3.1.2染色体变异及其应用课件-2023-2024学年高一下学期生物苏教版（2019）必修2

染色体变异在育种上得到广泛应用二、多倍体育种一、单倍体育种学习目标：

1、简述单倍体育种的原理、方法和优缺点

2、简述多倍体育种的原理、方法和优缺点第二课时------杂交育种将两个或多个品种的优良性状通过

集中在一起，再经过选择和培育获得新品种的方法。杂交小组合作：不同品种的小麦，一个是高秆抗锈病（DDTT），另一个是矮秆（抗倒伏）不抗锈病（ddtt），两对等位基因分别位于两对同源染色体上，怎样能够获得稳定遗传的矮秆抗锈病（

）的小麦品种？需要几年时间？ddTT温故知新Ｐ

高秆抗锈病

矮秆不抗锈病Ｆ１

高秆抗锈病Ｆ２DDTTddttDdTt高抗

高不抗

矮抗

矮不抗ddT_杂交育种杂交自交选育连续自交选育优良性状的纯合体(5～6年)

ddTT

连续自交，直到后代不发生性状分离为止操作简单目的性强年限长1.单倍体植株特点：弱小，高度不育（在生产上几乎没有价值，但在育种上有着特殊的价值）2.单倍体育种的方法步骤：二倍体植株单倍体

幼苗正常二倍体植株小组合作：

你能利用纯合的高秆抗锈病小麦（DDTT）和矮秆不抗锈病小麦（ddtt），应用单倍体育种的方法，获得能稳定遗传的矮秆抗锈病（ddTT）小麦品种吗？需要几年时间？一、单倍体育种花药离体培养秋水仙素诱导

染色体数量加倍（纯合子）（与二倍体正常植株相比）P

高秆抗锈病

DDTT

×

矮秆不抗锈病

ddttF1

高秆抗病DdTt花药DTDtdTdtDTDtdTdtDDTTDDttddTTddtt↓↓纯合二倍体稳定遗传的矮秆抗锈病品种第1年第2年单倍体幼苗↓选育↓↓花药离体培养秋水仙素诱导染色体数量加倍单倍体育种单倍体育种的优点：

.花药离体培养→P高杆抗病

DDTT×矮杆锈病

ddttF1高杆抗病

DdTt配子DTDtdTdtDTDtdTdtDDTTDDttddTTddtt↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓纯合体秋水仙素处理→↑

需要的矮抗品种单倍体育种:第1年第2年P高杆抗病

DDTT×矮杆锈病

ddttF1高杆抗病

DdTt↓F2D_T_D_ttddT_ddttddTT杂交育种:↓第1年第2年第3~6年××需要的矮抗品种矮抗明显缩短育种年限技术较复杂

注意事项(1)单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素诱导处理过程，

花药离体培养只是单倍体育种的一个操作步骤。

(2)单倍体育种时，若亲本为二倍体，则获得的品种为纯合子；

若亲本为多倍体，则获得的品种不一定为纯合子。

(3)单倍体育种一般需要与杂交育种相结合才能达到目的。

如控制所需性状的基因分别在不同的个体中，此时用杂交

育种的方法才能将有关基因集中到一个个体中，再进行单

倍体育种相关的操作。1.单倍体育种可明显地缩短育种年限，其原因是（

）

A.单倍体植株生活力强

B.单倍体只有一个染色体组

C.单倍体植株生长迅速

D.经染色体数量加倍后，每对染色体上成对的基因都是纯合的

D

【即学即练】2.现有基因型为Rr的豌豆植株若干，取其花药进行离体培养得到单倍体幼苗。这些幼苗的基因型及其比例为（）

B3.(学案P100T2)某科技活动小组将二倍体番茄植株的花粉按下图所示的程序进行实验。请根据图中所示实验，分析下列哪一项叙述是错误的(

)A.单倍体育种与杂交育种相比，其优点在于明显缩短育种年限B.花粉通过离体培养形成的植株A为单倍体，其特点之一是高度不育C.秋水仙素的作用是在细胞分裂时抑制纺锤体的形成，使细胞内的染色体

数量加倍D.在花粉形成过程中一定会发生染色体结构变异，从而导致生物性状的改变D

4.[P100典例]图中表示用某种农作物①和②两个品种培育出品种⑥的可能

方法，请据图回答：(1)指出下列各种交配方式：由品种①和②培育

出③的过程Ⅰ是_______，由品种③培育出

品种⑥经过的过程Ⅴ是_______。

这种育种方法叫___________。(2)品种④是一种________植株，由品种③经过

过程Ⅲ培养品种④常用的方法是______________。(3)品种④形成品种⑥经过的过程Ⅵ中常用化学

试剂__________处理，这种育种方法是__________，

优点是____________________。(4)你认为成功率最高且工作量最小的培育品种⑥的途

径是_____________(用过程Ⅰ、Ⅱ等及“→”表示)。多倍体植株的优点：★

四倍体水稻的千粒重量是二倍体水稻的两倍，蛋白质含量提高5％—15％；★

四倍体番茄的维生素C的含量比二倍体品种增加一倍；多倍体草莓野生草莓茎秆更粗壮，叶片、果实和种子更大；糖类、蛋白质等营养物质含量更高。结实率低，晚熟。缺点：在被子植物中，约有33%的物种是多倍体人工诱导染色体数量加倍a.方法:d.作用机理:无纺缍体形成染色体复制着丝粒分裂无纺缍丝牵引染色体数目加倍的组织或个体二、多倍体育种萌发的种子或幼苗低温处理和化学试剂处理b.最常用的化学试剂:秋水仙素c.处理的对象:秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，抑制有丝分裂____期________的形成，导致分裂后期着丝粒分裂后的染色体不能移向细胞两极，结果细胞中的染色体数量就加倍了。前纺锤体思考:1.两次传粉的目的？2.三倍体西瓜为什么没有种子？3.三倍体西瓜如何扩大生产？二倍体幼苗四倍体植株秋水仙素处理染色体加倍二倍体幼苗二倍体植株发育传粉二倍体植株传粉四倍体西瓜三倍体种子三倍体无子瓜三倍体植株发育第一年第二年减数分裂过程中染色体联会紊乱，不能产生可育的配子植物组织培养或营养繁殖或每年制种种子

杂交得到三倍体种子

刺激子房发育成果实拓展：香蕉的培育野生芭蕉

2n有籽香蕉

4n加倍野生芭蕉

2n无籽香蕉

3n杂交育种多倍体育种单倍体育种方法步骤原理优点缺点育种方法小结：杂交、自交、连续自交秋水仙素处理萌发的种子或幼苗①花药离体培养②秋水仙素处理幼苗基因重组染色体变异染色体变异操作简单目的性强各种器官大，营养物质含量增高明显缩短育种年限育种年限长结实率低，晚熟技术复杂，需要与杂交育种配合1.用亲本基因型为DD和dd的植株杂交，对其子一代的幼苗用秋水仙素

处理产生了多倍体，其基因型是（

）A.DDDDB.DDDdC.DDddD.DdddC

【即学即练】2.秋水仙素能诱导多倍体形成的原因是()

A.促进细胞融合

B.诱导染色体多次复制

C.促进染色单体分开，形成染色体

D.抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成D3.下图表示利用农作物①和②两种品种分别培育出④⑤⑥三种品种的过程,

据图回答下列问题:⑴用①和②培育⑤所采用的方法Ⅰ称为______,方法Ⅱ称为_____,由Ⅰ和Ⅱ

培育⑤所依据的原理是

。⑵用③培育出④的常用方法Ⅲ是_______________,由④培育成⑤的过程中用

化学试剂___________处理④的幼苗,方法Ⅲ和Ⅴ合称为_______育种。

其优点是_____________________。⑶由③培育出⑥的常用方法是

。

形成的⑥叫_____倍体。依据的原理是

。杂交自交基因重组花药离体培养秋水仙素单倍体明显缩短育种年限用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗四

染色体变异

三、课外探究：低温诱导染色体数量加倍1.实验原理：

抑制纺锤体的形成（作用机理同秋水仙素）3.方法步骤：根尖培养→低温诱导→固定→制片→观察

2.试剂及用途（1）卡诺氏固定液：（2）龙胆紫溶液：固定细胞形态使染色体着色，便于观察卡诺氏固定液龙胆紫溶液（解离→漂洗→染色→压片）

根尖的培养及诱导①培养方法：将蚕豆/豌豆种子分别等量放入四个培养皿，加入适量的清水

浸泡，在培养皿上覆盖2～3层潮湿的纱布。置于室温（约25℃）培养。②培养时间：待蚕豆幼根长至1～1.5cm时③诱导方法：将其中两个培养皿放入冰箱的低温室内（4℃），诱导培养

36h。另外两组仍在25℃下培养。

取材、固定及冲洗①取材：剪取被诱导处理的根尖5mm左右。②固定：放入卡诺氏液中浸泡0.5~1h。

（卡诺氏液：固定细胞的形态）③冲洗：用体积分数为95%的酒精冲洗2～3次。制作装片（同有丝分裂实验）①解离：盐酸和酒精混合液（1：1混合）

目的是

。②漂洗：清水漂洗，目的是

。③染色：用

溶液对染色体染色。④压片：用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，再加盖一片载玻片，

用拇指轻轻按压载玻片的两端。使组织细胞相互分离开洗去解离液，防止解离过度龙胆紫或醋酸洋红或苯酚品红思考:观察时是否所有细胞中染色体均已加倍？不是，只有少部分细胞实现“染色体加倍”，大部分细胞仍为二倍体分裂状况。1.下列有关“低温诱导洋葱染色体数目的变化”实验的叙述，

正确的是(

)A.在高倍显微镜下能观察到细胞从二倍体变为四倍体的过程B.

固定和解离后的漂洗液都是体积分数为95%的酒精C.

低温和秋水仙素使染色体数量加倍的作用原理相似D.低温诱导植物染色体数量加倍的实验，制作临时玻片的程序

是解离→染色→漂洗→压片C

【即学即练】2．下列关于“低温诱导植物细胞染色体数量的变化”实验的叙述，

错误的是(

)A．低温能够抑制植物细胞有丝分裂前期纺锤体的形成B．剪取的根尖经卡诺氏固定液浸泡后需用体积分数为95%的乙醇

溶液冲洗2～3次C．也可以使用苯酚品红溶液或醋酸洋红溶液对染色体进行染色D．用显微镜观察时会发现大部分细胞中的染色体已加倍D结构变异：缺失、重复、易位、倒位染色体变异

数目变异

个别增减（例：21三体综合征）成倍增减染色体组概念：含个体发育全部基因的一组非同源染色体分类二倍体：由受精卵发育来，含两个染色体组的个体概念：由受精卵发育，含三个以上染色体组

多倍体特点：器官较大、营养丰富，但发育延迟，结实率低应用：多倍体育种成因：低温诱导或秋水仙素使染色体加倍概念：配子（生殖细胞）直接发育来的个体成因：未经受精的配子直接发育而成应用：单倍体育种特点