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1、第三节第三节 染色体变异及应用（二）染色体变异及应用（二）铜山中学铜山中学 2011.2-染色体变异在育种上的应染色体变异在育种上的应用用背景材料分析：多倍体草莓（上）和野生状态下的草莓（下）多倍体草莓（上）和野生状态下的草莓（下）导学提纲：导学提纲：阅读书本阅读书本P46染色体变异在育种中的应用染色体变异在育种中的应用第第1、2节思考节思考:1.单倍体植株的特点？单倍体植株的特点？2.单倍体育种的原理，过程，优点，缺点？单倍体育种的原理，过程，优点，缺点？育种育种类型类型原理原理育种过程育种过程优点优点不足不足实例实例单倍单倍体育体育种种利用利用_培培育单倍体幼苗，育单倍体幼苗，再用再用_处
2、理使染色体处理使染色体加倍成新植株。加倍成新植株。缩短缩短_年年限，限，获得稳获得稳定遗传的定遗传的_。技术复技术复杂，成活杂，成活率率_快捷简快捷简便地培育便地培育矮秆抗病矮秆抗病纯合子小纯合子小麦麦染色体染色体变异变异归纳：各种育种方法原理、过程、优缺点的比较归纳：各种育种方法原理、过程、优缺点的比较花药离体培养花药离体培养花药离体培养花药离体培养秋水仙素秋水仙素秋水仙素秋水仙素育种育种育种育种纯合子纯合子纯合子纯合子低低低低单单倍倍体体育育种种人工选择单倍体育种操作方法归纳：单倍体育种操作方法归纳： _离体培养离体培养_植株植株_处理人工诱导染色体处理人工诱导染色体数目加倍数目加倍得正常
3、纯合子得正常纯合子选择选择新品种新品种（自交留种）（自交留种）杂交杂交花药花药单倍体单倍体秋水仙素秋水仙素导学提纲：导学提纲：阅读书本阅读书本P46染色体变异在育种中的应用染色体变异在育种中的应用第第3节，节，P47第第1,2节及图节及图325的内容，思考的内容，思考:1.多倍体植株的特点？多倍体植株的特点？2.多倍体的形成的原因？多倍体的形成的原因？3.可否人工诱导多倍体的形成呢？常用的方法可否人工诱导多倍体的形成呢？常用的方法？4.秋水仙素处理法的具体做法是什么？原理又秋水仙素处理法的具体做法是什么？原理又是什么？是什么？5.多倍体育种的原理，过程，优点，缺点？多倍体育种的原理，过程，优点
4、，缺点？多倍体植株的特点多倍体植株的特点2.2.茎杆粗壮，叶片、果实和种子都比较大；糖类、蛋茎杆粗壮，叶片、果实和种子都比较大；糖类、蛋 白质等含量增高白质等含量增高. .3.3.但发育延迟，结实率低。但发育延迟，结实率低。1.1.多倍体在植物中广泛存在，而在动物中则较少见多倍体在植物中广泛存在，而在动物中则较少见多倍体育种多倍体育种多倍体植物有生长旺盛，各器官粗壮，种多倍体植物有生长旺盛，各器官粗壮，种子少或不产生种子的特性。凡是不以种子为收子少或不产生种子的特性。凡是不以种子为收获目标的植物都可以考虑进行多倍体育种。获目标的植物都可以考虑进行多倍体育种。观赏或用材植物观赏或用材植物某些水果
5、某些水果非种子农作物非种子农作物其它多倍体植物其它多倍体植物甘蔗是三倍体。最早的野生甘蔗就像芦苇甘蔗是三倍体。最早的野生甘蔗就像芦苇又细又短且开花结籽。这种野生甘蔗发生自然又细又短且开花结籽。这种野生甘蔗发生自然加倍形成四倍体甘蔗，四倍体甘蔗与野生甘蔗加倍形成四倍体甘蔗，四倍体甘蔗与野生甘蔗自然杂交，就形成了现在的甘蔗。自然杂交，就形成了现在的甘蔗。人们种植的西瓜有三种：普通西瓜为二倍人们种植的西瓜有三种：普通西瓜为二倍体，个小籽多，重量一般在三公斤以下；大体，个小籽多，重量一般在三公斤以下；大西瓜为四倍体，个大籽小，重量可达五公斤以西瓜为四倍体，个大籽小，重量可达五公斤以上；无籽西瓜为三倍体
6、，个大无籽。上；无籽西瓜为三倍体，个大无籽。甘薯、马铃薯等以无性繁殖为主的作物及甘薯、马铃薯等以无性繁殖为主的作物及许多花卉、水果一般都是多倍体。许多花卉、水果一般都是多倍体。4 4个个染色体染色体8 8个个染色体染色体无纺缍无纺缍体形成体形成染色体复制染色体复制着丝点着丝点分裂分裂无纺缍丝无纺缍丝牵引牵引多倍体的形成多倍体的形成若继续进行正常若继续进行正常的有丝分裂的有丝分裂染色体加染色体加倍的组织倍的组织或个体或个体Q Q：可否人工诱导多倍体的形成呢？可否人工诱导多倍体的形成呢？常用方法有哪些？常用方法有哪些？低温和秋水仙素处理法低温和秋水仙素处理法Q Q：秋水仙素处理法的具体做法是什么？
7、原理又是什么？秋水仙素处理法的具体做法是什么？原理又是什么？方法：方法：用秋水仙素处理用秋水仙素处理_或或_。原理：原理：当秋水仙素作用于正在当秋水仙素作用于正在_的细胞时，能够抑的细胞时，能够抑 制制_的形成，导致的形成，导致_不能不能_， 从而引起细胞内染色体从而引起细胞内染色体_。染色体数目。染色体数目加倍加倍 的细胞继续进行的细胞继续进行_分裂，将来就可能发育分裂，将来就可能发育成成 _植株。植株。萌发的种子萌发的种子幼苗幼苗分裂分裂纺锤丝纺锤丝染色体染色体移向两极移向两极数目加倍数目加倍有丝有丝多倍体多倍体育种育种类型类型原理原理育种过程育种过程优点优点不足不足实例实例多倍多倍体育体
8、育种种用一定浓用一定浓度的度的_处理萌发处理萌发的的种子或种子或幼苗幼苗植物茎秆植物茎秆_，叶片、果实、，叶片、果实、种子都比较种子都比较_，营养，营养物质含量物质含量_。发育发育_，结，结实率实率_，一般只适合一般只适合于植物育于植物育种。种。无籽西无籽西瓜的培瓜的培育育染色染色体变体变异异归纳：各种育种方法原理、过程、优缺点的比较归纳：各种育种方法原理、过程、优缺点的比较秋水仙素秋水仙素秋水仙素秋水仙素粗壮粗壮粗壮粗壮大大大大丰富丰富丰富丰富延迟延迟延迟延迟低低低低多倍体育种多倍体育种三三倍倍体体无无籽籽香香蕉蕉三倍体无籽西瓜三倍体无籽西瓜种植种植多倍体育种：无子西瓜的培育秋水仙素处理秋水
9、仙素处理2n传粉传粉4n3n2n2n3n3n传粉传粉2n种植种植第第一一年年第第二二年年1 1为什么以一定浓度的秋水仙为什么以一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖芽尖? ?西瓜幼苗的芽尖有丝分裂旺盛，西瓜幼苗的芽尖有丝分裂旺盛，用秋水仙素处理有利于抑制纺用秋水仙素处理有利于抑制纺锤体的形成，从而形成四倍体锤体的形成，从而形成四倍体植株。植株。2 2、为什么三倍体高度不育？、为什么三倍体高度不育？在减数分裂产生配子时，细胞在减数分裂产生配子时，细胞内的同源染色体联会紊乱，不内的同源染色体联会紊乱，不能产生正常有活力的配子。能产生正常有活力的配子。三倍体无子西瓜
10、的培育过程三倍体无子西瓜的培育过程多倍体育种多倍体育种拓展问题：拓展问题：1.第一年四倍体植株所结果实的果皮，种皮，第一年四倍体植株所结果实的果皮，种皮，胚，胚乳中的染色体的组数各是多少胚，胚乳中的染色体的组数各是多少?2.第二年三倍体植株所结果实的果皮，种皮，第二年三倍体植株所结果实的果皮，种皮，胚中的染色体的组数各是多少？胚中的染色体的组数各是多少？3.培育的过程中有几次授粉？目的各是什么？培育的过程中有几次授粉？目的各是什么？4.三倍体无子西瓜无子的原因是什么？三倍体无子西瓜无子的原因是什么？名称名称名称名称原原原原理理理理方法方法方法方法优点优点优点优点缺点缺点缺点缺点例子例子例子例子
11、杂交杂交杂交杂交育种育种育种育种单倍单倍单倍单倍体育体育体育体育种种种种诱变诱变诱变诱变育种育种育种育种基基因因重重组组 相对性状的亲本相对性状的亲本杂交；杂交；F2F2代开始代开始连续自交选育连续自交选育 使分散在同一使分散在同一物种物种多个优良多个优良性状性状集中于同集中于同一个体上，即一个体上，即“集优集优” 育种时间长育种时间长；局限于同种局限于同种或亲缘关系或亲缘关系较近的个体较近的个体。 用用纯种高纯种高抗和矮不抗和矮不抗培育矮抗培育矮抗抗基基因因突突变变物理物理：紫外线、：紫外线、射线、射线、射线、微射线、微重力、激光等处理重力、激光等处理再筛选再筛选; ;化学化学：秋水：秋水仙
12、素、硫酸二乙酯仙素、硫酸二乙酯处理，再选择处理，再选择 提高变异提高变异频率，频率，加加快育种进快育种进程，程，大幅大幅度改良某度改良某些性状些性状 有利变异有利变异少少，工作，工作量大，需量大，需要大量的要大量的供试材料供试材料 高产青霉高产青霉菌、太空菌、太空辣椒的培辣椒的培育育 染染色色体体变变异异 明显缩短明显缩短育种年限育种年限 技术技术复杂复杂 用用纯种高纯种高抗和矮不抗和矮不抗培育矮抗培育矮抗抗花药离体培花药离体培养养; ; 将单倍将单倍体幼苗用体幼苗用秋秋水仙素水仙素处理处理名称名称名称名称原理原理原理原理 方法方法方法方法优点优点优点优点缺点缺点缺点缺点例子例子例子例子多倍体
13、多倍体多倍体多倍体育种育种育种育种技术复杂；技术复杂；发育延迟，发育延迟，结实率低，结实率低，一般只适合一般只适合于植物于植物 染色体染色体变异变异 用一定浓度的秋用一定浓度的秋水仙素处理萌发水仙素处理萌发的种子或幼苗的种子或幼苗 植株茎杆粗壮，叶植株茎杆粗壮，叶片、种子、果实都片、种子、果实都比较大。营养物质比较大。营养物质含量丰富含量丰富 三倍体无子西三倍体无子西瓜、八倍体小瓜、八倍体小黑麦、四倍体黑麦、四倍体水稻培育水稻培育 请写出下面各项培育方法：请写出下面各项培育方法：（ 1） 通通 过过 花花 药药 离离 体体 培培 养养 再再 用用 秋秋 水水 仙仙 素素 加加 倍倍 得得 到到
14、 烟烟 草草 新新 品品 种种 的的 方方 法法 是是 。（2）用用60Co 辐辐射射谷谷氨氨酸酸棒棒状状杆杆菌菌，选选育育出出合合成成谷谷氨氨酸酸的的新新菌菌种种，所所用用方方法法是是 。（3）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法是）用小麦和黑麦培育八倍体黑小麦的方法是 。（4）将将青青椒椒的的种种子子搭搭载载人人造造卫卫星星，在在太太空空中中飞飞行行数数周周后后返返回回地地面面，获获得得了了果果大大、肉肉 厚厚 和和 维维 生生 素素 含含 量量 高高 的的 青青 椒椒 新新 品品 种种 ， 这这 种种 育育 种种 原原 理理 本本 质质 上上 属属 于于 。（5）用用抗抗倒倒伏伏、不不抗抗
15、锈锈病病和和不不抗抗倒倒伏伏、抗抗锈锈病病的的两两个个小小麦麦品品种种，培培育育出出抗抗倒倒伏伏、抗锈病的品种，所用方法是抗锈病的品种，所用方法是 。单倍体育种单倍体育种 诱变育种诱变育种 多倍体育种多倍体育种 诱变育种诱变育种杂交育种杂交育种 现有两个纯种小麦，一个是高秆现有两个纯种小麦，一个是高秆(D)，抗锈病，抗锈病(T)；另一个是矮秆；另一个是矮秆(d)，易染锈病，易染锈病(t)(两对基因独立遗传两对基因独立遗传)，育种专家提出了如下图，育种专家提出了如下图、两种育种方法以获得小麦新品种。问：两种育种方法以获得小麦新品种。问：(1)要缩短育种年限，应选择的方法是；方法要缩短育种年限，应
16、选择的方法是；方法依据的变异依据的变异原理是。原理是。(2)图中图中和和的基因组成分别为和。的基因组成分别为和。(3)(二二)过程中，过程中，D与与d的分离发生在的分离发生在 ；(三三) )过程采用的方法称为过程采用的方法称为 ；(四四)过程最常用的化学药剂是过程最常用的化学药剂是 。I基因重组基因重组DTddTT减数第一次分裂后期减数第一次分裂后期花药离体培养花药离体培养秋水仙素秋水仙素概念概念染色体变异染色体变异染色体染色体结构变异结构变异基因基因（数目、排列顺序改变）（数目、排列顺序改变）性状性状（变异）（变异）动物细胞融合动物细胞融合细胞工程细胞工程植物体细胞杂交植物体细胞杂交染色体变异综合图染色体组染色体组单倍体单倍体染色体组染色体组成倍减少成倍减少多倍体多倍体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染色体组染色体组成倍增加成倍增加染色体数目变异染色体数目变异提醒：与遗传变异其提醒：与遗传变异其它内容的联系它内容的联系基因突变基因突变本节知识网络本节知识网络
