某一片段缺失引起变异。 缺失的片段(如上图中的B片段)，由于没有着丝粒，在细胞分裂过程中没有纺锤丝的牵引，而丢失。 基因数目减少 结果 ： 实例1：果蝇缺刻翅的形成 实例2：人的5号染色体片段缺失 猫叫综合征：患儿哭声轻，音调高，很像猫叫而得名。猫叫综合征患者的生长发育迟缓，而且存在严重的智力障碍。 二.染色体结构的变异 1.缺失： 正常翅 缺刻翅 缺失后的联会现象： 二.染色体结构的变异 1.缺失： 染色体中增加某一片段引起变异。 实例：果蝇棒状眼的形成 染色体正常 正常眼 染色体片段重复 棒眼 重复的片段(如上图中的B片段)来自其同源染色体的缺失的片段。 果蝇的复眼结构相当复杂，有的复眼有成百上千的小眼结构，有的复眼中的小眼数量很少，整个复眼呈短棒状，称为棒眼。 二.染色体结构的变异 2.重复： 基因数目增加 结果 ： 正常眼 棒状眼 重复后的联会现象： 二.染色体结构的变异 2.重复： 染色体的某一片段位置颠倒引起变异。 实例：果蝇卷翅的形成 染色体正常 正常翅 染色体片段颠倒 卷翅 染色体片段位置颠倒，使染色体上的基因排列顺序发生改变，影响了某些基因的表达，从而引起性状改变。 二.染色体结构的变异 3.倒位： 正常翅 卷翅 倒位后的联会现象： 二.染色体结构的变异 3.倒位： 染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上引起变异。 实例:果蝇花斑眼的形成 花斑眼 正常眼 染色体片段易位，使染色体上的基因排列顺序发生改变，影响了某些基因的表达，从而引起性状改变。 易位发生在两条非同源染色体之间。 二.染色体结构的变异 4.易位： 易位后的联会现象： 二.染色体结构的变异 4.易位： 项目 染色体易位 交叉互换 图解 区别 位置 非同源染色体之间 同源染色体的非姐妹染色单体之间 原理 染色体结构变异 基因重组 观察 可在显微镜下观察到 在显微镜下观察不到 小结1：比较易位与互换 二.染色体结构的变异 项目 染色体片段缺失 碱基对缺失 图解 区别 原理 染色体结构变异 基因突变 观察 可在显微镜下观察到 在显微镜下观察不到 小结2：比较染色体片段缺失与碱基对缺失 二.染色体结构的变异 　利用四个“关于”区分三种变异 (1)关于“互换”：同源染色体上的非姐妹染色单体之间的互换，属于基因重组；非同源染色体之间的互换，属于染色体结构变异中的易位。 (2)关于“缺失或增加”：DNA分子上若干基因的缺失或重复(增加)，属于染色体结构变异；DNA分子上若干碱基的缺失、增添(增加)，属于基因突变。 (3)关于变异的水平：基因突变、基因重组属于分子水平的变化，在光学显微镜下观察不到；染色体变异属于细胞水平的变化，在光学显微镜下可以观察到。 (4)关于变异的“质”和“量”：基因突变改变基因的“质”，不改变基因的“量”；基因重组不改变基因的“质”，一般也不改变基因的“量”，但转基因技术会改变基因的“量”；染色体变异不改变基因的“质”，但会改变基因的“量”或改变基因的排列顺序。　　 规律方法 17 [2024浙江6月高考] 野生型果蝇的复眼为椭圆形，当果蝇X染色体上的16A片段发生重复时，形成棒状的复眼（棒眼），如图所示。 棒眼果蝇X染色体的这种变化属于（    ） 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 [2022·浙江·高考] 猫叫综合征的病因是人类第五号染色体短臂上的部分片段丢失所致。这种变异属于（    ） A．倒位 B．缺失 C．重复 D．易位 B 1.探究：染色体“重复”和“缺失”的可能原因 (2020·山东，6改编)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，着丝粒分裂后向两极移动时出现“染色体桥”结构，如图所示。基因型为Aa的细胞进行有丝分裂时，出现“染色体桥”并在两着丝粒间任一位置发生 断裂，形成的两条子染色体移到细胞两极。不考虑其 他变异，该细胞可能会产生基因型为______________ 的子细胞。 Aa、Aaa、A、 AAa、a 关键能力 提升 2021·八省市模考 一对同源染色体中有一条发生了倒位,发生倒位的染色体往往不能以直线形式(通常形成一个倒位环)与同源染色体进行配对,如图所示。如果在基因C/c和D/d之间发生了一次交叉互换(假定不发生其他变异),则减数分裂产生的配子中不可能含有的染色体是(　　)。 C 解析：参考下图,减数分裂产生的配子一定有正常的ABCDEF、含倒位片段的abedcf,同时由于双着丝点染色单体随机断裂,可能产生多种类型,比如B、D选项,只有C选项不可能,C错误。 [2023湖北卷-T16] DNA探针是能与目的DNA配对的带有标记的一段核苷酸序列，可检测识别区间的任意片段，并形成杂交信号。某探针可以检测果蝇Ⅱ号染色体上特定DNA区间。某果蝇的Ⅱ号染色体中的一条染色体部分区段发生倒位，如下图所示。用上述探针检测细胞有丝分裂中期的染色体（染色体上“—”表示杂交信号），结果正确的是（ ） B 三.染色体数目的变异 细胞内染色体数目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。 细胞内个别染色体的增加或减少 染色体 数目变异 非整倍变异 整倍变异 Ⅱ：理解所列知识和其他相关知识之间的联系和区别，并能在较复杂的情境中综合运用其进行分析、判断、推理和评价 今天我们一起来学习染色体变异，染色体变异在考纲中属于二类要求，即要求我们理解这部分知识和其他相关知识之间的联系和区别，并能在较复杂的情境中综合运用，所以他通常会联系其他变异类型还有育种一起考察，对我们能力的要求还是比较高的，希望能引起同学们的重视。好，那么言归正传， 我们讲染色体变异，那么染色体变异的类型有哪些呢? 1.非整倍变异 （1）定义：正常染色体组中,丢失或添加了一条或几条完整的染色体。 单体：2n-1 三体：2n+1 注意：单体和三体也是二倍体，均可进行减数分裂，产生配子，配子育 性情况，见具体实例。 三.染色体数目的变异 ①21三体综合征 唐氏综合征 (21三体综合征)，又称先天愚型，由于多了一条21号染色体而导致的疾病。存活者有明显的智能落后、特殊面容、生长发育障碍和多发畸形。 1.非整倍变异 （2）举例： 胡一舟,在2000年前后曾经感动全国甚至世界无数观众的智力残障“天才指挥家”. 三.染色体数目的变异 原因： 减数第一次分裂后期21号同源染色体未分离 或减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极 ①21三体综合征 1.非整倍变异 （2）举例： 三.染色体数目的变异 44条＋XO（45条） Turner综合征 症状：颈蹼，肘外翻、部分患者智力轻度低下。有的患者伴有心、肾、骨骼等先天畸形。外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。 (先天性卵巢发育不全综合征) ②性染色体数目异常 1.非整倍变异 （2）举例： 【A】: XO单体 三.染色体数目的变异 原因: 父方在MⅠ时X和Y未分离，进入同一个配子中，形成不含性染色体的异常精子。 或母方在MⅠ时X和X未分离，或MⅡ时两条X单体分离后进入同一个配子中，形成不含性染色体的异常卵细胞。 ②性染色体数目异常 1.非整倍变异 （2）举例： 【A】: XO单体 三.染色体数目的变异 一种人类男性的性染色体疾病，比正常的男性多出一条Y染色体，所以又称“超雄综合征” 原因： 父方在MⅡ时两条Y染色单体分离后，进入同一个配子中，产生YY的异常精子。 ②性染色体数目异常 1.非整倍变异 （2）举例： 【B】: XYY三体 三.染色体数目的变异 2021·广东 人类(2n＝46)14号与21号染色体二者的长臂在着丝粒处融合形成14/21平衡易位染色体，该染色体携带者具有正常的表型，但在产生生殖细胞的过程中，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遵循正常的染色体行为规律(不考虑同源染色体非姐妹染色单体的互换)，下列关于平衡易位染色体携带者的叙述，错误的是（ ） A. 观察平衡易位染色体也可选择有丝分裂中期细胞 B. 男性携带者的初级精母细胞含有45条染色体 C. 女性携带者的卵子最多含24种形态 不同的染色体 D. 女性携带者的卵子可能有6种类型 (只考虑图中的3种染色体) C [2023广东一模] 由于细胞中一条14号和一条21号染色体连接形成一条异常染色体，不含重要基因的短片段在细胞分裂中丢失（如图甲），导致某女子的14号和21号染色体在减数分裂时会发生异常联会（如图乙）。配对的三条染色体中，任意配对的两条染色体分离时，另一条染色体随机移向细胞任意一极。下列判断正确的是（    ） A. 该女子不可能产生染色体正常的卵细胞 B. 该女子细胞中只有染色体结构出现异常 C. 该女子减数分裂过程中会出现三个染色体联会的现象 D. 该女子与正常男子婚配生出患遗传病孩子的概率为0 D 雌果蝇染色体组成 ①定义：在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就是说含有两套非同源染色体，其中每套非同源染色体称为一个染色体组。 一个染色体组 2.整倍变异 （1）染色体组： 三.染色体数目的变异 果蝇的一个染色体组是______________或_______________。 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Y 果蝇的一个基因组是_______________________。 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X、Y（3+XY） 2.整倍变异 （1）染色体组： 二倍体马铃薯：（2n=24) 果蝇的一个染色体组含_______条染色体， 果蝇的一个基因组含_______条染色体。 12 12 三.染色体数目的变异 2.整倍变异 （1）染色体组： ②特征： A.一个染色体组不含同源染色体，不含等位基因。 B.一个染色体组所含的染色体大小、形态和功能各不相同，均为非同源染色体。 C.一个染色体组中含有控制生物生长、发育、遗传和变异的全套遗传信息。 雌果蝇染色体组成 一个染色体组 三.染色体数目的变异 A.据染色体的形态判断染色体组的数量，并完成表格的填写。 项目 染色体组数 __ __ __ __ __ 每个染色体组内染色体数 __ __ __ __ __ 规律：染色体组数＝ ，一个染色体组中的染色体数＝ 。 3 2 1 4 2 3 3 4 2 2 形态相同的染色体的条数 不同形态染色体的种类数 2.整倍变异 （1）染色体组： ③判断方法： 三.染色体数目的变异 B.请根据基因型判断染色体组数： 项目 染色体组数 __ __ __ __ 规律：染色体组数＝ 。 1 3 2或1 4 控制同一性状的基因的个数 2.整倍变异 （1）染色体组： ③判断方法： 三.染色体数目的变异 但存在特殊情况 ④ 特殊情况 [2024九省联考] 普通小麦是目前世界各地栽培的重要粮食作物。普通小麦的形成包括不同物种杂交和染色体加倍过程，如图所示（其中A、B、D分别代表不同物种的一个染色体组﹐每个染色体组均含7条染色体）。在此基础上，人们又通过杂交育种培育出许多优良品种。下列说法正确的是（ ） A．观察一粒小麦花药中的细胞分裂图像，只能观察到含有14条或28条染色体的细胞 B．杂种一是单倍体，高度不育 C．杂种一经过秋水仙素处理得到的拟二粒小麦可育，观察其减数分裂图像时可看到28个四分体 D．杂种二为三倍体，含有三个染色体组，减数分裂时联会紊乱，很难产生正常配子 D [2022浙江杭州统考一模] 普通小麦是目前世界各地栽培的重要粮食作物，普通小麦是六倍体。在此基础上，中国首创的小黑麦，育种过程如图所示，其中A，B、D、R分别代表源自于不同物种的一个染色体组，每个染色体组均含7条染色体。下列叙述正确的是（ ） A. 杂种Ⅰ不可育 B. 杂种Ⅰ是单倍体C. 培育小黑麦的过程属于单倍体育种 D. 小黑麦为二倍体，体细胞中含56条染色体 A 二倍体，多倍体和单倍体的定义 ① 二倍体和多倍体： 由 发育成的 ，体细胞中含有两个染色体组的叫做二倍体； 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的叫做 。 ② 单倍体： 由 直接发育而来，体细胞含有本物种配子染色体数目的个体。 受精卵 个体 多倍体 配子 [关键] 看由配子发育而来还是由受精卵发育而来 ！！ [总结] 二倍体，多倍体和单倍体 项目 二倍体 多倍体 单倍体 实例 几乎全部动物，过半高等植物 香蕉：三倍体 马铃薯：四倍体 发育起点 染色体 组数 植株特点 正常，可育 植物弱小， 一般高度不育 茎杆粗壮 叶/果实/种子大 营养物质丰富 受精卵 受精卵 2 配子 ≥3 ≥1 花药离体培养的植株、雄蜂 考点2 染色体数目变异 41 [重点辨析] 1）精子和卵细胞是单倍体吗？ 单倍体是生物个体，而不是配子。 2）单倍体一定只含有一个染色体组吗？一定不育吗 不一定， 四倍体生物的配子发育而来的个体是单倍体，含2个染色体组 —— 该2个染色体组的单倍体有可能可育 3）体细胞只含有一个染色体组的一定是单倍体吗 是的 4）二倍体的花药离体培养得到的幼苗属于 倍体；用秋水仙素处理该幼苗得到的个体属于 倍体。 单 二 6.分析：多倍体结实率低的原因。 (2024·江苏省决胜新高考高三联考)同源四倍体植物减数分裂联会时，同源区段配对会形成不同的结果，进而产生不同染色体数目的配子，如图(短箭头表示在细胞分裂后期相应着丝粒移动的方向)。下列相关叙述不正确的是 A.用秋水仙素处理二倍体植物种子，可培 育同源四倍体 B.1个四价体和2个二价体均可实现同源染 色体的均等分配 C.图示1个三价体包含3条同源染色体、3个DNA分子 D.图示解释了同源四倍体通常可育，但育性却有所降低 √ 关键能力 提升 联合时的染色体含有染色单体，图示1个三价体含有3条染色体，6条染色单体，6个DNA分子，故C错误。 关键能力 提升 四倍体形成过程：一种可能性 2n 二倍体(♀) 2n 二倍体(♂) 受精作用 4n 受精卵 发育 4n 四倍体 有丝分裂 2n 雌配子 减数分裂 出错 雄配子 2n 减数分裂 出错 四倍体形成过程：另一种可能性 2n 二倍体(♀) 雌配子 n 减数分裂 2n 二倍体(♂) 受精作用 2n 受精卵 雄配子 n 减数分裂 4n 四倍体 有丝分裂 出错 染色体复制，未分离 ①染色体加倍的机理 低温或 秋水仙素 染色体不能移向细胞的两极 导致 抑制 纺锤体 的形成 染色体 数目加倍 导致 多倍体 继续分裂 （2）二倍体和多倍体： 一般是可育的 ②四倍体的生物可育吗？ 三价体 二价体 单价体 由于原始生殖细胞中有3套非同源染色体，减数分裂时会出现联会紊乱，一般不能形成可育的配子。所以三倍体的生物一般不可育。 ③三倍体的生物可育吗？ 无法形成正常染色体数目的配子。现在你知道我们平时吃的香蕉中为什么没有种子了吧 49 秋水仙素 秋水仙 秋水仙素是从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取的一种植物碱。它是白色或淡黄色的粉末或针状结晶，有剧毒，使用时应当特别注意。 ⑤人工诱导多倍体： 实例1：练习与应用（P91）2.人们平常食用的西瓜是二倍体。在二倍体西瓜的幼苗期，用秋水仙素处理，可以得到四倍体植株。然后，用四倍体植株作母本，用二倍体植株作父本，进行 杂交，得到的种子细胞中含有三个染色体组。把这些种子种下去，就会长出三倍体植株。下图是三倍体无子西瓜的培育过程图解。据图回答下列问题。 ⑥人工诱导多倍体实例： 2.整倍变异 在二倍体西瓜幼苗的芽尖滴加秋水仙素的目的是什么？依据的原理是什么？ 抑制纺锤体的形成 三.染色体数目的变异 实例1：练习与应用（P91）2.人们平常食用的西瓜是二倍体。在二倍体西瓜的幼苗期，用秋水仙素处理，可以得到四倍体植株。然后，用四倍体植株作母本，用二倍体植株作父本，进行 杂交，得到的种子细胞中含有三个染色体组。把这些种子种下去，就会长出三倍体植株。下图是三倍体无子西瓜的培育过程图解。据图回答下列问题。 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细胞有丝分裂时形成纺锤体，导致细胞内染色体数目加倍，从而得到四倍体植株。 ⑥人工诱导多倍体实例： 2.整倍变异 三.染色体数目的变异 (2)获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交?联系第1问，你能说出产生多倍体的基本途径吗? 杂交可以获得三倍体植株。多倍体产生的途径为：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。 实例1：练习与应用（P91）2. ⑥人工诱导多倍体实例： 2.整倍变异 三.染色体数目的变异 (3)有时可以看到三倍体西瓜中有少量发育并成熟的种子，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，但这种概率特别小。 ⑥人工诱导多倍体实例： 2.整倍变异 三.染色体数目的变异 正常西瓜染色体数目为22条，三倍体西瓜的染色体数33条,则无子西瓜产生正常配子的概率是？ (1/2)11 (4)无子西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法? 有其他方法可以替代。 方法一：进行无性生殖，将三倍体植株进行组织培养获取大量培苗，再进行移栽； 方法二：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，同时，在花期全时段要进行套袋处理，以避免受粉。 实例1：练习与应用（P91）2. ⑥人工诱导多倍体实例： 2.整倍变异 三.染色体数目的变异 [2023陕西统考一模] 西瓜是雌雄同株异花植物，果皮深绿条纹（基因A）对果皮浅绿色（基因a）为显性。将果皮浅绿色四倍体西瓜（aaaa）和果皮深绿条纹的二倍体西瓜（AA）间行种植。待开花后自然授粉，并收获四倍体植株上所结的种子甲。第二年，将种子甲与二倍体西瓜间行种植，自然传粉后，种子甲长成的植株所结的果实 既有有子又有无子，既有浅条纹，也有深条纹（注：果皮由母本的子房壁发育而来），下列叙述正确的是（ ） A. 果皮浅绿条纹的为有子西瓜 B. 果皮深绿条纹的为有子西瓜 C. 结果皮浅绿条纹西瓜的植株为三倍体 D. 结果皮深绿条纹西瓜的植株为四倍体 A [2024辽宁沈阳之间] 下列关于单倍体、二倍体及染色体组的表述，正确的是（ ） A. 单倍体生物的体细胞内都无同源染色体 B. 21三体综合征患者的体细胞中有三个染色体组 C. 二倍体水稻的单倍体植株弱小，且稻穗和米粒都小 D. 用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗的芽尖后，芽尖的细胞中不一定都含有4个染色体组 易错点：二倍体水稻的单倍体没有种子，因此无米粒； 同理，用秋水仙素处理单倍体时只能处理幼苗，不能处理种子 D [思考] 荔枝高杆（D）对矮秆（d），甜味（T）对涩味（t）。现有一株基因型为DDTT，另外一株基因型ddtt。 探究②：为改良荔枝，欲招聘高级育种工程师一名。要求在不改变荔枝原有外观品质的前提下把其改良为无核，果大，糖分高。若你前往应聘，应该怎么设计育种方案（用文字简要描述过程） 思路：无核——无子，果大，糖分高——多倍体 考点3 育种方法总结 实例2：香蕉的培育 香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子，无法食用。香蕉的培育过程如下： 野生 芭蕉 2n 有籽香蕉 4n 加倍 野生 芭蕉 × 无籽香蕉 3n 受精作用 2n ←减数分裂→ 2n n 无籽香蕉 3n 无性生殖 ⑥人工诱导多倍体实例： 2.整倍变异 三.染色体数目的变异 这里的A、B、D代表的是染色体组，而不是基因 实例3：普通小麦的形成过程 ⑥人工诱导多倍体实例： 2.整倍变异 三.染色体数目的变异 第1步：杂交 异源四倍体（4N） （ABDR） 第2步：染色体加倍 注意：这里的A、B、D、R代表的是染色体组，而不是基因。所以，异源四倍体（ABDR）是不可育的。 第一年 第二年 普通小麦（6N） × 小黑麦（2N） （RR） （AABBDD） 八倍体小黑麦（8N ） （AABBDDRR） 秋水仙素 处理 实例4：八倍体小黑麦的培育过程 ⑥人工诱导多倍体实例： 2.整倍变异 三.染色体数目的变异 原因是_________________________ ______________。 无同源染色体，不能进行正常的减数分裂 ③单倍体育种 A.过程： 花药离体培养 P F1 配子 DDTT DDtt ddTT ddtt 秋水仙素处理 高杆抗病 DDTT × 矮杆感病 ddtt 高杆抗病 DdTt DT Dt dT dt 单倍体植株 DT Dt dT dt 需要的纯合矮抗品种 杂交 （诱导染色体数加倍） 【思考1】单倍体育种中秋水仙素处理萌发的种子吗？ 不能，因为单倍体往往高度不育，育种操作的对象一般是单倍体幼苗 筛选 注意：单倍体育种和多倍体育种中都用到秋水仙素，但单倍体育种中是用秋水仙素处理单倍体幼苗，而多倍体育种中是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。 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。 2.整倍变异 三.染色体数目的变异 B.原理： 染色体数目变异 C.优点: a.明显缩短育种年限 得到的植株不仅能够正常生殖，而且每对染色体上成对的基因都是纯合的，自交后代不发生性状分离。 b.快速获得纯合子 【思考2】用秋水仙素处理单倍体一定能够获得纯合子吗？ 不一定，若亲本为二倍体，则获得的品种一定为纯合子，如： 如果单倍体体细胞中基因型为AB，经秋水仙素处理后基因型为AABB，是纯合子； ③单倍体育种 2.整倍变异 三.染色体数目的变异 如果单倍体体细胞中基因型为Aa，经秋水仙素处理后基因型为AAaa，是杂合子。 D.缺点： 技术复杂，需与杂交育种配合。 单倍体育种 多倍体育种 原理 常用方法 优势 缺点 小结1：多倍体育种和单倍体育种的比较 染色体组成倍增加 染色体变异 染色体变异 染色体组成倍减少,再加倍后得到纯种 花药离体培养后 人工诱导染色体数目加倍 秋水仙素处理萌发的种子、幼苗 明显缩短育种年限 得到的植株是纯合子 操作简单 技术复杂一些，需与杂交育种配合 适用于植物，在动物方面难以操作 用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍,若操作对象是单倍体植株,叫单倍体育种,若操作对象为正常植株,叫多倍体育种,不要一看到“染色体数目加倍”就认为是多倍体育种。 三.染色体数目的变异 例1.现有两小麦品种：矮秆感病(ddrr)，高秆抗病(DDRR)，如何获得矮秆抗病的优良品种(ddRR)？ 杂交育种 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 矮抗 ⊗ 需要的纯合矮抗品种 连续⊗ 第1年 第2年 第3年 及之后 优点：能将多个亲本的优良性状集于一体 缺点：育种时间太长 花药离体培养 P F1 配子 DDTT DDtt ddTT ddtt 正常植株（纯合） 秋水仙素 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 自交 优良性状 长 3. 杂交育种 （回顾） 考点3 育种方法总结 4. 诱变育种（回顾） 基因突变 突变频率 改良某些性状 考点3 常用育种方法总结 考点3 育种方法总结 图解中各字母表示的处理方法：A表示杂交，D表示自交，B表示花药离体培养，C表示秋水仙素处理，E表示诱变处理，F表示秋水仙素处理，G表示转基因技术，H表示脱分化，I表示再分化，J表示包裹人工种皮。这是识别各种育种方法的主要依据。 [2023江苏徐州统考] 下图中，甲、乙表示水稻两个品种，A、a和B、b表示分别位于两对同源染色体上两对等位基因，正确的是（ ） A. ①→②过程简便，且比①→③→④过程育种年限短 B. ⑤的变异都发生于有丝分裂间期 C. 经④过程处理后基因型为AAbb的个体占1/4 D. 经②处理后基因型为AAbb的个体占2/16 C 育种目标 育种方案 集中双亲优良性状 对原有品系进行定向改造 让原有品系产生新性状 使原有品系增大或增强 单倍体育种（明显缩短育种年限） 杂交育种（时间长，但是简单） 基因工程和植物细胞工程育种 诱变育种 多倍体育种 5. 根据提示词选择育种方式 原理 一定 浓度的生长素可以促进果实的发育 优点 由于生长素所起的作用是促进果实的发育，并 不 导致植物的基因型的改变，所以该种变异类型是不遗传的 缺点 该种方法只适用于植物 方法过程 在 未受粉 的 雌 蕊柱头上涂上 涂抹一定浓度的生长素类似物溶液，子房就可以发育成无子果实。 举例 无子番茄的培育 说明 该种方法适用于植物 6.植物激素育种 5.基因工程育种 [2022四川攀枝花一模节选] 在生产中使用的玉米品种，都是具有优良性状的杂合子，现有长果穗白粒和短果穗黄粒品种，请设计快速的育种方案以实现长期培育长果穗黄粒品种的目的，（长果穗对短果穗是显性，用H/h表示相关基因。黄粒对白粒是显性，用F/f表示相关基因）  ①分別种植长果穗白粒（Hhff）、短果穗黄粒（hhFf）花药离体培养至单倍体幼苗，然后用秋水仙素处理得到二倍体纯合子长果穗白粒 （HHff）、短果穗黄粒（hhFF)。 ②分別种植长果穗白粒（HHff）、短果穗黄粒（hhFF）玉米，选择一部分玉米进行杂交，获得长果穗黄粒（HhFf）的杂合子品种。 ①“可遗传”与“可育”。 总结2： 可遗传≠可育。三倍体无子西瓜、骡子、二倍体的单倍体等均表现为“不育”，但它们均属于可遗传变异。 ②“最简便”与“最快速” 最简便着重于技术含量应为易操作，如杂交育种，虽然年限长，但农民自己可简单操作。但最快速则未必简便，如单倍体育种可明显缩短育种年限，但其技术含量却较高。 ③“单倍体育种”与“花药离体培养” 单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理等过程；花药离体培养只是单倍体育种的一个操作步骤。 一.变异在育种中的应用 低温诱导植物细胞 染色体数目的变化 1 实验原理 实验探究 用低温处理植物的_________细胞，能够抑制_______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_________________，于是，植物细胞的染色体数目发生变化。 分生组织 纺锤体 分裂成两个子细胞 2 实验步骤 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 冲洗用卡诺氏液处理过的根尖 洗去_________ 质量分数为 15%的盐酸 与体积分数为95%的酒精等体积混合，作为解离液 解离根尖细胞 蒸馏水 浸泡解离后的根尖细胞约10 min 漂洗根尖，去除________ 甲紫溶液 把漂洗干净的根尖放进盛有_________的玻璃皿中染色3～5 min 使_______着色 卡诺氏液 解离液 甲紫溶液 染色体 3 实验中的试剂及其作用 77 (1)秋水仙素与低温诱导染色体数目加倍的原理 秋水仙素与低温诱导染色体数目加倍的原理都是抑制_______的形成，着丝粒分裂后没有_______的牵引作用，不能将染色体拉向细胞的两极，导致细胞中的________________。 (2)卡诺氏液和解离液的作用分析 卡诺氏液是固定液的一种。固定液的作用是固定__________以及细胞内的各种结构，固定之后，细胞不再代谢也不再变化。解离液的作用主要是溶解细胞间的连接物质，将组织中的细胞分散开来，便于观察。 纺锤体 纺锤体 染色体数目加倍 细胞形态 4 实验关键问题分析 教材实验中“酒精”及其作用 知识整合 洗去浮色 解离液 洗去卡诺氏固定液 灰绿色 (2021·江苏，10)分析黑斑蛙的核型，需制备染色体标本，流程如下。下列相关叙述正确的是 A.可用蛙红细胞替代骨髓细胞制备染色体标本 B.秋水仙素处理的目的是为了诱导染色体数目加倍 C.低渗处理的目的是为了防止细胞过度失水而死亡 D.染色时常选用易使染色体着色的碱性染料 D 蛙红细胞只能进行无丝分裂，因此不能用蛙红细胞替代骨髓细胞制备染色体标本，A错误；秋水仙素处理的目的是抑制纺锤体的形成，使细胞停留在分裂中期，不是诱导染色体数目加倍，B错误；用等渗溶液处理是为了防止细胞因过度失水而死亡，低渗处理的目的是使组织细胞充分吸水膨胀，使染色体分散，C错误； $$