单倍体和多倍体育种

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。

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。

缺点：技术复杂，难度大；它将对生物多样性提出挑战，有性繁殖是形成生物多样性的重要基础，而“克隆动物”则会导致生物品系减少，个体生存能力下降。

第3课时 生物变异在育种上的应用课标要求 阐明生物变异在育种上的应用。

1．单倍体育种(1)原理：染色体(数目)变异。

(2)过程(3)优点：明显缩短育种年限，且得到纯合二倍体。

(4)缺点：技术复杂。

2．多倍体育种(1)方法：用秋水仙素或低温处理。

(2)处理材料：萌发的种子或幼苗。

(3)原理：染色体(数目)变异。

(4)实例：三倍体无子西瓜的培育①两次传粉⎩⎪⎨⎪⎧第一次传粉：杂交获得三倍体种子第二次传粉：刺激子房发育成果实 ②用秋水仙素处理幼苗后，分生组织分裂产生的茎、叶、花的染色体数目加倍，而未经处理部分(如根部细胞)的染色体数目不变。

③三倍体西瓜无子的原因：三倍体西瓜植株在减数分裂过程中，由于染色体联会紊乱，不能产生正常配子。

3．杂交育种(1)原理：基因重组。

(2)过程①培育杂合子品种选取符合要求的纯种双亲杂交(♀×♂)→F 1(即为所需品种)。

②培育隐性纯合子品种：选取符合要求的双亲杂交(♀×♂)→F 1――→⊗F 2→选出表型符合要求的个体种植并推广。

③培育显性纯合子品种 a ．植物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F 1→F 1自交→获得F 2→鉴别、选择需要的类型，连续自交至不发生性状分离为止。

b ．动物：选择具有不同优良性状的亲本杂交，获得F 1→F 1雌雄个体交配→获得F 2→鉴别、选择需要的类型与隐性类型测交，选择后代不发生性状分离的F 2个体。

(3)优点：操作简便，可以把多个品种的优良性状集中在一起。

(4)缺点：获得新品种的周期长。

4．诱变育种 (1)原理：基因突变。

(2)过程(3)优点①可以提高突变率，在较短时间内获得更多的优良变异类型。

②大幅度地改良某些性状。

(4)缺点：有利变异个体往往不多，需要处理大量材料。

考向一 分析单倍体育种与多倍体育种的应用1．(2022·宁波高三模拟)如图为二倍体玉米花粉培育成植株的过程。

下列有关叙述错误的是( )A．过程①是花药离体培养B．过程②若正常培养，则植株B是单倍体C．过程②若使用秋水仙素处理幼苗使其染色体加倍，则植株B是二倍体纯合子D．若该过程为单倍体育种，则育种原理是基因重组答案D2．一粒小麦(染色体组AA,2n＝14)与山羊草(染色体组BB,2n＝14)杂交，产生的杂种AB经染色体自然加倍，形成了具有AABB染色体组的四倍体二粒小麦(4n＝28)。

关于单倍体和多倍体及育种⽅法关于单倍体和多倍体及育种⽅法临洮⽟井职专黎伟 7305021.染⾊体组数的判断1.1根据染⾊体的形态判断：由染⾊体组的定义可知：染⾊体组是由⾮同源染⾊体组成的，不含同源染⾊体，⼀个染⾊体组是由⾮同源染⾊体组成的最⼩组合，细胞中含有⼏条同源染⾊体就含有⼏个染⾊体组。

如图1.2 根据基因数判断染⾊体祖数，细胞或⽣物体中，控制同⼀性状的基因出现⼏次，该细胞或⽣物体中含有⼏个染⾊体组， AAABBb含有三个染⾊体组，aaAABBbb含有四个染⾊体组。

1.3 根据染⾊体数和染⾊体形态数推算染⾊体组数，根据染⾊体组数＝染⾊体数/染⾊体形态数，1.4 根据染⾊体数和染⾊体组的组成推算，染⾊体组数＝染⾊体总数/染⾊体组中的染⾊体数。

普通⼩麦细胞中有42条染⾊体，每个染⾊体组由7条染⾊体组成，该⼩麦细胞中含有42/7＝6个染⾊体组。

2.⽣物⼏倍体的判断⽣物体的倍体类型是根据体细胞中染⾊体组数划分的，同时还要考虑⽣物个体的来源，判断⽅法如下：2.1 如果个体由受精卵或合⼦发育的，⽣物体细胞中含有⼏个染⾊体组就属于⼏倍体。

2.2 如果⽣物是由⽣殖细胞发育的，⽆论体细胞中含有⼏个染⾊体组，都叫做单倍体。

3.同源染⾊体的判断根据⼈教版⾼⼆⽣物（⼀）的叙述：⼤⼩和形态相同，⼀条来⾃于⽗⽅、⼀条来⾃于母⽅的两条染⾊体称为同源染⾊体，因此，识别是否是同源染⾊体⼀看⼤⼩和形态是否相同，⼆看是否来⾃⽗母双⽅，另外同源染⾊体还有⼀个显著的特征在减数分列时能联会配对，这是同源染⾊体最本质的特征。

同源染⾊体的判断不仅看⼤⼩、形态、来源，还要看能否配对。

3.1单倍体的形成及可育性单倍体的形成有两种途径，⾃然形成和⼈⼯获得，真菌低等藻类苔藓蕨类植物中配⼦在⾃然条件下发育成单倍个体，少数种⼦植物，如棉花、⽔稻、甜菜、⼤麦、油菜、⼩麦和西红柿中发现过单倍体；动物果蝇、蛙、⼩⿏、鸡和膜翅昆⾍蜜蜂、蚂蚁黄蜂中的孤雌⽣殖形成单倍体。

藏躲市安详阳光实验学校考点44 生物变异在育种上的应用高考频度：★★★☆☆难易程度：★★★☆☆1．单倍体育种和多倍体育种（1）图中①和③的操作是秋水仙素处理，其作用原理是抑制纺锤体的形成。

（2）图中②过程是花药离体培养。

（3）单倍体育种的优点是能明显缩短育种年限。

2．杂交育种与诱变育种（1）杂交育种①概念：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。

②过程：选择具有不同优良性状的亲本→杂交→获得F1→F1自交→获得F2→鉴别、选择需要的类型→优良品种。

（2）诱变育种①概念：利用物理因素或化学因素来处理生物，使生物发生基因突变，从而获得优良变异类型的育种方法。

②过程：选择生物→诱发基因突变→选择理想类型→培育。

3．基因工程（1）概念：基因工程，又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。

通俗地说，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。

（2）操作的基本步骤：提取目的基因→目的基因与运载体结合→将目的基因导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定。

4．生物育种原理、方法、实例(连线)考向一育种方法的选择与分析1．如图是利用玉米(2n＝20)的幼苗芽尖细胞(基因型BbTt)进行实验的流程示意图。

下列分析不正确的是A．基因重组发生在图中②过程，过程③中能够在显微镜下看到染色单体的时期是前期和中期B．秋水仙素用于培育多倍体的原理是其能够抑制纺锤体的形成C．植株A为二倍体，其体细胞内最多有4个染色体组；植株C属于单倍体，其发育起点为配子D．利用幼苗2进行育种的最大优点是明显缩短育种年限，植株B纯合的概率为25%【参考答案】D解题必备育种方式的选择（1）根据育种目的和提供的材料选择合适的育种方法①集中不同亲本的优良性状：a.一般情况下，选择杂交育种，这也是最简捷的方法；b.需要缩短育种年限(快速育种)时，选择单倍体育种。

单倍体和多倍体育种的原理1. 什么是单倍体和多倍体？在植物和动物的世界里，有两种不同的“倍体”概念，听起来可能有点拗口，但其实就是指细胞内染色体的数量。

简单来说，单倍体就是一套染色体，比如说小小的花粉粒里，只有一半的遗传信息；而多倍体嘛，就是染色体的多倍增加，比如说某些植物就有两套、三套，甚至四套染色体。

嘿，听起来是不是有点像数学课的概念，但其实它们在植物育种中可是大有用处的哦。

2. 单倍体育种的原理2.1 单倍体的“特殊力量”单倍体在育种上有个牛逼的特点，就是它能快速产生纯合子。

什么是纯合子呢？简单来说，就是基因组合特别“稳”，就像你从同一个超市里买的苹果，样子、味道都一模一样。

这样一来，种出来的植物品质就特别稳定，性状也不会变，种田的人可乐坏了。

这就好比你每次下厨都能做出一模一样的美食，绝对不怕有一天调料忘了放。

2.2 怎么获得单倍体？获得单倍体其实也不复杂。

很多时候，科学家们会用花粉或者某些细胞进行培养，甚至能用一些激素来刺激它们的生长，真是太神奇了！就像在魔法课堂上施展咒语，只要步骤对了，单倍体就能乖乖地出现。

不过，这个过程可不能急，像做饭一样，需要慢慢来，火候掌握得好，才能得到美味的成果。

3. 多倍体育种的魅力3.1 多倍体的“加倍惊喜”说到多倍体，它的魅力可不止是染色体多那么简单哦。

多倍体植物往往表现出更强的适应能力和更高的产量。

比如，有些水果之所以那么大、那么好吃，背后就离不开它们的多倍体特性。

就好比在运动会上，身材高大的选手总能抢到更多的奖牌，真是“个子高就是本钱”啊！3.2 多倍体怎么来的？那么，多倍体是怎么形成的呢？有时候自然界就给我们带来了惊喜，比如在一些杂交过程中，染色体不小心重组了，结果就出现了多倍体。

此外，人们还会用一些化学药品来诱导植物产生多倍体，真是神奇！就像是在给植物开个玩笑，有时候玩得好，结果可是一鸣惊人！4. 小结：育种的未来所以，单倍体和多倍体在育种中都有各自的“杀手锏”。

什么是生物育种?
生物育种的定义是培育优秀生物的生物学技术。

生物育种的办法包括：诱变育种、杂交育种、单倍体育种、多倍体育种和细胞工程育种。

诱变育种是指应用人工诱变的办法取得生物新种类的育种办法，其原理是基因突变。

该办法的优点是能够进步突变频率，发明出人类需求的生物类型，但是必需处置大量的实验资料。

杂交育种是指应用具有不同基因组成的同种(或不同种)生物个体停止杂交，取得所需求的表现型类型的育种办法，其原理是基因重组。

该办法的优点是可定向培育需求的种类，操作简单易懂，缺乏之处是周期长，不能产生新性状，工作量大。

单倍体育种是指应用花药离体培育技术取得单倍体植株，再诱导其染色体加倍，从而取得所需求的纯系植株的育种办法，其原理是染色体变异。

优点是可大大缩短育种时间。

多倍体育种是指染色体变异(染色体加倍)。

细胞工程育种是指用细胞交融的办法取得杂种细胞，应用细胞的全能性，用组织培育的办法培育杂种植株的办法。

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。