1、基因突变基因突变不可遗传的变异不可遗传的变异可遗传的变异可遗传的变异 基因重组基因重组染色体变异染色体变异（生物体内遗传物质没有改变）（生物体内遗传物质没有改变）（遗传物质的改变）（遗传物质的改变）生物变异的类型生物变异的类型变异变异第2节 染色体变异聚焦聚焦1染色体数目的变异有哪些类型？2什么是单倍体、二倍体和多倍体？3染色体结构的变异有哪些类型?问题探讨野生祖先种野生祖先种 VS 栽培品种栽培品种栽培品种（一般黄色）栽培品种（一般黄色）野生祖先种（多种颜色）野生祖先种（多种颜色）栽培品种（无籽）栽培品种（无籽）野生祖先种（有籽）野生祖先种（有籽）马铃薯马铃薯香蕉香蕉问题探讨作为野生植物的后
2、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(见右表)。讨论：讨论：请根据所学的减数分裂的知识，试着完成该表格。生物种类生物种类体细胞染体细胞染色体数色体数/条条体细胞非同体细胞非同源染色体源染色体/套套配子染色配子染色体数体数/条条马铃薯野生祖先种242栽培品种484香蕉野生祖先种222栽培品种333122411异常异常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(见右表)。讨论：讨论：为什么我们平时吃的香蕉没有种子？生物种类生物种类体细胞染体细胞染色体数色体数/条条体细胞非同体细胞非同源染色体源染色体/套套配子染色配子染色
3、体数体数/条条马铃薯野生祖先种242栽培品种484香蕉野生祖先种222栽培品种333122411异常异常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。问题探讨讨论：讨论：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？染色体变异（染色体变异（chromosomal variation）：生物体的）：生物体的体细胞体细胞或或生殖细胞生殖细胞内染色体内染色体数目或结构数目或结构
4、的变化。的变化。染色体数目变异染色体数目变异染色体结构变异染色体结构变异基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异分子水平的变异，光镜下不可见。分子水平的变异，光镜下不可见。细胞水平的变异，光镜下可见。细胞水平的变异，光镜下可见。类型类型区别区别1染 色 体 数 目 的 变 异1.染色体数目的变异细胞内细胞内个别染色体数目个别染色体数目的增加或减少的增加或减少细胞内染色体数目以细胞内染色体数目以一套完整的非同源染色体一套完整的非同源染色体为基数为基数成倍的增加或成套的减少成倍的增加或成套的减少分类分类正常雌果蝇体细胞染色体（2n=8）增加一条减少一条增加二套减少一套个别异常个别异常成
5、套异常成套异常正常人的染色体组成21-三体综合征患者的染色体舟舟实例一：21三体综合征（唐氏综合征/先天愚型）症状：60%患儿在胎内早期即夭折流产，存活者有明显的智能落后，生长发育障碍和多发畸形，常伴有先天性心脏病;有特殊面容：眼间距宽，外眼角上斜，口常半张舌常伸出口外。1.1 个别染色体的增加或减少1.1 个别染色体的增加或减少原因分析：以原因分析：以21三体综合征为例三体综合征为例a.a.减数分裂减数分裂后期：后期：同源染色体未分离同源染色体未分离b.b.减数分裂减数分裂后期：姐妹染色后期：姐妹染色单体分离后移向细胞的同一极单体分离后移向细胞的同一极 患者体细胞缺少一条X染色体，染色体组型
6、为：44+X0。单一的单一的X X染色体多数来自母亲，染色体多数来自母亲，失去失去的的X X染色体染色体由于父亲的精母细胞性染色体由于父亲的精母细胞性染色体未分离未分离造成的。造成的。实例二：性腺发育不全（特纳氏综合征）先天性卵巢发育不全综合征先天性卵巢发育不全综合征，颈蹼，部分，颈蹼，部分患者智力轻度低下患者智力轻度低下。有。有的患者伴有心、肾、的患者伴有心、肾、骨骼骨骼等先天畸形。等先天畸形。(先天性卵巢发育不全综合征先天性卵巢发育不全综合征)在果蝇种群中，染色体组正常的果蝇偶尔会产生在果蝇种群中，染色体组正常的果蝇偶尔会产生XXYXXY等性染色等性染色体数目异常的后代，试分析产生体数目异
7、常的后代，试分析产生XXYXXY后代的原因。后代的原因。【巩固训练】XXY=XXY=XYXYX XY YXXXX+精子精子卵细胞卵细胞异常原因异常原因精原细胞减精原细胞减异常异常卵原细胞卵原细胞减减或减或减异常异常1.2 一套非同源染色体为基数成倍增加或成套地减少XY 雄果蝇染色体组成XY雄配子染色体组成雄配子染色体组成减数减数 分裂分裂思考以下问题，展示学习成果：p 雄果蝇的体细胞中有几条染色体？共有几对同源染色体？常染色体、性染色体几对？p 一个精原细胞减数分裂产生几个配子？多少种类？8条；条；4对；对；3对常染色体、一对性染色体。对常染色体、一对性染色体。4个；个；2种。种。1.2 一套
8、非同源染色体为基数成倍增加或成套地减少XY 雄果蝇染色体组成XY雄配子染色体组成雄配子染色体组成减数减数 分裂分裂p 两种精子中的染色体数相等吗？精子中的染色体组成各是什么？p 一个精子中，各染色体形态、大小相同吗？为什么？相等；相等；、或或、Y。不同，不同，因为减数分裂因为减数分裂后期后期同源染色体分离，每个同源染色体分离，每个配子内的染色体是所有非同源染色体的组合。配子内的染色体是所有非同源染色体的组合。雄果蝇配子中雄果蝇配子中、X这样的一组这样的一组非同源染色体，就称为一个染色体组。非同源染色体，就称为一个染色体组。1.2 一套非同源染色体为基数成倍增加或成套地减少染色体组：在大多数生物
9、的体细胞中，染色体都是两两成对的，染色体组：在大多数生物的体细胞中，染色体都是两两成对的，也就是说含有两套也就是说含有两套非同源染色体非同源染色体，其中，其中每套非同源染色体每套非同源染色体称为称为一个染色体组。一个染色体组。分组方法：分组方法：大小形态相同的分开大小形态相同的分开（同源染色体分开）（同源染色体分开）大小形态不同的分到一组大小形态不同的分到一组（都是非同源染色体）（都是非同源染色体）1.2 一套非同源染色体为基数成倍增加或成套地减少染色体组特点染色体组特点：本质上本质上：是一组：是一组非同源染色体非同源染色体，无同源染色体，无等位基因。，无同源染色体，无等位基因。形态上：一个染
10、色体组中的染色体形态上：一个染色体组中的染色体形态、大小各不相同形态、大小各不相同。功能上：一个染色体组中染色体功能各不相同；一个功能上：一个染色体组中染色体功能各不相同；一个染色体组染色体组携携带着该生物生长、发育、遗传和变异的一整套遗传信息带着该生物生长、发育、遗传和变异的一整套遗传信息。染色体组模拟1.2 一套非同源染色体为基数成倍增加或成套地减少p 根据对染色体组的学习，尝试完成下表：图示图示染色体组数染色体组数每每1个染色体组的个染色体组的染色体条数染色体条数1个染色体组的图示个染色体组的图示3223411.2 一套非同源染色体为基数成倍增加或成套地减少染色体组数目的判断方法：染色体
11、组数目的判断方法：3个染色体组个染色体组（每组（每组5条）条）4个染色体组个染色体组（每组（每组2条）条）1个染色体组个染色体组（每组（每组3条）条）4个染色体组个染色体组（每组（每组4条）条）a.a.根据染色体的根据染色体的形态形态判断：细胞内判断：细胞内同一形态的染色体同一形态的染色体有几条，有几条，则含有几个染色体组。则含有几个染色体组。1.2 一套非同源染色体为基数成倍增加或成套地减少判断图中二倍体生物的细胞分裂时期及染色体组数判断图中二倍体生物的细胞分裂时期及染色体组数有丝分裂后期4个染色体组减二后期2个染色体组减一后期2个染色体组减二中期1个染色体组【巩固训练】1 2 3 45 6
12、 7 81 2 3 45 6 7 81 2 3 41 2 3 41.2 一套非同源染色体为基数成倍增加或成套地减少染色体组数目的判断方法：染色体组数目的判断方法：b.b.根据根据基因型基因型判断：判断：AaBBAAaAaaaBBbb同一字母不分大小写重复出现同一字母不分大小写重复出现几次，就含有几个染色体组。几次，就含有几个染色体组。2个个每组每组2条条3个个每组每组1条条 4个个每组每组2条条在生物体基因型中，相同基因或等位基因出现几次，在生物体基因型中，相同基因或等位基因出现几次，则有几个染色体组。则有几个染色体组。随堂练习p 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；个
13、；3条条1个；个；4条条2个；个；4条条3个；个；2条条4个；个；3条条4个；个；2条条1个；个；4条条2个；个；2条条1.2 一套非同源染色体为基数成倍增加或成套地减少二倍体：通常由二倍体：通常由受精卵受精卵发育而成，体细胞中发育而成，体细胞中含有含有2个染色体组个染色体组的个体。的个体。在自然界中，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。在自然界中，几乎全部动物和过半数的高等植物都是二倍体。野生马铃薯果蝇体细胞人类玉米1.2 一套非同源染色体为基数成倍增加或成套地减少p 一般情况下，二倍体通过减数分裂形成的配子有几个染色体组呢？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。一
14、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。1.2 一套非同源染色体为基数成倍增加或成套地减少p 体细胞中有无三个染色体组的生物？参考二倍体有性生殖过程，思思考三倍体生物形成原因？考三倍体生物形成原因？含有两个染色体含有两个染色体组组的的异常配子异常配子时间：减数分裂时间：减数分裂后期出现错误后期出现错误生物种类生物种类体细胞染体细胞染色体色体/条条体细胞非同体细胞非同源染色体源染色体/套套马铃薯野生祖先种242栽培品种484香蕉野生祖先种222栽培品种333含有两个染色体含有两个染色体组组的的异常配子异常配子1.2 一套非同源染色体为基数成倍增加或成套地减少时间：减数分裂时间：减
15、数分裂后期出现错误后期出现错误含有两个染色体含有两个染色体组组的的异常配子异常配子1.2 一套非同源染色体为基数成倍增加或成套地减少时间：减数分裂时间：减数分裂后期出现错误后期出现错误时间：减数分裂时间：减数分裂后期出现错误后期出现错误正常的配子正常的配子受精作用含有两个染色体含有两个染色体组组的的异常配子异常配子三倍体三倍体三倍体：二倍体的减数分裂出现错误，形成含有三倍体：二倍体的减数分裂出现错误，形成含有两个染色体组的两个染色体组的配子配子，这样的配子，这样的配子与含有一个染色体组的配子与含有一个染色体组的配子结合，发育成的个结合，发育成的个体的体细胞中就体的体细胞中就含有三个染色体组含有
16、三个染色体组，称作三倍体。，称作三倍体。1.2 一套非同源染色体为基数成倍增加或成套地减少p 三倍体的生物可育吗？参考二倍体生物有性生殖过程无子西瓜香蕉由于原始生殖细胞中有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，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。所以三倍体的生物一般不可育。不能形成可育的配子。所以三倍体的生物一般不可育。1.2 一套非同源染色体为基数成倍增加或成套地减少p 体细胞中有无四个染色体组的生物？思考四倍体生物形成原因？生物种类生物种类体细胞染体细胞染色体色体/条条体细胞非同体细胞非同源染色体源染色体/套套马铃薯野生祖先种242栽培品
17、种484香蕉野生祖先种222栽培品种333时间：减数分裂出现错误时间：减数分裂出现错误受精作用四倍体四倍体含有两个染色体含有两个染色体组组的的异常配子异常配子a.a.两个含有两个染色体组的配子结合。两个含有两个染色体组的配子结合。b.b.二倍体在二倍体在胚或幼苗时期胚或幼苗时期受某种因素影响，体细胞在进行有丝分裂时，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染色体只复制未分离。1.2 一套非同源染色体为基数成倍增加或成套地减少时间：有丝分裂出现错误时间：有丝分裂出现错误四倍体四倍体四倍体：体细胞中四倍体：体细胞中含有四个染色体组含有四个染色体组，称作四倍体。，称作四倍体。1.2
18、 一套非同源染色体为基数成倍增加或成套地减少p 四倍体的生物可育吗？1.2 一套非同源染色体为基数成倍增加或成套地减少马铃薯（4n=48）棉花（4n=52）山药（4n=40）香葱（4n=32）1.2 一套非同源染色体为基数成倍增加或成套地减少多倍体：通常由多倍体：通常由受精卵受精卵发育而成，体细胞中发育而成，体细胞中含有三个或三个以上含有三个或三个以上 染色体组染色体组的个体统称为多倍体。的个体统称为多倍体。四倍体番茄的维生素C的含量比二倍体品种几乎增加了一倍四倍体平均粒重10克二倍体平均粒重6克四 倍 体 玫 瑰 葡 萄多倍体草莓四 倍 体 西 红 柿1.2 一套非同源染色体为基数成倍增加或
19、成套地减少多倍体特点多倍体特点优点：优点：a.茎秆粗壮茎秆粗壮；b.叶片、果实和种子都比较大叶片、果实和种子都比较大；c.糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。缺点：缺点：a.结实率低，晚熟等缺点。结实率低，晚熟等缺点。p 多倍体植物具有很多优点，那该如何获得多倍体植株呢？-多倍体育种1.3 单倍体p 自然界中还有一类特殊的生物，如雄蜂未受精的卵细胞直接发育而来的，其体细胞含有几个染色体组？1.5 单倍体单倍体：体细胞中的单倍体：体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同染色体数目与本物种配子染色体数目相同的的个体。个体。由配子（如卵细胞、花粉等）
20、直接发育而成由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成。单倍体成因：单倍体成因：与正常植株比，单倍体植株长得弱小，而且与正常植株比，单倍体植株长得弱小，而且高度不育高度不育。单倍体特点（二倍体产生的单倍体）：单倍体特点（二倍体产生的单倍体）：由配子发育而来的生物个体，不管含有几个染色体组，都只能称单倍体。随堂练习p 请判断对错1.一倍体（体细胞中含一个染色体组的个体）一定是单倍体。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。单倍体的体细胞中只含一个染色体组。3.基因型为基因型为AAabbb的个体一定为三倍体。的个体一定为三倍体。4.单倍体都不可育。单倍
21、体都不可育。5.正确区分单体，单倍体，三体，三倍体。正确区分单体，单倍体，三体，三倍体。1.5 单倍体单倍体的体细胞单倍体的体细胞不一定只含有一个染色体组不一定只含有一个染色体组，如四倍体的配子形成的单，如四倍体的配子形成的单倍体的体细胞中含有倍体的体细胞中含有2个染色体组；只有一个染色体组的个体一定是单倍个染色体组；只有一个染色体组的个体一定是单倍体。体。单倍体并非都不育单倍体并非都不育，二倍体的配子发育成的单倍体表现为高度不育；多，二倍体的配子发育成的单倍体表现为高度不育；多倍体的配子如果含倍体的配子如果含有偶数个染色体组有偶数个染色体组，则发育成的单倍体含有同源染色体，则发育成的单倍体含
22、有同源染色体及等位基因，可育能产生后代及等位基因，可育能产生后代；单倍体是生物个体，而不是配子单倍体是生物个体，而不是配子；精子和卵细胞属于配子，但不是单倍体。精子和卵细胞属于配子，但不是单倍体。单倍体易错分析：单倍体易错分析：.4.4.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，并且注明它们分别属于几倍体生物。目、染色体组数目，并且注明它们分别属于几倍体生物。3.1 概念检测生物种类生物种类豌豆豌豆普通小麦普通小麦小黑麦小黑麦体细胞中的染色体数/条配子中的染色体数/条728体细胞中的染色体组数2配子中的染色
23、体组数3属于几倍体生物八倍体21141二倍体二倍体六倍体六倍体4265684项目项目二倍体二倍体多倍体多倍体单倍体单倍体概念发育起点染色体组的数目性状表现体细胞中含有体细胞中含有2个染色体组个染色体组的个体的个体体细胞中含有体细胞中含有3个或个或3个个以上染色体组的个体以上染色体组的个体体细胞的染色体数目体细胞的染色体数目与本物种与本物种配子配子染色体染色体数目相同的个体数目相同的个体受精卵受精卵受精卵受精卵未受精的配子未受精的配子2个个3个或个或3个以上个以上不确定不确定正常正常茎秆粗壮，叶片、果实、茎秆粗壮，叶片、果实、种子较大，营养丰富种子较大，营养丰富植株矮小，高度不育植株矮小，高度不
24、育判断单倍体、二倍体和多倍体的方法判断单倍体、二倍体和多倍体的方法能否用人工的方式处理植物以获得多倍体呢？能否用人工的方式处理植物以获得多倍体呢？多倍体育种小资料：帕米尔高原的植物小资料：帕米尔高原的植物65%的种类是多倍体，猜测可能原因。的种类是多倍体，猜测可能原因。1.实验原理实验原理用用低温低温处理植物的处理植物的 细胞，能够抑制细胞，能够抑制 的形成，以致的形成，以致影 响 细 胞 有 丝 分 裂 中 染 色 体 被 拉 向 两 极，导 致 细 胞 不影 响 细 胞 有 丝 分 裂 中 染 色 体 被 拉 向 两 极，导 致 细 胞 不能能 ，于是，植物细胞的染色体数目发生变化。，于是
25、，植物细胞的染色体数目发生变化。分生组织分生组织纺锤体纺锤体分裂成两个子细胞分裂成两个子细胞探究探究实践：实践：低温低温诱导植物细胞染色体数目的变化诱导植物细胞染色体数目的变化根冠根冠分生区分生区伸长区伸长区成熟区成熟区(根毛区根毛区)根尖、茎尖等分生区根尖、茎尖等分生区(1)(1)高等植物的分生组织有丝分裂较旺高等植物的分生组织有丝分裂较旺盛。盛。(2)(2)高等植物细胞有丝分裂过程分为高等植物细胞有丝分裂过程分为分裂分裂间期和分裂期（前、中、后、末）。间期和分裂期（前、中、后、末）。可可在高倍显微镜下根据各个时期内染色体在高倍显微镜下根据各个时期内染色体的变化情况。的变化情况。(3)(3)
26、染色体易被碱性染料染成深色。染色体易被碱性染料染成深色。醋酸洋红醋酸洋红 龙胆紫龙胆紫 改良苯酚品红染液改良苯酚品红染液材料用具及作用材料用具及作用试剂使用方法作用卡诺氏液浸泡诱导处理过的根尖0.5-1h体积分数为95%的酒精冲洗2次经卡诺氏液处理过的根尖体积分数为95%的酒精溶液和质量分数为15%的盐酸溶液1:1混合配制解离液蒸馏水浸泡解离后的根尖约10min质量浓度0.01g/mL的甲紫溶液（龙胆紫）对漂洗干净的根尖染色35 min固定细胞的形态冲洗掉卡诺氏液使组织中的细胞相互分离开来漂洗根尖，洗去药液，防止解离过度使染色体着色四、方法步骤四、方法步骤诱导培养诱导培养固定固定将蒜（或洋葱）
27、在冰箱冷藏室内（将蒜（或洋葱）在冰箱冷藏室内（_）放置）放置一周一周；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（约_）进行培养；待蒜长出约）进行培养；待蒜长出约_cm_cm长的长的不定根不定根时，将时，将_放入冰箱冷藏室内，诱导培养放入冰箱冷藏室内，诱导培养_h_h；4 425251 1整个装置整个装置48-7248-72剪取诱导处理的根尖剪取诱导处理的根尖_cm_cm，放入，放入_中浸泡中浸泡_h_h，以，以_，然后用，然后用_ _冲洗冲洗_次；次；0.5-10.5-1卡诺氏液卡诺氏液0.5-10.5-1
28、杀死杀死、固定细胞形态、固定细胞形态体积分数为体积分数为95%95%的酒精的酒精2 2诱导培养诱导培养固定固定制片制片观察。观察。制片制片包括包括_、_、_、_4_4个步骤；个步骤；解离解离漂洗漂洗染色染色制片制片解离目的：解离目的：漂洗目的：漂洗目的：染色目的：染色目的：压片目的：压片目的：用药液使组织中的细胞相互分离开来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，有利于观察使细胞分散开来，有利于观察观察观察 先用先用_寻找染色体形态好的分裂图象；寻找染色体形态好的分裂图象；视
29、野中既视野中既有有_，也有，也有_ _；确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用_观察。观察。低倍镜低倍镜正常的二倍体细胞正常的二倍体细胞染色体数目发生改变的细胞染色体数目发生改变的细胞高倍镜高倍镜注意：注意：A A、在进行实验的过程中，所观察在进行实验的过程中，所观察的细胞已经的细胞已经被卡诺氏液等杀死被卡诺氏液等杀死，看到的是看到的是死细胞死细胞。因此因此不能观察不能观察到连续的变化。到连续的变化。B B、视野中既有正常的二倍体细胞视野中既有正常的二倍体细胞（多多），也有染色体数目发生改），也有染色体数目发生改变的细胞（变的细胞（少少）。）。(1)(1)
30、选材：应选用能进行分裂的选材：应选用能进行分裂的分生组织细胞分生组织细胞，否则不会出现染色体加倍的，否则不会出现染色体加倍的情况。常用的观察材料有蚕豆情况。常用的观察材料有蚕豆(首选，因其染色体比洋葱少首选，因其染色体比洋葱少)、洋葱、大蒜等。、洋葱、大蒜等。(2 2)温度温度不是越低越好不是越低越好：温度过低对根尖细胞造成伤害，应选择适宜温度。：温度过低对根尖细胞造成伤害，应选择适宜温度。(3 3)在进行实验的过程中，与在进行实验的过程中，与“观察植物细胞的有丝分裂观察植物细胞的有丝分裂”一样，所观察的一样，所观察的细胞已经被卡诺氏液等杀死，细胞已经被卡诺氏液等杀死，最终在显微镜下看到的是死
31、细胞最终在显微镜下看到的是死细胞。(4 4)视野中既有正常二倍体细胞（多），也有染色体数目改变的细胞（少）。视野中既有正常二倍体细胞（多），也有染色体数目改变的细胞（少）。(5 5)着丝粒分裂与纺锤体无关着丝粒分裂与纺锤体无关：着丝粒到有丝分裂后期才分裂，与有无纺锤：着丝粒到有丝分裂后期才分裂，与有无纺锤体无关。体无关。(6 6)两次漂洗的对比：两次漂洗的对比：时间不同时间不同：第一次漂洗在固定之后解离之前，第二：第一次漂洗在固定之后解离之前，第二次漂洗在解离之后染色之前；次漂洗在解离之后染色之前；试剂不同试剂不同：第一次用：第一次用95%95%酒精漂洗，第二次用酒精漂洗，第二次用清水漂洗；清
32、水漂洗；目的不同目的不同：第一次是为了洗去多余的卡诺氏液，第二次是为了：第一次是为了洗去多余的卡诺氏液，第二次是为了洗去多余的解离液。洗去多余的解离液。讨论讨论秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，这两种方法在秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，这两种方法在原理上有什么相似之处？原理上有什么相似之处？三、低温诱导植物细胞染色体数目的变化三、低温诱导植物细胞染色体数目的变化 秋水仙素（C22H25O6N）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。【答案】秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，【答案】秋水仙素与低温都能诱导染
33、色体数目加倍，可能可能都与抑制纺锤体的形成有关都与抑制纺锤体的形成有关，着丝粒分裂后没有纺锤体的，着丝粒分裂后没有纺锤体的牵引作用，因而不能将染色体拉向细胞的两极，导致细胞牵引作用，因而不能将染色体拉向细胞的两极，导致细胞中的染色体数目加倍。中的染色体数目加倍。不同：不同：低温条件容易创造和控制，成本低、对人体无害、易于操作。低温条件容易创造和控制，成本低、对人体无害、易于操作。多倍体育种和单倍体育种1.4 多倍体育种人工诱导多倍体（多倍体育种）方法人工诱导多倍体（多倍体育种）方法处理对象：处理对象：作用原理：作用原理：I.I.低温处理低温处理II.II.秋水仙素诱发秋水仙素诱发等等萌发的种子
34、或幼苗萌发的种子或幼苗能够能够抑制抑制纺锤体纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。染色体数目从而引起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，将来就可能发育成多加倍的细胞继续进行有丝分裂，将来就可能发育成多倍体植株。倍体植株。1.4 多倍体育种作用时期：作用时期：多倍体育种实例：含糖量高的甜菜、三倍体无子西瓜多倍体育种实例：含糖量高的甜菜、三倍体无子西瓜着丝点分裂染色体复制染色体数加倍细胞无法正常分裂无纺缍丝牵引 4条染色体无纺缍体形成8条染色体有丝分裂有丝分裂前期前期二、单倍体育种和多倍体育种AGCT
35、-深圳 刘文华二倍体幼苗（二倍体幼苗（2N2N）秋水仙素秋水仙素四倍体植株四倍体植株（4N4N）二倍体植株二倍体植株（2N2N）卵细胞（卵细胞（2N2N）精子（精子（N N）受精卵（受精卵（3N3N）三倍体植株（三倍体植株（3N3N）联会紊乱联会紊乱花粉刺激花粉刺激三倍体无子西瓜培育过程三倍体无子西瓜培育过程人工诱导多倍体实例人工诱导多倍体实例1：第一次第一次传粉：传粉：杂交获杂交获得可长得可长成三倍成三倍体植株体植株的种子的种子第二次传粉：第二次传粉：刺激子房发育刺激子房发育成果实成果实思考：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？芽尖是有丝分裂旺盛的地方，用秋水仙素处理可以
36、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。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？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；三倍体西瓜为什么没有种子，但有时可以看到三倍体西瓜有少量发育不成熟的种子，请推测产生这些种子的原因？三倍体西瓜进行减数分裂时,由于联会紊乱,一般不能产生正常配子。不能进行受精作用，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。无籽西瓜方法二：利用生长素或生长素
37、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子果实，同时，在花期全时段要进行套袋处理，以避免受粉。按照一般流程，获得无子西瓜需要几年？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组培苗，再进行移栽；无籽西瓜每年都要制种，很麻烦，有没有别的替代方法？2年两次传粉的作用有什么不同？第一次杂交，得到三倍体种子。第二次：刺激子房发育成果实。无籽西瓜被子植物的有性生殖过程和胚、胚乳发育过程简图被子植物的有性生殖过程和胚、胚乳发育过程简图父方父方雄蕊雄蕊花丝花丝花药花药:花粉母细胞花粉母细胞(2N)(2N)花粉花粉(N)(N)有丝分裂有丝分裂萌发萌发花粉管花粉管减数分裂减数分裂精子精子(
38、N N)精子精子(N N)母方母方雌蕊雌蕊柱头柱头花柱花柱子子房房子房壁子房壁(2N2N)胚胚珠珠珠被珠被(2N2N)胚囊胚囊母细胞母细胞减数减数分裂分裂单核单核胚囊胚囊八核八核胚囊胚囊卵卵 细细 胞胞(N)(N)极核极核(N)+(N)+极核极核(N)(N)受精卵受精卵(2N)(2N)有丝有丝分裂分裂受精极受精极核核(3N)(3N)胚胚(2N)(2N)胚乳胚乳(3N)(3N)种皮种皮(2N2N)果皮果皮(2N2N)种种子子果果实实要点要点果皮、种皮染色体组成为果皮、种皮染色体组成为2N2N，全部来自母本；性状与母本相同，与父本提供的，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。
39、精子的基因型无关。胚和胚乳的染色体组成分别为胚和胚乳的染色体组成分别为2N2N和和3N3N，其中有一个，其中有一个N N来自父本，其余来自母本。来自父本，其余来自母本。受精方式受精方式:双受精双受精(被子植物特有被子植物特有)A AA Aa aa a思考题：思考题：1.1.写出下图对应基因型的生物能产生配子的种类及比例写出下图对应基因型的生物能产生配子的种类及比例配子：配子：AA:Aa:aa=1:4:1AA:Aa:aa=1:4:1 实例实例2：香蕉的培育香蕉的培育香蕉的祖先为野生芭香蕉的祖先为野生芭蕉，个小而多种子，蕉，个小而多种子，无法食用。香蕉的培无法食用。香蕉的培育过程如下：育过程如下：
40、野生野生芭蕉芭蕉2n有籽有籽香蕉香蕉4n加倍加倍野生野生芭蕉芭蕉无籽无籽香蕉香蕉3n受精作用受精作用2n减数分裂减数分裂2nn无籽无籽香蕉香蕉3n无性生殖无性生殖人工诱导多倍体实例：人工诱导多倍体实例：这里的这里的A A、B B、D D代表的是代表的是染色体组，而不是基因染色体组，而不是基因实例实例3：普通小麦普通小麦的形成过程的形成过程人工诱导多倍体实例：人工诱导多倍体实例：第第1步：杂交步：杂交异源四倍体（异源四倍体（4N）（ABDR）第第2步：染色体加倍步：染色体加倍注意：这里的注意：这里的A A、B B、D D、R R代表的是染色代表的是染色体组，而不是基因。所以，异源四倍体体组，而不
41、是基因。所以，异源四倍体（ABDRABDR）是不可育的。）是不可育的。第一年第一年第二年第二年普通小麦（普通小麦（6N）小黑麦（小黑麦（2N）（RR）（AABBDD）八倍体小黑麦（八倍体小黑麦（8N）（AABBDDRR）秋水仙素秋水仙素处理处理 实例实例4：八倍体小黑麦的培育过程八倍体小黑麦的培育过程人工诱导多倍体实例：人工诱导多倍体实例：1.6 单倍体育种高秆：高秆：D 矮秆：矮秆：d 抗病：抗病：T 不抗病：不抗病：t 现有纯合的现有纯合的高秆抗病高秆抗病的小麦（的小麦（DDTT）和）和矮秆不抗病矮秆不抗病的小麦（的小麦（ddtt），），怎样得到怎样得到矮秆抗病矮秆抗病的优良品种（的优良品
42、种（ddTT）？）？用遗传图解表示出来。用遗传图解表示出来。实例实例花药离体培养花药离体培养PF1配子配子DDTTDDttddTTddtt正常植株正常植株（纯合）（纯合）秋水仙素处理萌发的幼苗秋水仙素处理萌发的幼苗单倍体育种P高杆抗病高杆抗病 DDTT矮杆感病矮杆感病 ddttF1高杆抗病高杆抗病 DdTtF2D_T_ D_ttddT_ ddttddTT杂交育种矮抗矮抗 需要的纯合需要的纯合矮抗矮抗品种品种连续连续 第第1年年第第2年年第第3-6年年高杆抗病高杆抗病 DDTT矮杆感病矮杆感病 ddtt高杆抗病高杆抗病 DdTtDT DtdT dt单倍体植株单倍体植株第第1年年第第2年年DT D
43、tdT dt需要的纯合需要的纯合矮抗矮抗品种品种1.6 单倍体育种1.6 单倍体育种过程：过程：原理：染色体变异原理：染色体变异优点：优点：二倍体植株二倍体植株花药离体培养花药离体培养单倍体植株单倍体植株秋水仙素处理秋水仙素处理二倍体植株二倍体植株（纯合子纯合子）注意：秋水仙素只能处理萌发的注意：秋水仙素只能处理萌发的幼苗幼苗a.明显缩短育种年限明显缩短育种年限b.纯合体，自交后代不会发生性状分离纯合体，自交后代不会发生性状分离缺点：缺点：a.技术复杂，需与杂交育种配合技术复杂，需与杂交育种配合二、单倍体育种和多倍体育种AGCT-深圳 刘文华(1)花药离体培养单倍体育种：单倍体育种单倍体育种一
44、般一般包括包括：杂交：杂交、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选、花药离体培养、秋水仙素处理和筛选4 4个过程个过程 。(2)单倍体育种的选择时机：不能不能选择特定基因型的花粉，因为花粉不能表现出相关性状，选择特定基因型的花粉，因为花粉不能表现出相关性状，应应在秋水仙素处理后获得的纯合子中选择具有所需性状的个体在秋水仙素处理后获得的纯合子中选择具有所需性状的个体。(3)单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同：由于单倍体往往高度不育，育种由于单倍体往往高度不育，育种操作的对象一般是单倍体幼苗操作的对象一般是单倍体幼苗，通过通过组织培养得到纯合子植株。组织培养得到纯合子植株。多倍体育种操作的对象是多倍体
45、育种操作的对象是正常萌发的种子或幼苗正常萌发的种子或幼苗。染色体变异在育种上的应用注意如果单倍体体细胞中基因型为如果单倍体体细胞中基因型为Aa，经秋水仙素处理后基因，经秋水仙素处理后基因型为型为AAaa，是杂合子。，是杂合子。若为多倍体的单倍体，则获得的品种不一定为纯合子，如：若为多倍体的单倍体，则获得的品种不一定为纯合子，如：【思考】【思考】用秋水仙素处理单倍体一定能够获得纯合子吗？用秋水仙素处理单倍体一定能够获得纯合子吗？不一定，若为二倍体的单倍体，则获得的品种一定为纯合子，不一定，若为二倍体的单倍体，则获得的品种一定为纯合子，如：如：如果单倍体体细胞中基因型为如果单倍体体细胞中基因型为A
46、B，经秋水仙素处理后基因型，经秋水仙素处理后基因型为为AABB，是纯合子；，是纯合子；二、单倍体育种和多倍体育种AGCT-深圳 刘文华思考：思考：单倍体植株一定不育吗？单倍体植株一定不育吗？不一定；不一定；如如雄蜂雄蜂，可以通过，可以通过假减数分裂假减数分裂形成正常的精子，则是可育的；形成正常的精子，则是可育的；如体细胞中染色体组数为如体细胞中染色体组数为偶数偶数的单倍体，减数分裂中可以正常联会，也可以产生的单倍体，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；正常的配子，也是可育的；一般情况下，单倍体植株高度不育，原因是什么？一般情况下，单倍体植株高度不育，原因是什么？体细胞中染
47、色体组数为偶数的一定可育吗？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联会紊乱，无，无法形成法形成正常的配子正常的配子，因此一般表现出高度不育；，因此一般表现出高度不育；不一定；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键是能否形成正常的配子能否形成正常的配子，而形成正常配子的关键是，而形成正常配子的关键是同源染色体能够正常联会同源染色体能够正常联会；如大多数如大多数异源二倍体异源二倍体，染色体无法
48、联会染色体无法联会，也会造成不育，例如，也会造成不育，例如骡子骡子；单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种原理常用方法优势缺点染色体变异染色体变异染色体变异染色体变异花药离体培养花药离体培养后后人工诱导染色体数目加倍人工诱导染色体数目加倍秋水仙素处理萌发的种子、幼苗秋水仙素处理萌发的种子、幼苗明显缩短育种年限明显缩短育种年限得到的植株是得到的植株是纯合子纯合子操作简单操作简单技术复杂一些，技术复杂一些，需与杂交育种配合需与杂交育种配合适用于植物，适用于植物，在动物方面难以操作在动物方面难以操作类类别别 杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种基因工程育种基因工
49、程育种原原理理常常用用方方法法优优点点缺缺点点基因重组基因重组杂交杂交自交自交选优选优自交自交将将不同品种不同品种的优良性状的优良性状集中于集中于同一同一个体个体上上不能产生新基不能产生新基因；育种进程因；育种进程缓慢、过程复缓慢、过程复杂；杂；基因突变基因突变用用物理或化学方物理或化学方法法处理生物处理生物提高突变率提高突变率，可，可以在较短的时间以在较短的时间内获得更多的优内获得更多的优良变异类型良变异类型有利变异少，需有利变异少，需大量处理实验材大量处理实验材料（具有不定向料（具有不定向性、低频性）性、低频性）染色体变异染色体变异花药离体培养花药离体培养；秋水仙素处理；秋水仙素处理；选择
50、；选择；明显缩短育种明显缩短育种年限年限；(得到的得到的植株都是植株都是纯合纯合子子；)技术性强，需技术性强，需结合杂交育种结合杂交育种和人工诱导染和人工诱导染色体加倍技术色体加倍技术染色体变异染色体变异用秋水仙素处用秋水仙素处理理萌发的种子萌发的种子或幼苗或幼苗茎秆粗壮，叶片、茎秆粗壮，叶片、果实、种子都比果实、种子都比较大，营养物质较大，营养物质含量有所增加含量有所增加发育延迟，结实发育延迟，结实率降低，一般只率降低，一般只适用于植物适用于植物补充：不同育种方法的比较补充：不同育种方法的比较基因重组基因重组将一种生物的将一种生物的特定基因转移特定基因转移到另一种生物到另一种生物细胞中细胞中
