5.2染色體變異-2必修二P8721三體綜合征貓叫綜合征多倍體草莓和二倍體草莓某公眾號：消費者警惕！打了激素針的草莓流入市場在自然界，幾乎全部動物和過半數(shù)的高等植物都是二倍體。多倍體在植物中很常見，在動物中極少見。棉花（4n=52）山藥（4n=40）香蔥（4n=32）二、二倍體和多倍體、單倍體多倍體的優(yōu)點：二倍體葡萄四倍體葡萄莖稈粗壯，葉片、果實和種子都比較大，糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的含量都有所增加。P88第四段四倍體番茄的維生素C含量比二倍體的幾乎增加了一倍。二倍體土豆四倍體土豆缺點：

生長發(fā)育延遲，結(jié)實率低。資料：青藏高原東北部多年生草本植物多倍體頻率海拔/m2100-30003000-40004000-5200草本植物多倍體頻率29.4-47.1%33.3-53.3-%55.6-70.4%低溫能誘導植物染色體數(shù)目的變化?？茖W家已經(jīng)證實：分析：青藏高原草本植物多倍體頻率隨海拔高度上升而增加。人工誘導多倍體的方法：低溫處理或秋水仙素誘發(fā)秋水仙素（目前常用、最有效）處理萌發(fā)的種子或幼苗。P88倒數(shù)第二段秋水仙的種子和球莖中提取的生物堿——秋水仙素。它是白色或淡黃色的粉末或針狀結(jié)晶，有劇毒，使用時應(yīng)當特別注意。染色體加倍的機理低溫或秋水仙素染色體不能移向細胞的兩極，細胞不能分裂成兩個子細胞導致抑制紡錘體的形成染色體數(shù)目加倍導致多倍體繼續(xù)分裂P88倒數(shù)第二段第4.5行間期4條染色體8條染色體子細胞4條染色體子細胞8條染色體抑制有絲分裂前期紡錘體形成無紡綞體形成無紡綞絲牽引著絲粒正常分裂細胞不能分裂正常異常染色體加倍的機理一般是可育的【思考】四倍體的生物可育嗎？【思考】三倍體的生物可育嗎？下面兩張圖展示的是香蕉和香蕉的祖先——野生香蕉，兩者差異很大。我們可以清晰地看到野生香蕉其實是有籽的，而且籽還很大。你在吃香蕉時是否有過這樣的疑惑：香蕉為什么沒有籽，沒有籽它是如何進行繁殖的？11異?！舅伎肌咳扼w的生物可育嗎？三價體二價體單價體由于原始生殖細胞中有3套非同源染色體，減數(shù)分裂時會出現(xiàn)聯(lián)會紊亂，不能形成可育的配子。所以三倍體的生物一般不可育?！呦憬对耘嗥贩N體細胞中的染色體數(shù)目是33條，是三倍體，減數(shù)分裂時染色體發(fā)生聯(lián)會紊亂，不能形成正常的配子，因此無法形成受精卵，進而無法形成種子。討論：2.為什么平時吃的香蕉是沒有種子的?P87問題探討無子西瓜(三倍體西瓜)某公眾號：無子西瓜致人不孕不育？人工誘導多倍體實例：無籽/子西瓜的培育P91拓展應(yīng)用在二倍體西瓜的幼苗期，用秋水仙素處理，可以得到四倍體植株。然后，用四倍體植株作母本，用二倍體植株作父本，進行雜交，得到的種子細胞中含有三個染色體組。把這些種子種下去,就會長出三倍體植株。下圖是三倍體無子西瓜的培育過程圖解。授粉二倍體（父本）四倍體（母本）三倍體聯(lián)會紊亂無子西瓜秋水仙素授粉第一年第二年抑制紡錘體的形成四倍體與二倍體雜交，得到三倍體刺激子房膨大，形成果實人工誘導多倍體實例：無籽/子西瓜P91拓展應(yīng)用為什么用一定濃度的秋水仙素溶液滴在二倍體西瓜幼苗的芽尖?西瓜幼苗的芽尖是有絲分裂旺盛的地方，用秋水仙素處理可以抑制細胞有絲分裂時形成紡錘體，導致細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍，從而得到四倍體植株。(2)獲得的四倍體西瓜為何要與二倍體雜交?聯(lián)系第1問，你能說出產(chǎn)生多倍體的基本途徑嗎?雜交可以獲得三倍體植株。多倍體產(chǎn)生的途徑為：用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。人工誘導多倍體實例：無籽/子西瓜P91拓展應(yīng)用(3)有時可以看到三倍體西瓜中有少量發(fā)育并成熟的種子，請推測產(chǎn)生這些種子的原因。三倍體植株一般不能進行正常的減數(shù)分裂形成配子，因此，不能形成種子。但是，也有可能在減數(shù)分裂時形成正常的卵細胞，從而形成正常的種子，但這種概率特別小。(4)無子西瓜每年都要制種，很麻煩，有沒有別的替代方法?方法一：進行無性生殖，將三倍體植株進行組織培養(yǎng)獲取大量培苗，再進行移栽；方法二：利用生長素或生長素類似物處理二倍體植株未受粉的雌蕊，以促進子房發(fā)育成無種子的果實，同時，在花期全時段要進行套袋處理，以避免受粉。二、二倍體和多倍體、單倍體單倍體植株的特點：長得弱小，而且高度不育。單倍體育種的優(yōu)點：單倍體育種（1）過程：花藥離體培養(yǎng)PF1配子DDTTDDttddTTddtt秋水仙素處理高桿抗病DDTT×矮桿感病ddtt高桿抗病

DdTtDTDtdTdt單倍體植株DTDtdTdt需要的純合矮抗品種雜交（誘導染色體數(shù)加倍）【思考1】單倍體育種中秋水仙素處理的是萌發(fā)的種子嗎？不能，因為單倍體往往高度不育，育種操作的對象一般是單倍體幼苗篩選注意：單倍體育種和多倍體育種中都用到秋水仙素，但單倍體育種中是用秋水仙素處理單倍體幼苗，而多倍體育種中是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。花藥離體培養(yǎng)≠單倍體育種：單倍體育種一般包括雜交、花藥離體培養(yǎng)、秋水仙素處理和篩選4個過程，不能簡單地認為花藥離體培養(yǎng)就是單倍體育種的全部。（2）原理：染色體數(shù)目變異（3）優(yōu)點:a.明顯縮短育種年限得到的植株不僅能夠正常生殖，而且每對染色體上成對的基因都是純合的，自交后代不發(fā)生性狀分離。b.快速獲得純合子【思考2】用秋水仙素處理單倍體一定能夠獲得純合子嗎？不一定，若親本為二倍體，則經(jīng)單倍體育種獲得的一定為純合子。

四倍體AAaaBBbb的花粉有3(AA、Aa、aa)×3(BB、Bb、bb)=9種，可能得到的單倍體植株為AABB、AABb、Aabb、AaBb等，經(jīng)秋水仙素處理后基因型為AAAABBBB、AAAABBbb、AAaabbbb、AAaaBBbb等不一定是純合子。單倍體育種D.缺點：技術(shù)復雜，需與雜交育種配合。類別

雜交育種誘變育種單倍體育種多倍體育種原理常用方法優(yōu)點缺點基因重組雜交→自交→選優(yōu)→自交→…(多次自交)將不同品種的優(yōu)良性狀集中于同一個體上不能產(chǎn)生新基因;育種進程緩慢基因突變用物理/化學方法處理生物提高突變率，可以在較短的時間內(nèi)獲得多種變異類型有利變異少，需大量處理實驗材料；(具有不定向性、低頻性)染色體(數(shù)目)變異花藥離體培養(yǎng)；秋水仙素處理幼苗(非種子)；篩選明顯縮短育種年限；(快速獲得純合子)技術(shù)性強，需結(jié)合雜交育種和人工誘導染色體加倍技術(shù)染色體(數(shù)目)變異秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗莖稈粗壯，葉片、果實、種子都比較大，營養(yǎng)物質(zhì)含量有所增加發(fā)育延遲，結(jié)實率降低，一般只適用于植物例1.現(xiàn)有兩小麥品種：矮稈感病(ddrr)，高稈抗病(DDRR)，如何獲得矮稈抗病的優(yōu)良品種(ddRR)？雜交育種P高桿抗病

DDTT×矮桿感病

ddttF1高桿抗病

DdTtF2D_T_D_ttddT_ddttddTT矮抗?需要的純合矮抗品種連續(xù)?第1年第2年第3年及之后優(yōu)點：能將多個親本的優(yōu)良性狀集于一體缺點：育種時間太長花藥離體培養(yǎng)PF1配子DDTTDDttddTTddtt正常植株（純合）秋水仙素高桿抗病DDTT×矮桿感病ddtt高桿抗病DdTtDTDtdTdt單倍體植株第1年第2年DTDtdTdt需要的純合矮抗品種單倍體育種單倍體二倍體低溫秋水仙素多倍體多倍體三體或單體以染色體組為基數(shù)成倍地增加或成套地減少個別染色體的增加或減少多倍體育種單倍體育種隨堂練習

判斷正誤1、二倍體物種所形成的單倍體中，其體細胞中只含一個染色體組。（

）2、如果是四倍體、六倍體物種形成的單倍體，其體細胞中就含有兩個或三個染色體組，我們可以稱它為二倍體或三倍體。（

）3、單倍體中可以只有一個染色體組，也可以有多個染色體組。（

）4、個體的體細胞中含幾個染色體組就是幾倍體。（

）5、二倍體水稻和四倍體水稻雜交,可獲得三倍體，三倍體水稻的稻穗和籽粒變小。（

）單選題1.下列敘述正確的是（

）A.體細胞中只有一個染色體組的個體才是單倍體B.體細胞中含有兩個染色體組的個體一定是二倍體C.一倍體一定是單倍體，單倍體一定是一倍體D.八倍體小黑麥形成的單倍體的體細胞中有四個染色體組D隨堂練習2.二倍體西瓜的染色體組成是2n＝22，如圖是培育三倍體無子西瓜的流程圖。下列分析正確的是（

）

A.西瓜細胞一個染色體組含有11條同源染色體B.①②③表示雜交過程C.四倍體(♀)提供的生殖細胞含有兩個染色體組D.三倍體(♀)因不能進行減數(shù)分裂而不能結(jié)出種子C3.用純種的高稈抗銹病(DDTT)小麥與矮稈易染銹病(ddtt)小麥培育矮稈抗銹病小麥新品種的方法如圖所示。下列有關(guān)此育種方法的敘述中，正確的是（

）

A.過程①的作用原理為染色體變異B.過程③必須經(jīng)過受精作用C.過程④必須使用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗D.此育種方法選出的符合生產(chǎn)要求的品種占1/4隨堂練習D1.實驗原理用低溫處理植物的

細胞，能夠抑制

的形成，以致影響細胞

中染色體被拉向兩極，導致細胞不能

，于是，植物細胞的染色體數(shù)目發(fā)生變化。分生組織紡錘體分裂成兩個子細胞有絲分裂根冠分生區(qū)伸長區(qū)成熟區(qū)(根毛區(qū))探究?實踐：低溫誘導植物細胞染色體數(shù)目的變化試劑作用卡諾氏液(現(xiàn)配現(xiàn)用，無水乙醇和冰醋酸按體積1:1混合)95%酒精解離液(體積分數(shù)為95%的酒精溶液和質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸溶液1:1混合)清水/蒸餾水0.01g/mL的甲紫溶液(舊稱:龍膽紫)固定細胞形態(tài)沖洗附著在根尖表面的卡諾氏液使組織中的細胞相互分離開使染色體(染色質(zhì))著色，便于觀察染色體(染色質(zhì))的形態(tài)、數(shù)目和行為2.實驗試劑及其作用醋酸洋紅、(改良)苯酚品紅染液洗去解離液，避免影響染色①蒜根尖的誘導培養(yǎng)②固定將蒜（或洋蔥）在冰箱冷藏室內(nèi)（__℃）放置一周。取出后，將蒜放在裝滿清水的容器上方，讓蒜的底部接觸水面，于室溫（約____℃）進行培養(yǎng)；待蒜長出約

1cm長的不定根時，將________放入冰箱冷藏室內(nèi)，誘導培養(yǎng)________h；425整個裝置48-72剪取誘導處理的根尖_____cm，放入_______

中浸泡______h，以__________

，然后用____________________

沖洗____次；0.5-1卡諾氏液0.5-1固定細胞形態(tài)體積分數(shù)為95%的酒精2③制作裝片包括______、______、______、_______4個步驟；解離漂洗染色制片誘導培養(yǎng)→固定（卡諾氏液）→制片→觀察④觀察先用______尋找染色體形態(tài)好的分裂象；再用______觀察；低倍鏡高倍鏡3.實驗步驟探究?實踐：低溫誘導植物細胞染色體數(shù)目的變化4.實驗現(xiàn)象視野中既有正常的二倍體細胞，也有

發(fā)生改變的細胞。染色體數(shù)目說明：誘導率不是百分之百，因此視野中既有二倍體細胞，也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細胞，且前者數(shù)目多于后者(∵多數(shù)細胞處于分裂間期)。抑制紡錘體的形成，著絲粒分裂后，無紡錘體的牽引作用，不能將染色體拉向細胞的兩極，細胞不能分裂成兩個子細胞，導致細胞中的染色體數(shù)目加倍。[討論]秋水仙素與低溫都能誘導染色體數(shù)目加倍，這兩種方法在原理上有什么相似之處？秋水仙素與低溫都能誘導染色體數(shù)目加倍，原理相同注意事項：（1）在顯微鏡下觀察到的細胞已經(jīng)死亡，不能觀察到細胞中染色體數(shù)目的變化過程。（2）選材只能是分生區(qū)細胞，不能進行細胞分裂的細胞不會出現(xiàn)染色體數(shù)目的變化。（3）卡諾氏液和解離液的作用卡諾氏液是固定液的一種。固定液的作用是固定細胞形態(tài)以及細胞內(nèi)的各種結(jié)構(gòu)，固定之后，細胞死亡并且定型，不再代謝也不再變化。