单倍体育种与多倍体育种比较
二倍体、多倍体、单倍体的比较
二倍体
单倍体
体细胞中含2个染色体 组的个体
体细胞中含个以 上染色体组的个体体细胞中含本物种配子染色体数的个体 3个或31至多个 受精卵 受精卵
配子
未减数的配子受精;合子 单性生殖(孤雌生殖或孤雄(二)单倍体与二倍体、多倍体的判定
1、单倍体与二倍体、多倍体是两个概念系统,主要区别在于是由什么发育而来的,单倍体的概念与染色体组无关。单倍体一般含一个染色体组(二倍体生物产生的单倍体),也可以含两个、三个甚至更多个染色体组,如普通小麦产生的单倍体,就有三个染色体组。
2、二倍体、多倍体与染色体组直接相关,体细胞含有两个染色体组的个体叫二倍体,含有三个或三个以上的叫多倍体。 (1)改良苯酚品红染液可以用什么试剂替代?(2)实验中的情况在自然界中能发生吗? (1)可以用龙胆紫、醋酸洋红等碱性染料替代。(2)能,特别是在高原植物中。
3、伴性遗传病的方式及特点
1、Y 染色体上遗传特点 因为致病基因只在Y 染色体上,没有显隐之分,因而患者全为男性,女性全部正常。致病基因为父传子,子传孙,具有世代连续性,也称为限雄遗传。如人类的外耳道多毛症。
2、X 染色体上隐性遗传特点 (1)男性患者多于女性患者;(2)具有隔代交叉遗传现象;(3)女性患病,其父亲、儿子一定患病;(4)男性患病,其母亲、女儿至少为携带者;(5)男性正常,其母亲、女儿一定表现正常。
3、X 染色体上显性遗传特点
(1)患者双亲中必有一方是患者,并且女性患者多于男性患者;(2)通常在家族中表现为代代相传,具有连续现象,即男性患病,其母亲、女儿一定患病,儿子表现正常;女性正常,其父亲、儿子一定表现正常;(3)女性患病,双亲中必有一方是患者;子女中各有1/2可能患病,但杂合体女性患者的病情有时较轻(4)女性正常,其父亲、儿子全部正常。 4、遗传病不同遗传方式的判断依据与方法 ⑴先确定是显性还是隐性遗传病
遗传图中,若双亲正常,生出孩子有患病的,则该病必是隐性遗传病。(无中生有为隐形)
遗传图中,若双亲都患病,他们的子代中有表现正常的,则该病一定是显性遗传病。(有中生无为显性) ⑵判断是常染色体遗传还是伴性遗传 X 染色体隐性遗传(伴Y 染色
体很容易区分开)。
第一:在隐性遗传图中,只要有一世代父亲表现正常,女儿中有病的,就一定是常染色体的隐性遗传病。
第二:在隐性遗传图中,只要有一世代母亲表现有病,儿子中表现有正常的,就一定不是伴X 染色体上的隐性遗传病,而必定是常染色体的隐性遗传病。 ②显性遗传的判断:
第一:在显性遗传图中,只要有一世代父亲表现有病,女儿中表现有正常的,就一定是常染色体的显性遗传病。
第二:在显性遗传图中,只要有一世代母亲表现正常,儿子中有表现有病的,就一定不是伴X 染色体的显性遗传病,必定是常染色体的显性遗传病。
综上记口诀:无中生有为隐形,有中生无为显性。显性看女患,(女患的)父子皆病是伴性, 隐形看男患,(男患的)母女皆病是伴性。 ⑶不能确定判断类型
若遗传图中无上述特征,就只能做不确定判断,只能从可能性方面推测,通常的原则是:若该病在代与代之间呈连续性,则该病很可能为显性遗传;若遗传图中的患者无性别差异,男、女患病的各占1/2,则该病很可能是常染色体上的基因控制的遗传病;若遗传图中的患者有明显的性别差异,男、女患者的差异较大,则该病很可能是性染色体上的基因控制的遗传病。又分为以下三种情况: ①若图谱中患者男性明显多于女性,则该遗传病更可能是伴X 染色体的隐性遗传病。 ②若图谱中患者女性明显多于男性,则该遗传病更可能是伴X 染色体的显性遗传病。
③若图谱中,每个世代表现为:父亲有病,儿子全病,女儿全正常,患者只在男性中出现,则更可能是伴Y 染色体遗传病(由只位于Y 染色体上的基因控制的遗传)。
5、遗传咨询与优生的关系(A )
类型 主要特点或病因
举例
单基
因遗 传病
常染色体显性
连续遗传、男女概率相等、近亲婚配概率不变 并指、软骨发育不全 常染色体隐性
隔代遗传、男女概率相等、近亲婚配概率升高 白化病、苯丙酮尿症 伴X 显性 连续遗传、概率男少女多、近亲婚配概率不变 抗VitD 佝偻病 伴X 隐性 隔代遗传、概率男多女少、近亲婚配概率升高 色盲、血友病 伴Y 遗传 连续遗传、只由男性患者传给全部的儿子 毛耳
母系遗传病 连续遗传、只由女性患者传给所有的子女 Leber 遗传性视神经
病
多基因遗传病
表现为家族聚集现象、容易受环境影响 唇裂、无脑儿 染色 体病
常染色体病 病因:染色体结构数目变异
猫叫综合征(5号缺
失) 性染色体病
病因:减数分离过程中性染色体分配异常
特纳氏综合征(XO )
6、遗传病不同遗传方式的判断依据与方法 ⑴先确定是显性还是隐性遗传病
遗传图中,若双亲正常,生出孩子有患病的,则该病必是隐性遗传病。(无中生有为隐形)
遗传图中,若双亲都患病,他们的子代中有表现正常的,则该病一定是显性遗传病。(有中生无为显性) ⑵判断是常染色体遗传还是伴性遗传
X 染色体隐性遗传(伴Y 染色
体很容易区分开)。
第一:在隐性遗传图中,只要有一世代父亲表现正常,女儿中有病的,就一定是常染色体的隐性遗传病。
第二:在隐性遗传图中,只要有一世代母亲表现有病,儿子中表现有正常的,就一定不是伴X 染色体上的隐性遗传病,而必定是常染色体的隐性遗传病。 ②显性遗传的判断:
第一:在显性遗传图中,只要有一世代父亲表现有病,女儿中表现有正常的,就一定是常染色体的显性遗传病。
第二:在显性遗传图中,只要有一世代母亲表现正常,儿子中有表现有病的,就一定不是伴X 染色体的显性遗传病,必定是常染色体的显性遗传病。
综上记口诀:无中生有为隐形,有中生无为显性。 显性看女患,(女患的)父子皆病是伴性, 隐形看男患,(男患的)母女皆病是伴性。 ⑶不能确定判断类型
若遗传图中无上述特征,就只能做不确定判断,只能从可能性方面推测,通常的原则是:若该病在代与代之间呈连续性,则该病很可能为显性遗传;若遗传图中的患者无性别差异,男、女患病的各占1/2,则该病很可能是常染色体上的基因控制的遗传病;若遗传图中的患者有明显的性别差异,男、女患者的差异较大,则该病很可能是性染色体上的基因控制的遗传病。又分为以下三种情况: ①若图谱中患者男性明显多于女性,则该遗传病更可能是伴X 染色体的隐性遗传病。 ②若图谱中患者女性明显多于男性,则该遗传病更可能是伴X 染色体的显性遗传病。
③若图谱中,每个世代表现为:父亲有病,儿子全病,女儿全正常,患者只在男性中出现,则更可能是伴Y 染色体遗传病(由只位于Y 染色体上的基因控制的遗传)。
第九章倍性育种 植物的倍性育种是植物育种的重要研究内容,主要包括单倍体育种和多倍体育种。 1.单倍体的基因呈单存在,加倍后获得的个体基因型高度纯合。而常规育种需经多代 自交才能获得基因型基本纯合的个体。因此,单倍体育种可缩短育种的年限。 2.同源多倍体较二倍体具有某些器官增大或代谢产物含量提高的特点,对于以收获营养器官为目的的作物及无性繁殖作物有极好的育种利用价值。 3.人工创造多倍体也可以将野生种与栽培种的遗传物质重组,育成新型作物。 第一节多倍体育种 多倍体:是指体细胞中有3个或3个以上染色体组的植物个体。多倍体广泛存在于植物中。据估计被子植物中约 50%以上是多倍体,禾本科中有75%,豆类中有18%,草类中有的物种80%为多倍体。蓼科、景天科、蔷薇科、锦葵科、禾本科和鸢尾科中多倍体最多。自然界存在的多倍体主要是异源多倍体,同源多倍体较少。 一、多倍体的种类、起源及特点 自然界的多倍体是由二倍体进化而来的。二倍体物种的染色体加倍,不同二倍体物种间杂交,染色体自发加倍是多倍体产生的主要来源(图9-1)。 (一)多倍体的来源 多倍体的发生可通过二倍体的染色体数目加倍形成,也可经不同种属间杂交,而后经染色体数目加倍形成。植物体细胞染色体数目加倍主要通过下列三种途径产生。 1 .合子染色体数目加倍一般是二倍体产生少数四倍体细胞或四倍体组织。 2.分生组织染色体加倍体细胞在有丝分裂过程中受外界环境的影响而发生异常,染色体正常复制、分裂,但细胞不分裂,导致细胞染色体数目加倍,染色体数目加倍的细胞发育成多倍性组织和器官。 3.不减数配子的受精结合 (二)多倍体的类别 根据多倍体染色体组的组成特点可将多倍体分为同源多倍体、异源多倍体、同源异源多倍体、节段异源多倍体、异数的(混合的)异源多倍体和倍半二倍体等多种类型。育种上应用的主要是同源多倍体和异源多倍体。 1 .同源多倍体指体细胞中染色体组相同的多倍体,如同源四倍体黑麦(RRRR。 同源多倍体与二倍体相比,主要有下列两方面的效应: (1)生物学性状的变化。同源多倍体最显著的效应是细胞增大。由于细胞体积的增大;有时会产生某些器官的巨型化及生理代谢产物的增加,有时也会出现相反的情况。结果表明,气孔大小、比叶重(鲜重/单位面积)随染色体倍性的增加而递增,而单位面积的气孔数量有递减的趋势,叶绿素含量与染色体倍性无明显的相关性,剑叶净光合作用速率也随染色体倍性的增加而增加。
课题55:三种可遗传变异的比较 【课标要求】染色体结构变异和数目变异。 【考向瞭望】容易出现考查基因突变内涵的题目,渗透基因重组与基因突变两个概念的比较与整合。 【知识梳理】 基因重组基因突变染色体变异 概念因基因的重新组合而产生的变异 基因结构的改变,包括DNA碱 基 对的增添、缺失和替换 染色体结构或数 目变 化而引起的变异 类型①非同源染色体上的非等位基因 自由组 合②同源染色体上的非姐妹染色 单体之 间交叉互换 ①自然状态下发生的——自然 突变 ②人为条件下发生的——诱发 突变 ①染色体结构变 异 ②染色体数目变 异 适用范围真核生物进行有性生殖产生配子 时在核 遗传中发生 任何生物均可发生(包括原 核、真 核生物及非细胞结构的生物) 真核生物核遗传 中发 生 产生结果只改变基因型,未发生基因的改 变,既 无“质”的变化,也无“量”的 变化 产生新的基因,发生基因“种 类” 的改变或“质”的改变,但量 未变 可引起基因“数 量” 上的变化 意义形成多样性的重要原因,对生物 进化有 十分重要的意义 生物变异的根本来源,提供生 物进 化的原始材料 对生物进化有一 定意 义 育 种应用 杂交育种诱变育种 单倍体、多倍体 育种 二、单倍体育种与多倍体育种比较 单倍体育种多倍体育种 原理染色体数目以染色体组形式成倍减 少,然后 再加倍从而获得纯种 染色体数目以染色体组形式成倍增加 方法花药离体培养获得单倍体,再用秋水 仙素处 理幼苗 秋水仙素处理正在萌发的种子或幼苗 优 点 明显缩短育种年限器官大,营养成分含量高,产量增加 缺点技术复杂,需要与杂交育种配合 适用于植物,动物难以开展。多倍体植物生长 周期延 长,结实率降低 举例
高中生物常见育种方法的主要区别与联系生物育种是培育优良生物的生物学技术。种子是粮食生产的源头,生物育种已成为发展 现代种植业的必然选择。育种的根本目的是培育具有优良性状(如抗逆性好、品质优良、产量高)的新品种,以便更好地为人类服务。 1.杂交育种是指不同种群、不同基因型个体间进行杂交,并在其杂种后代中通过选择而 育成纯合品种的育种方法。杂交可以使双亲的基因重新组合,形成各种不同的类型,为选择 提供丰富的材料;基因重组可以将双亲控制不同性状的优良基因结合于一体,或将双亲中控 制同一性状的不同微效基因积累起来,产生在各该性状上超过亲本的类型。 2.诱变育种是指利用物理、化学等因素,诱发生物体产生突变,从中选择培育成动植物 和微生物新品种的育种方法。人工诱变的方法包括物理方法(X射线、紫外线、中子、激光、电离辐射等)和化学方法(碱基类似物、硫酸二乙酯、亚硝酸、秋水仙素等)。 3.单倍体育种是利用花药离体培养技术获得单倍体植株,再诱导其染色体加倍,从而获 得所需要的纯系植株的育种方法。多倍体育种是利用人工诱变或自然变异等,通过细胞染色 体组加倍获得多倍体育种材料,用以选育符合人们需要的优良品种。 4.基因工程育种是利用转基因技术培育新品种的育种方法。基因工程又称基因拼接技术 或DNA重组技术,是以分子遗传学为理论基础,以分子生物学和微生物学的现代方法为手段,将不同来源的基因按预先设计的蓝图,在体外构建杂种DNA分子,然后导入活细胞,以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。 5.细胞工程育种主要是指利用花药组织培养、原生质体培养、体细胞融合与杂交等技术 进行育种的方法。植物:去细胞壁→细胞融合→组织培养;动物克隆:核移植→胚胎移植。 动物体细胞克隆,可用于保存濒危物种、保持优良品种、挽救濒危动物、利用克隆动物相同 的基因进行生物医学研究等。 二、常见育种方法的主要区别 三、常见育种方法之间的联系 从育种原理看:细胞工程育种运用细胞(核)的全能性,其他育种则为可遗传变异。从 处理方法看:杂交育种、单倍体育种、多倍体育种都可用到杂交,秋水仙素在诱变育种、单 倍体育种、多倍体育种中也可用到,而植物组织培养在单倍体育种、基因工程、细胞工程育 种中都有应用。从育种时间看:杂交育种一般年限较长,而单倍体育种可明显缩短育种年限。从育种方向看:诱变育种具有不定向性,但基因工程育种可以定向改造生物性状。从技术难 度看:单倍体育种、基因工程和细胞工程育种技术相对复杂,难度比较大。 育种方法的选择要视具体的育种目标要求、材料特点、技术水平和经济因素,进行综合 考虑和科学决策。一般作物育种可选杂交育种和单倍体育种;获得稳定遗传的显性性状个体,最简便的方法是单倍体育种;获得稳定遗传的隐性性状个体,最简便的方法是杂交育种;要 得到新性状可选择诱变育种(如太空育种)或基因工程育种;若要将特殊性状组合到一起, 而且克服远缘杂交不亲和性,可考虑运用基因工程和细胞工程育种。
暑假作业(五)参考答案 1.B 【解析】 试题分析:常见的育种方法有:杂交育种、诱变育种、单倍体育种和多倍体育种,比较如下: 22 种,A正确; B、在单倍体育种中,先对F1的花粉进行离体培养,后经秋水仙素处理,长成植株后再进行筛选,B错误; C、在多倍体育种中,用秋水仙素处理的目的是抑制纺锤体的形成,使染色体加倍获得多倍体,C正确; D、在诱变育种中,人工诱变能提高变异的频率,大幅改良某些性状,可加速育种进程,D 正确. 故选:B. 考点:生物变异的应用. 2.A 【解析】 试题分析:青霉素高产菌株是通过人工诱变培育出的新类型,A项正确;八倍体小黑麦是通过多倍体育种培育的新类型,B项错误;能合成人胰岛素的大肠杆菌是通过基因工程培育而成,C项错误;克隆牛是通过核移植技术培育而成,D项错误。 考点:本题考查诱变育种、多倍体育种、基因工程、核移植技术的相关知识,意在考查学生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系,形成知识网络结构的能力。 3.B 【解析】 试题分析:结实率低,发育迟缓属于多倍体的特点,故①错误;由于基因突变具有低频性的特点,所以人工诱变可以提高变异频率,使后代变异性状较快稳定,因而加快育种进程,故②正确;由于基因突变具有低频性的特点,所以人工诱变可以提高变异频率,大幅度改良某些性状,故③正确;茎秆粗壮,果实种子大,营养物质含量高属于多倍体的特点,故④错误;由于基因突变具有少利多害性和不定向性的特点,所以人工诱变产生的有利个体不多,需要大量的材料,故⑤正确,故B正确。 考点:本题主要考查诱变育种的过程,意在考查考生能理解所学知识的要点,把握知识间的
内在联系的能力。 4.D 【解析】 试题分析:基因重组包括两种类型:(1)自由组合型:减数第一次分裂后期,随着非同源染色体自由组合,非同源染色体上的非等位基因也自由组合.(2)交叉互换型:减数第一次分裂前期(四分体),基因随着同源染色体的非等位基因的交叉互换而发生重组.由此可见,基因重组发生在减数分裂过程中. 故选:D. 5.A 【解析】可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异,A正确;由于密码子的兼并性,基因突变不一定导致个体表现型改变,B错误;染色体结构变异可用光学显微镜观察检测,但基因突变不可用光学显微镜观察检测,C错误;染色体结构变异是包括组成染色体的DNA和蛋白质一起发生改变,基因突变不会导致染色体结构或数目改变,D错误。 【考点定位】基因突变和染色体变异 【名师点睛】可遗传的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异,其中只有染色体结构变异可用光学显微镜观察检测,基因突变、基因重组都不可用光学显微镜观察检测;染色体结构变异是包括组成染色体的DNA和蛋白质一起发生改变,而基因突变是指基因中碱基对的增添、缺失或改变,不会导致染色体结构变异。 6.D 【解析】基因重组是生物体遗传变异的主要方式之一,但不能产生新的基因,只有基因突变才能产生新的基因,A项错误;同源染色体指的是一条来自父方,一条来自母方,在减数分裂过程中能联会的两条染色体,它们形态大小一般相同,也有不相同的,如性染色体X、Y,B项错误;自然条件下的基因重组发生在减数分裂过程中,人工实验条件下的DNA重组也属于基因重组,例如可能发生在肺炎双球菌的转化过程中,基因工程中等,C项错误;基因重组可发生在四分体时期的同源染色体非姐妹染色单体之间的交叉互换,也可发生在减数第一次分裂后期,非同源染色体上的非等位基因自由组合,D项正确。 【考点定位】基因重组及其意义 【名师点睛】基因突变和基因重组的判断 (1)根据概念判断:①如果是基因内部结构发生了变化(即基因内部发生了碱基对的增添、缺失或改变),产生了新基因,则为基因突变;②如果是原有基因的重新组合(包括同源染色体上非姐妹染色单体之间交叉互换而引起的基因重组,非同源染色体上非等位基因的自由组合而引起的基因重组,基因工程中的基因重组,R型细菌转化为S型细菌中的基因重组等),则为基因重组。 (2)根据细胞分裂方式判断:①如果是有丝分裂过程中姐妹染色单体上的基因不同,则为基因突变的结果;②如果是减数分裂过程中姐妹染色单体上的基因不同,可能是基因突变或交叉互换(基因重组)的结果。 (3)根据染色体图示判断:①如果是有丝分裂后期,图中两条子染色体上的两基因不同,则为基因突变的结果;②如果是减数第二次分裂后期,图中两条子染色体(颜色一致)上的两基因不同,则为基因突变的结果;③如果是减数第二次分裂后期,图中两条子染色体(颜色不一致)上的两基因不同,则为交叉互换(基因重组)的结果。 7.B 【解析】杂交育种能够将同种生物不同的优良性状组合到一个新品种上来,所以杂交育种仍然是培育新品种的有效手段,A项正确;基因突变是不定向的,而诱变育种利用的原理就是基因突变,所以诱变育种最大的特点是不定向性,B项错误;单倍体育种和多倍体育种的遗
单倍体育种与多倍体育种比较 二倍体、多倍体、单倍体的比较 二倍体 单倍体 体细胞中含2个染色体 组的个体 体细胞中含个以 上染色体组的个体体细胞中含本物种配子染色体数的个体 3个或31至多个 受精卵 受精卵 配子 未减数的配子受精;合子 单性生殖(孤雌生殖或孤雄(二)单倍体与二倍体、多倍体的判定 1、单倍体与二倍体、多倍体是两个概念系统,主要区别在于是由什么发育而来的,单倍体的概念与染色体组无关。单倍体一般含一个染色体组(二倍体生物产生的单倍体),也可以含两个、三个甚至更多个染色体组,如普通小麦产生的单倍体,就有三个染色体组。 2、二倍体、多倍体与染色体组直接相关,体细胞含有两个染色体组的个体叫二倍体,含有三个或三个以上的叫多倍体。 (1)改良苯酚品红染液可以用什么试剂替代?(2)实验中的情况在自然界中能发生吗? (1)可以用龙胆紫、醋酸洋红等碱性染料替代。(2)能,特别是在高原植物中。 3、伴性遗传病的方式及特点 1、Y 染色体上遗传特点 因为致病基因只在Y 染色体上,没有显隐之分,因而患者全为男性,女性全部正常。致病基因为父传子,子传孙,具有世代连续性,也称为限雄遗传。如人类的外耳道多毛症。 2、X 染色体上隐性遗传特点 (1)男性患者多于女性患者;(2)具有隔代交叉遗传现象;(3)女性患病,其父亲、儿子一定患病;(4)男性患病,其母亲、女儿至少为携带者;(5)男性正常,其母亲、女儿一定表现正常。 3、X 染色体上显性遗传特点 (1)患者双亲中必有一方是患者,并且女性患者多于男性患者;(2)通常在家族中表现为代代相传,具有连续现象,即男性患病,其母亲、女儿一定患病,儿子表现正常;女性正常,其父亲、儿子一定表现正常;(3)女性患病,双亲中必有一方是患者;子女中各有1/2可能患病,但杂合体女性患者的病情有时较轻(4)女性正常,其父亲、儿子全部正常。 4、遗传病不同遗传方式的判断依据与方法 ⑴先确定是显性还是隐性遗传病 遗传图中,若双亲正常,生出孩子有患病的,则该病必是隐性遗传病。(无中生有为隐形) 遗传图中,若双亲都患病,他们的子代中有表现正常的,则该病一定是显性遗传病。(有中生无为显性) ⑵判断是常染色体遗传还是伴性遗传 X 染色体隐性遗传(伴Y 染色 体很容易区分开)。 第一:在隐性遗传图中,只要有一世代父亲表现正常,女儿中有病的,就一定是常染色体的隐性遗传病。
2021年高考生物一轮复习知识点专题 染色体变异与育种综合 一、基础知识必备 (一)染色体变异 1、染色体结构的变异 在自然条件或人为因素的影响下,染色体结构的变异主要有以下4种类型,具体分析见表: 类型 遗传效应 实例 示意图 缺失 缺失片段越大,往往对个体影响越大。轻 则影响个体生活力,重则引起个体死亡 猫叫综合征 重复 通常引起的遗传效应比缺失小 ,重复部 位太大会影响个体生活力 果蝇棒状眼 倒位 形成的配子大多异常,从而影响个体的 生育 普通果蝇3号染 色体上某些基因 易位 产生部分异常配子,使配子的育性降低 或产生有遗传病的后代 某种夜来香的染色 体经常发生易位 2、染色体数目的变异 (1)细胞内个别染色体的增加或减少。 (2)细胞内染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。 3.染色体组 (1)概念:一般地说,细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,携带着控制生物生长发育的全部遗传信息,这样的一组染色体,称为一个染色体组。 (2)理解 ①从本质上看,组成一个染色体组的所有染色体,互为非同源染色体,在一个染色体组中无同源染色体存在; ②从形式上看,一个染色体组中的所有染色体的形态、大小各不相同,可通过观察各染色体的形状、大小来判断是否为一个染色体组; ③从功能上看,一个染色体组携带着一种生物生长发育的全部遗传信息;
④从物种类型看,每种生物一个染色体组的染色体数目、大小、形态都是一定的,不同种生物染色体组中染色体的数目、大小、形态不同。 4、单倍体、二倍体与多倍体的比较 项目单倍体二倍体多倍体 概念 体细胞中含有本物种配子染色 体数的个体 由受精卵发育而来,体细胞中含 有两个染色体组的个体 由受精卵发育而来,体细胞中含 有三个或三个以上染色体组的 个体 实例蜜蜂的雄蜂等人、果蝇、玉米等香蕉、马铃薯等 发育起点配子受精卵受精卵 形成原 因 自然 成因 单性生殖正常的有性生殖外界环境条件的剧变人工 诱导 花药离体培养 用秋水仙素处理二倍体的单倍 体幼苗 用秋水仙素处理萌发的种子或 幼苗 5、低温诱导植物染色体数目的变化 6、育种 (1)多倍体育种和单倍体育种 ①三倍体无子西瓜的培育过程
考点1 几种常见育种方式的比较(5年21考) (2013四川卷、江苏卷、天津卷、浙江卷,2012天津卷,2011四川卷、福建卷……) 杂交育种诱变育种单倍体育种多倍体育种基因工程育 种 原理基因重组基因突变染色体变异染色体变异基因重组 常用方式 ①选育纯种:杂 交―→自交―→选 优―→自交②选育 杂种:杂交―→杂 交种 辐射诱变、激 光诱变、空间 诱变 花药离体培 养,然后再使 染色体数目 加倍 秋水仙素处 理萌发的种 子或幼苗 转基因(DNA 重组)技术将 目的基因导 入生物体内, 培育新品种 育种程序 优点①使位于不 同个体的优 良性状集中 到一个个体 上 ②操作简便 可以提高变 异的频率、加 速育种进程 且大幅度地 改良某些性 状 ①明显缩短 育种年限 ②所得品种 为纯合子 器官巨大,提 高产量和营 养成分 打破物种界 限,定向改变 生物的性状 缺点①育种时间 长②不能克 服远缘杂交 不亲和的障 碍 有利变异少, 需大量处理 实验材料(有 很大盲目性) 技术复杂且 需与杂交育 种配合 只适用于植 物,发育延 迟,结实率低 有可能引发 生态危机 应用用纯种高秆 抗病小麦与 高产青霉菌 用纯种高秆 抗病小麦与 三倍体无子 西瓜、八倍体 转基因“向 日葵豆”、转
矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦矮秆不抗病 小麦快速培 育矮秆抗病 小麦 小黑麦基因抗虫棉 1.诱变育种与杂交育种相比,前者能产生前所未有的新基因,创造变异新类型;后者不能产生新基因,只是实现原有基因的重新组合。 2.在所有育种方法中,最简捷、常规的育种方法——杂交育种。 3.根据不同育种需求选择不同的育种方法。 (1)将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体上,可利用杂交育种,亦可利用单倍体育种。 (2)要求快速育种,则运用单倍体育种。 (3)要求大幅度改良某一品种,使之出现前所未有的性状,可利用诱变育种和杂交育种相结合的方法。 (4)要求提高品种产量,提高营养物质含量,可运用多倍体育种。 4.随着我国航天技术的日趋成熟,太空育种正在兴起,有两个优势:①太空失重、真空状态,将很多在地球重力场中无法完成的育种实验变为容易实现的现实;②太空高辐射环境为动、植物、微生物发生基因突变提供良好条件! 思维激活 1.判断正误 (1)太空育种能按人的意愿定向产生优良性状( )。 (2)杂交育种的范围只能在有性生殖的植物中( )。 (3)诱变育种的优点之一是需大量处理实验材料()。 (4)诱变育种时突变的个体中有害个体多于有利个体( )。 (5)杂交育种和诱变育种都能产生前所未有的新基因,创造变异新类型( )。 (6)杂合子品种的种子只能种一年,需要年年制种 ( )。 答案(1)×(2)×(3)×提示此特点为缺点,不是优点。(4)√(5)×(6)√2.思考感悟 (1)杂交育种与杂种优势是一回事吗? (2)诱变育种与杂交育种相比,最大的区别是什么? 提示(1)不是。两者都是将两个品种中的优良性状集中到一个亲本上,但杂交育种培育成能稳定遗传的纯合子,杂种优势主要是利用杂种F1的优良性状,并不要求遗传学上的稳定。 (2)二者最大的区别在于诱变育种能创造出新基因。
名词解释 多倍体育种:根据育种目标要求,采用染色体加倍的方法选育作物新品种的途径。 诱变育种:是指人为地采用各种物理的或化学的手段,诱发有机体产生遗传物质的变异,经过选择和鉴定,培育和创造新品种的育种途径。 电离辐射:辐射通过有机体时,都能直接或间接地产生电离现象,故称为电离辐射。 非电离辐射:紫外线辐射的能量不足以使原子电离,只能产生激发作用,称非电离辐射。 积分流量:是指每㎝2截面积上所通过的中子总数目(中子数/㎝2)。 化学诱变:应用有关化学物质诱发基因和染色体变异。 物理诱变(也叫辐射诱变):利用辐射,诱发基因突变和染色体变异。 单倍体植物:细胞内含有该物种配子染色体数目的植物 多倍体植物:细胞内含有三个以上染色体组的植物。 外植体:在离体条件下,分离下来进行培养的部分。 植板率:每个平板接种细胞总数中形成细胞团的百分率。 植物原生质体:是指除去细胞壁的由质膜包裹着的具有生活力的裸细胞。 分子育种:运用分子生物学技术,通过直接手段或间接手段选育新品种的途径。 分子标记:是基于DNA水平多态性的遗传标记,它通过检测基因组的一批识别位点来估测基因组的变异性或多样性。 品种审定:是指对新选育或新引进的品种由权威性的专门机构对其进行审查,并作出能否推广和在什么范围内推广的决定。 品种混杂退化:品种在生产栽培过程中,纯度降低、种性发生不良变异,致使失去品种原有的形态特点,抗逆性和适应性减退,产量下降和品质劣化等现象。 育种家种子:育种家育成的遗传性状稳定的品种或亲本种子的最初一批种子,用于进一步繁殖原种种子。 原种:由育种家种子繁殖的第一代至第三代种子,或按原种生产技术规程生产的达到原种质量标准的种子。 抗逆育种:采用有性杂交、系统选择及基因工程等方法培育抗逆性强的新品种的方法。 耐盐性:是指植物在盐胁迫下维持生长、形成经济产量或完成生活史的能力。 热激蛋白:在高于植物正常生长温度8--12℃的温 度下,植物体内会合成一些新蛋白质,这种蛋白 质称之为热激蛋白。 耐湿性:指在土壤渍水条件下,作物根部受到缺 氧和其他因素的胁迫而具有免除或减轻受害的能 力。 品质育种:就是通过育种手段,获得具有优良的 某个或某些品质性状的新品种,满足消费者的需 求。 品质:产品能满足一定需要的特征特性的总和。 太空育种:指利用返回式卫星或载人飞船将种子 搭载至太空,利用空间宇宙辐射、微重力、高真 空、高洁净、大温差、弱磁场等地球无法模拟的 外空条件,对种子进行空间诱变,促使物种基因 发生突变,再经筛选和培育,育成新品种的育种 途径。 易变基因:回复突变频率较高的基因。 园林植物的育种目标:在一定的时间通过一定的 育种手段所达到的对该种植物改良的具体目标。 选择育种:简称选种,是利用现有园林植物种类、 品种的群体所产生的自然遗传变异,通过选择, 分离,提纯以及比较鉴定等手段而获得的符合育 种目标的新品种的途径。 引种:将植物(野生或栽培植物)从原分布地区 引入到新的原来没有分布的地区栽培的方法。 有性杂交育种:是指不同基因型进行杂交,再经 分离、重组,创造异质的后代群体,从中选择优 良个体,并进一步育成新品种的方法。 多倍体育种:利用人工诱变或自然变异等,通过 细胞染色体组加倍获得多倍体育种材料,从中培 育成优良新品种的过程。 单倍体育种:利用杂种花粉具有多样性的特点, 通过花药或花粉的离体培养,形成各种遗传基础 不同的单倍体,从中选育出符合需要的单倍体个 体。 愈伤组织:在组织培养过程中,由外植体形成的 一团无特定结构和功能的细胞团。 胚状体: 在组织培养过程中,由外植体或愈伤组 织产生的,与正常受精卵发育方式类似的胚胎结 构体。 原生质体:植物细胞原生质体是指那些以去除全 部细胞壁的细胞。 简答题 (一)简述诱变育种的意义和特点 1.提高突变率,扩大“变异谱”、创造新类型 2.适于改良品种的个别性状:诱变处理易于诱 发点突变 3.育种程序简单,年限短 4.变异的方向和性质不定: 5.与其它育种方法结合使用,将发挥巨大作用 (二)简述电离辐射作用的过程 1、物理阶段(10-8~10-5s):辐射能量使生物 体内各种分子发生电离和激发。 2、物理化学阶段(10-12~1s):发生电离和激 发的分子通过一系列反应产生许多化学性质很活 泼的自由原子或自由基。 3、生物化学阶段(10-1~10-2min):自由原子 和自由基继续相互反应,并和他们周围的物质发 生反应,特别是与重要的生物大分子核酸和蛋白 质发生反应,引起分子结构的变化。 4、生物学阶段(几秒钟至若干年):细胞内生 物化学过程发生改变,从而导致各种细胞器的结 构及其组成发生深刻的变化,包括染色体的畸变 和基因突变。遗传物质的某些损伤可能被错误的 修复,或导致细胞死亡,而产生遗传效应。 (三)简述花粉照射的两种方法及其各自的适用 范围。 一种先将花粉收集于容器内,经照射后立即授 粉。这种方法适用于:那些花粉生活力强,寿命 长的植物,可与单倍体育种结合进行;另一种是 直接照射植株上的花粉,这种方法一般仅限于有 辐射圃或有便携式辐照仪的单位,可以进行田间 照射。 (四)简述辐射育种中处理材料的选择依据。 1)较好的品种,但需要改进一个特定的特 性 2)单倍体,是突变研究的适用材料 3)无病毒材料 4)分生组织的组织或细胞 5)体细胞组织中的突变,通常是用诱变 剂处理叶芽 6)选用细胞少的组织或器官,如副芽 (五)辐射诱变与化学诱变机制有何不同 ?辐射诱变 ①靠射线的高能量造成的 ②其特点是能够获得广泛的染色体结构突变谱 ③适应性窄 1
第二课时生物变异在育种上的应用 课前自主检测 判断正误并找到课本原话 1.传统的方法是选择育种,通过汰劣留良的方法来选择和积累优良基因。(P98—正文)(√) 2.选择育种不仅周期长,而且可选择的范围是有限的。(P98—正文)(√) 3.杂交育种是将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起,再经过选择和培育,获得新品种的方法。(P99—正文)(√) 4.我国科学家应用X射线和化学诱变剂进行人工诱变处理,从诱变后代中选出抗病性强的优良个体。(P100—小字)(√) 5.常用的青霉素有青霉素钠盐和青霉素钾盐等。(P100—相关信息)(√) 6.基因工程就是按照人们的意愿,把一种生物的某种基因提取出来,加以修饰改造,然后放到另一种生物的细胞里,定向地改造生物的遗传性状。(P102—正文)(√) 7.质粒存在于许多细菌以及酵母菌等生物的细胞中,是拟核或细胞核外能够自主复制的很小的环状DNA分子。(P103—正文)(√) 8.基因工程的方法能够高效率地生产出各种高质量、低成本的药品,如青霉素。(P104—正文)(×) 真题重组判断正误 (1)(2014·江苏高考)通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育,培育出作物新类型。(√) (2)(2013·大纲卷)用射线照射大豆使其基因结构发生改变,获得种子性状发生变异的大豆,属于诱变育种。(√) (3)(2013·大纲卷)水稻F1花药经培养和染色体加倍,获得基因型纯合新品种,属于单倍体育种。(√) (4)(2013·大纲卷)将含抗病基因的重组DNA导入玉米细胞,经组织培养获得抗病植株,属于基因工程育种。(√) (5)(2013·四川高考)抗病植株连续自交若干代,纯合抗病植株的比例逐代下降。(×) 知识自主梳理 一、单倍体育种 1.原理:□01染色体变异。 2.方法
作物育种复习资料 一、名词解释 1.回交:两个品种杂交后,子一代与其亲本之一再进行杂交,称为回交。 2.远缘杂交:不同种、属或亲缘关系更远的植物类型间所进行的杂交,称为远缘杂交。可分为种间杂交(如陆地棉×海岛棉)、属间杂交(如玉米×高粱等) 3.多倍体:指体细胞中有3个或3个以上染色体组的植物个体。被子植物中约50%以上是多倍体。自然界存在的多倍体主要是异源多倍体,同源多倍体较少。 4.多倍体育种:单倍体:指具有配子染色体数目的个体。 5.单倍体育种:利用单性生殖的方法,获得植物单倍体个体,再通过染色体加倍,形成纯合的二倍体,再根据育种目标育成新品种的育种方法。 6.杂种优势,生物学概念,指杂交子代在生长活力、育性和种子产量等方面都优于双亲均值的现象。遗传学中指杂交子代在生长、成活、繁殖能力或生产性能等方面均优于双亲均值的现象。 7.一般配合力(GCA):一个纯系(自交系)亲本与其他若干个品种(自交系)杂交后,其杂种一代在某个数量性状上的平均表现。由基因的加性效应决定,为可以遗传的部分。 一般配合力:某一亲本品种和其他若干品种杂交后,杂种后代在某个数量性状上的平均表现。一般配合力好的亲本,在其配置各杂交组合中都能产生较多的、稳定的优良品系,可见用一般配合力好的品种作亲本,往往会得到很好的后代,容易选出好的品种。 8.特殊配合力(SCA):两个特定亲本系所组配的杂交种的产量水平。由基因的非加性效应决定,是不能遗传的部分。GCA反映的是某一个亲本(自交系)的好坏;SCA反映的是某一个杂交种的好坏。 9.多系品种:用一个优良的推广品种做轮回亲本,分别与含有不同垂直抗性基因的品种杂交,然后分别多次与轮回亲本回交并结合抗性鉴定和系谱选择,以选育出既具有轮回亲本的优良农艺性状、又各具一个不同抗性基因的一套近等基因系,然后根据病原菌生理小种和害虫生物型的变化,随时将近等基因系按一定比例混合组成的品种,即为多系品种。多系品种实质上是一个农艺性状和表现型基本一致,而抗性基因多样化的混合群体。 10.垩白:稻米胚乳中淀粉粒和蛋白质颗粒填充疏松充气所致。包括心白、腹白、背白(称为“三白”)。胶稠度反映米胶冷却后的柔软性。 11.糊化温度:淀粉粒在热水中开始吸水并且不逆转膨胀时的温度。 12.轮回选择的概念:通过循环式多次交替进行选择和杂交改进作物群体遗传结构,以提高
单倍体育种与多倍体育种比较 二倍体、多倍体、单倍体的比较 二倍体 单倍体 体细胞中含2个染色体 组的个体 体细胞中含个以 上染色体组的个体体细胞中含本物种配子染色体数的个体 3个或31至多个 受精卵 受精卵 配子 未减数的配子受精;合子 单性生殖(孤雌生殖或孤雄(二)单倍体与二倍体、多倍体的判定 1、单倍体与二倍体、多倍体是两个概念系统,主要区别在于是由什么发育而来的,单倍体的概念与染色体组无关。单倍体一般含一个染色体组(二倍体生物产生的单倍体),也可以含两个、三个甚至更多个染色体组,如普通小麦产生的单倍体,就有三个染色体组。 2、二倍体、多倍体与染色体组直接相关,体细胞含有两个染色体组的个体叫二倍体,含有三个或三个以上的叫多倍体。 (1)改良苯酚品红染液可以用什么试剂替代?(2)实验中的情况在自然界中能发生吗? (1)可以用龙胆紫、醋酸洋红等碱性染料替代。(2)能,特别是在高原植物中。 3、伴性遗传病的方式及特点 1、Y 染色体上遗传特点 因为致病基因只在Y 染色体上,没有显隐之分,因而患者全为男性,女性全部正常。致病基因为父传子,子传孙,具有世代连续性,也称为限雄遗传。如人类的外耳道多毛症。 2、X 染色体上隐性遗传特点 (1)男性患者多于女性患者;(2)具有隔代交叉遗传现象;(3)女性患病,其父亲、儿子一定患病;(4)男性患病,其母亲、女儿至少为携带者;(5)男性正常,其母亲、女儿一定表现正常。 3、X 染色体上显性遗传特点 (1)患者双亲中必有一方是患者,并且女性患者多于男性患者;(2)通常在家族中表现为代代相传,具有连续现象,即男性患病,其母亲、女儿一定患病,儿子表现正常;女性正常,其父亲、儿子一定表现正常;(3)女性患病,双亲中必有一方是患者;子女中各有1/2可能患病,但杂合体女性患者的病情有时较轻(4)女性正常,其父亲、儿子全部正常。 4、遗传病不同遗传方式的判断依据与方法 ⑴先确定是显性还是隐性遗传病 遗传图中,若双亲正常,生出孩子有患病的,则该病必是隐性遗传病。(无中生有为隐形) 遗传图中,若双亲都患病,他们的子代中有表现正常的,则该病一定是显性遗传病。(有中生无为显性) ⑵判断是常染色体遗传还是伴性遗传 X 染色体隐性遗传(伴Y 染色 体很容易区分开)。 第一:在隐性遗传图中,只要有一世代父亲表现正常,女儿中有病的,就一定是常染色体的隐性遗传病。
细胞工程育种
植物激素育种 (1)原理:适宜浓度的生长素可以促进果实的发育 (2)方法:在未受粉的雌蕊柱头上涂上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。(3)优点:由于生长素所起的作用是促进果实的发育,并不能导致植物的基因型的改变,所以该种变异类型是不遗传的。 (4)缺点:该种方法只适用于植物。 (5)举例:无子番茄的培育 二、育种注意事项:
1.请关注每一种育种方法中所使用原理.药品或试剂。 2.选择育种方法要视具体育种目标要求、材料特点、技术水平和经济因素,进行综合考虑和科学决策: 选择简易、可操作符合要求的育种方式。 3.同一种育种方式应用于不同的生物也会有不尽相同的育种过程。 4.从基因组成上看,育种目标基因型可能是: ①纯合体,便于制种、留种和推广; ②杂交种,充分利用杂种优势。 三、问题: 1、哪些用到了植物组织培养技术?单倍体育种、基因工程、植物体细胞杂交 2、哪些育种方法需要使用秋水仙素或低温处理?单倍体育种、多倍体育种 3、哪些育种方法能打破物种界限?基因工程、植物体细胞杂交 4、能产生新基因的育种方法?诱变育种 5、能产生新物种的育种方法?多倍体育种、植物体细胞杂交 6、动物一般可用的育种方法?杂交育种、诱变育种、基因工程育种、核移植 7、植物一般可用的育种方法?杂交育种、诱变育种、基因工程育种、单倍体育种、多倍体育种、植 物组织培养、植物体细胞杂交 8、微生物一般可用的育种方法?诱变育种、基因工程育种、细胞工程育种 四、比较
补充:.多倍体育种方法: 注:亲本中要用四倍体植株作为母本, 二倍体作为父本,两次使用二倍体 花粉的作用是不同的。
育种方法及原理 回答杂交育种其原理为基因重组;多倍体育种其原理为染色体变异;单倍体育种其原理为染色体变异;基因工程育种其原理为基因重组;细胞工程育种其原理为植物体细胞杂交、细胞核移植;植物激素育种其原理为使用适宜浓度的生长素促进果实发育;诱变育种其原理为基因突变。 一、杂交育种 不同个体间杂交产生后代,然后连续自交,筛选所需纯合子,原理为基因重组。具有使同种生物的不同优良性状集中于同一个个体的优点。 二、多倍体育种 使用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,原理为染色体变异。具有产量高、培育出的植物器官大等优点。 三、单倍体育种 花药离体培养获得单倍体植株,再人工诱导染色体数目加倍,原理为染色体变异。优点为能明显缩短育种年限,加速育种进程。 四、基因工程育种(转基因育种) 经过目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定等操作,完成育种工作,原理为基因重组。优点为育种周期短。 五、细胞工程育种 用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞,并且把杂种细胞培育成新植物体,原理为植物体细胞杂交、细胞核移植。优点为可以克服远缘杂交不亲和的障碍,培育出作物新品种繁殖优良品种。 六、植物激素育种
在未受粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素类似物溶液,促使子房发育成无子果实,原理为使用适宜浓度的生长素促进果实发育。优点为促进作物发育,提高果树产量。 七、诱变育种 用物理因素(如X射线、r射线、紫外线、激光等)或化学因素(如亚硝酸、硫酸二乙脂等)来处理生物,使其在细胞分裂间期DNA 复制时发生差错,从而引起基因突变,原理为基因突变。具有可以提高变异频率、加速育种进程、大幅度改良某些性状等优点。
植物多倍体育种研究进展 随着人类不断发展和探索,植物多倍体育种这一课题也越来越受到关注和研究。多倍体植物是指其细胞核染色体数目是正常二倍数的两倍或两倍以上,常见的有三倍体、四倍体、六倍体、八倍体等。相对于单倍体或二倍体植物,多倍体植物具有更大的细胞和器官、更高的光合效率、更高的次生代谢产物含量等独特的特点。在生产和育种上,多倍体植物也表现出了许多优势。 植物多倍体育种的研究可以追溯到20世纪初,最初主要 是利用自然或人工诱导多倍体植物进行育种。然而,这种方法效果不稳定、效率低且操作困难,限制了其在实际生产中的应用。随着分子生物学和基因工程的发展,植物多倍体育种研究取得了许多进展。接下来,我们将从以下三个方面来探讨植物多倍体育种的研究进展:多倍体植物的应用、多倍体植物的产生方式、多倍体植物的基因调控机制。 一、多倍体植物的应用 多倍体植物具有更高的次生代谢产物含量,对于生物药物、香料、色素及其它次生代谢产物的生产具有广泛的应用前景。例如,利用八倍体油菜籽中芥酸的含量高于二倍体的特点,可以制备出高品质的油菜籽油和脂肪酸。此外,多倍体植物的营养更加丰富,对于育种中改良农作物品质有一定的作用。比如,多倍体小麦不仅重量更大、单株籽粒数增多,而且蛋白质含量也更高。
二、多倍体植物的产生方式 1. 自然多倍体植物产生:自然多倍体植物的产生一般是 由于染色体分离不完全而引起的,或由于雄配子多倍化的缘故。不过,自然多倍体植物的产生率很低,而且不能预测和控制,因此其在实际育种中的应用受到了较大的限制。 2. 化学方法诱导多倍体植物产生:另一种诱导植物多倍 体的方法是化学方法。通过处理植株根系的化学物质,使得植物的细胞分裂出现染色体不分离的现象,从而形成多倍体植株。这种方法操作简便,但产生的多倍体植株繁殖能力有限,只有性繁殖,用于育种的耗时较长。 3. 细胞培养诱导多倍体植物产生:植物多倍体育种中, 细胞培养诱导多倍体植物是最为常用、也是最有效的方法。细胞培养诱导多倍体植物是在体外培养植物细胞时,利用某些化合物、物理因素或遗传方法诱导分裂抑制,使其形成多倍体。这种方法可以大量同时产生多倍体植物,适用于多种植物品种,对于育种有显著的促进作用。 三、多倍体植物的基因调控机制 在探究多倍体植物基因调控机制的研究中,人们主要关注几个方面。第一是减数分裂不均匀所导致的多倍体现象,这种现象可能是由染色体分离时产生的一些异常引起的,需要通过细胞分裂机制的研究来深入了解其缘由。第二是多倍体植物生长发育过程中的表观遗传变化,这种变化可能会影响到多倍体植物与二倍体植物在形态和生理上的差异。第三是多倍体植物
单倍体育种和多倍体育种 考点详解 单倍体育种和多倍体育种知识点包括单倍体育种、对单倍体高度不育的理解、多倍体育种、三倍体无子西瓜的培育流程分析、多倍体育种与单倍体育种比较等部分,有关单倍体育种和多倍体育种的详情如下: 单倍体育种 (1)原理:染色体数目变异。 (2)过程 用高秆抗病(DDTT)和矮秆不抗病(ddtt)小麦品种,培育矮秆抗病小麦的过程,见下图: 其中单倍体育种的核心步骤为①花药离体培养和②秋水仙素处理诱导染色体数目加倍。 (3)优点:与杂交育种相比,单倍体育种能明显缩短育种年限,子代均为纯合子,加速育种进程。缺点:技术复杂且需与杂交技术结合使用。 对单倍体高度不育的理解
(1)体细胞中染色体组为奇数的单倍体高度不育,原因是同源染色体联会紊乱,不能进行正常的减数分裂,不能产生配子,所以不能进行有性生殖,即高度不育。 (2)体细胞中染色体组为偶数的单倍体能进行正常的减数分裂,是可育的。 多倍体育种 (1)原理:染色体数目变异。 (2)多倍体育种的过程 正在萌发的种子或幼苗 抑制纺锤体形成 染色体不分离 细胞中染色体数目加倍
多倍体植株。 (3)优点:多倍体和二倍体相比,茎秆粗壮,叶片、果实和种子都较大,糖类和蛋白质含量都有所增加。 缺点:多倍体育种适用于植物,在动物方面难以开展,且多倍体植物往往发育迟缓,结实率低。 三倍体无子西瓜的培育流程分析 无子西瓜的培育过程 上图中相关问题的分析: (1)关于两次传粉:②过程传粉是为了杂交得到三倍体种子,④过程传粉是为了提供生长素刺激子房发育成果实。 (2)用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗成为四倍体,是因为幼苗具有分生能力。 (3)①过程经秋水仙素处理后,新产生的茎、叶、花的染色体数目加倍,而未处理的根细胞中仍为两个染色体组。 (4)四倍体植株上结的西瓜f,种皮和瓜瓤为四个染色体组,而种子e的胚为三个染色体组。 (5)三倍体西瓜c进行减数分裂时,由于联会紊乱,不能产生正常配子。 (6)获取三倍体种子e是在第一年四倍体植株a上;获取三倍体无子果实g则是在第二年的三倍体植株c上。 多倍体育种与单倍体育种比较
染色体变异之单(双)倍体育种 (这节内容非常重要,尤其是育种方法) 一、常见的一些关于单倍体与多倍体的问题 ⑴一倍体一定是单倍体吗?单倍体一定是一倍体吗? (一倍体一定是单倍体;单倍体不一定是一倍体。) ⑵二倍体物种所形成的单倍体中,其体细胞中只含有一个染色体组,这种说法对吗?为什么? (答:对,因为在体细胞进行减数分裂形成配子时,同源染色体分开,导致染色体数目减半。) ⑶如果是四倍体、六倍体物种形成的单倍体,其体细胞中就含有两个或三个染色体组,我们可以称它为二倍体或三倍体,这种说法对吗? (答:不对,尽管其体细胞中含有两个或三个染色体组,但因为是正常的体细胞的配子所形成的物种,因此,只能称为单倍体。) (4)单倍体中可以只有一个染色体组,但也可以有多个染色体组,对吗? (答:对,如果本物种是二倍体,则其配子所形成的单倍体中含有一个染色体组;如果本物种是四倍体,则其配子所形成的单倍体含有两个或两个以上的染色体组。) 二、育种方法: 三、单倍体育种方法: 四、列表比较多倍体育种和 单倍体育种:
(1)细胞中同种形态的染色体有几条,细胞内就含有几个染色体组。 问:图中细胞含有几个染色体组?(图一) (2)根据基因型判断细胞中的染色体数目,根据细胞的基本型 确定控制每一性状的基因出现的次数,该次数就等于染色体组数。 问:图中细胞含有几个染色体组?(图二) (3)根据染色体数目和染色体形态数确定染色体数目。染色体组数=细胞内染色体数目/染色体形态数。 果蝇的体细胞中含有8条染色体,4对同源染色体,即染色体形态数为4 (X、Y视为同种形态染色体),染色体组数目为2。人类体细胞中含有46条染色体,共23对同源染色体,即染色体形态数是23,细胞内含有2个染色体组。 六、三倍体无子西瓜的培育过程图示: 注:亲本中要用四倍体植株作为母本,二倍体作为父本,两次使用二倍体花粉的作用是不同的。 单倍体一般都是高度不育(孕)的,减数分裂无法联会或联会紊乱造成的。 7、多倍体育种 (1)概念:由受精卵发育而来,体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。 (2)实例:香蕉:含三个染色体组,称为三倍体。马铃薯:含四个染色体组,称为四倍体。 普通小麦:含六个染色体组。小黑麦:含八个染色体组。 (3)特点:与二倍体植株相比,多倍体植株常常是茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类与蛋白质等营养物质含量丰富。 (4)人工诱导多倍体 正在的萌发种子或幼苗抑制纺锤体形成染色体不分离 细胞中染色体加倍多倍体植物 典例分析 例1.关于染色体结构变异的叙述,不正确的是
. 几种常用的育种方法比较(总结整理) 一、诱变育种: 诱变育种是指利用人工诱变的方法获得生物新品种的育种方法 原理:基因突变 方法:辐射诱变,激光、化学物质诱变,太空(辐射、失重)诱发变异→ 选择育成新品种 优点:能提高变异频率,加速育种过程,可大幅度改良某些性状;变异范围广。 缺点:有利变异少,须大量处理材料;诱变的方向和性质不能控制。改良数量性状效果 较差。 二、杂交育种: 杂交育种是指利用具有不同基因组成的同种(或不同种)生物个体进行杂交,获得所需 要的表现型类型的育种方法。其原理是基因重组。方法:杂交→ 自交→选优 优点:能根据人的预见把位于两个生物体上的优良性状集于一身。 缺点:时间长,需及时发现优良性状。 三、单倍体育种: 单倍体育种是利用花药离体培养技术获得单倍体植株,再诱导其染色体加倍,从而获得 所需要的纯系植株的育种方法。(主要是考虑到结合中学课本,经查阅相关资料无误。)其原理是染色体变异。优点是可大大缩短育种时间。 原理:染色体变异,组织培养 方法:选择亲本→有性杂交→F1 产生的花粉离体培养获得单倍体植株→ 诱导染色体加倍获得可育纯合子→选择所需要的类型。 优点:明显缩短育种年限,加速育种进程。 缺点:技术较复杂,需与杂交育种结合,多限于植物。 四、多倍体育种: 原理:染色体变异(染色体加倍) 方法:秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。 优点:可培育出自然界中没有的新品种,且培育出的植物器官大,产量高,营养丰富。 缺点:只适于植物,结实率低。 五、细胞工程育种: 细胞工程育种是指用细胞融合的方法获得杂种细胞,利用细胞的全能性,用组织培养的 方法培育杂种植株的方法。 原理:细胞的全能性 方法:(1 )植物:去细胞壁→细胞融合→ 组织培养 (2)动物克隆:核移植→胚胎移植 优点:能克服远缘杂交的不亲和性,有目的地培育优良品种。动物体细胞克隆,可用于 保存濒危物种、保持优良品种、挽救濒危动物、利用克隆动物相同的基因背景进行生物 医学研究等。