8 多倍体与单倍体植物2012解析

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。

单倍体与多倍体的区别 二倍体（2N ）三倍体（3N ）多倍体（xN ）生物单倍体（N) ：单倍体（N) ①由合子发育来的个体，细胞中含有几个染色体组，就叫几倍体；②而由配子直接发育来的,不管含有几个染色组，都只能叫单倍体 。

判断三元整合导学模式生物学科导学稿（学生版）编写人：江永艺审稿人： 编写时间：2011-11-10课件制作：江永艺 执教人： 授课时间： 2011-11-10一、课题：单倍体与多倍体 二、课型：陈述性知识课课型说明：本课是以单倍体与多倍体的区分为基础，要求学生进行相关育种方法的理解与分析，学习的结果是掌握育种的基本流程和原理，属于陈述性知识。

三、教学目标：1.区分单倍体与多倍体2.分析单倍体育种方法和多倍体育种的流程 教学目标说明：目标2是本课的重点，同时也是难点 四、学与教的方式：启发式、合作学习 五、课时安排：1课时 六、学习内容及程序： 一、练习：1它们分别是（ ） A 、单倍体、六倍体 B 、三倍体、六倍体 C 、六倍体、六倍体 D 、六倍体、单倍体 2、单倍体水稻高度不育，这是因为（ ） A 、基因发生了重组 B 、染色体结构发生了变异 C 、染色体数目不稳定 D 、染色体配对紊乱 3．某地区一些玉米植株比一般玉米 植株早熟、生长整齐而健壮，果穗大、子粒多，因此这些植株可能是（ ）A 、单倍体B 、二倍体C 、多倍体D 、杂交种 4．下面有关单倍体的叙述中，不正确的是 A ．由未受精的卵细胞发育而成的个体 B ．花药经过离体培养而形成的个体C ．凡是体细胞中含有奇数染色体组的个体D ．普通小麦含6个染色体组，42条染色体，它的单倍体含3个染色体组，21条染色体 二、育种方法： 单倍体育种方法： 体细胞(AaBb)多倍体育种方法：例：三倍体无子西瓜的培育过程图示：(同源多倍体)例：普通小麦(异源六倍体)的形成过程示意图练习：1、从理论上分析下列各项，其中正确的是(双选)A．2倍体×4倍体3倍体B．2倍体×2倍体2倍体C．3倍体×3倍体3倍体D．3倍体×5倍体4倍体2、基因型为AaBb玉米的一粒花粉离体培养后长成的植株，基因型是( )A．AB或ab或Ab或aB B．AAbb或aabb或AAbb或aaBBC．AB、ab、Ab、aB D．AABB aabb AAbb aaBB3．双子叶植物大麻（2N=20）为雌雄异株，性别决定为XY型，若将其花药离体培养，将幼苗用秋水仙素处理，所得植株的染色体组成应是A．18+XX B.18+XY C.18+XX或18+YY D.18+XX或18+XY 4．萝卜和甘蓝杂交，能得到种子，一般是不育的，但偶然发现有个别种子种下去后，可产生能育的后代。

第二课时[一]月份教学过程导言上节课我们学习了“染色体组、二倍体、多倍体、单倍体等重要概念”。

多倍体是怎样形成的呢? 单倍体具有什么样的特点呢? 这些知识在实践中有何应用价值呢?这就是我们在本节课要了解的内容。

[二] 教学目标达成过程1.投影展示提纲(一):学生根据提纲(一)阅读教材。

提问:多倍体的自然成因是什么?具有什么特点?(回答:略)投影展示:二倍体草莓、多倍体草莓的图片。

看图可知，多倍体植物各器官均较二倍体大，果实中含营养物质多。

如四倍体水稻的干粒重是二倍体水稻的二倍，蛋白质含量提高了5％～15％，可见多倍体有较高的应用价值。

下面，我们以“三倍体西瓜的培育过程”为例，学习多倍体在实践中的应用。

师生根据P49图示学习、讨论三倍体无籽西瓜的培育过程。

并板书出其染色体的情况:归纳总结多倍体知识，补充提纲(一)为(一)/:刚才，我们归纳了“多倍体”的有关知识，明确了采用人工诱导多倍体来获得多倍体，可以应用在育种上培育新品种。

那么，单倍体的情况又是怎样的呢?请同学们依据提纲(一)阅读教材，思考以下问题:(1)单倍体的自然成因是什么?(2)单倍体的特点有哪些?(3)单倍体在育种上有什么意义?2.在学生阅读、思考、讨论的基础上根据大纲归纳总结单倍体的有关知识:讲述:多倍体和单倍体在人工诱导育种上都有很重要的意义，目前许多国家利用多倍体和单倍体育种方面均取得很大的成果。

[三] 教学目标巩固1.单倍体本身无利用价值，但在育种上却有其特殊的意义，这是因为用花药离体培养获得单倍体。

单倍体植株经秋水仙素处理后，染色体不仅可以恢复到正常水平，而且可获得纯合体。

2.培育多倍体的方法有很多种，如:温度剧变，射线处理、药物处理等。

其中最常用而且最有效的方法是用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗。

3.用四倍体西瓜植株作母本，二倍体西瓜植株作父本进行杂交，结出西瓜的果皮细胞、种子的种皮细胞、胚细胞的染色体组数依次为（）A.4、3、3B.4，2、3C.3、4、3D.4、4、3解析:在结出西瓜的过程中，子房壁形成果皮，珠被发育成种皮。

②倍性鉴定长成为花粉株后，要检查其染色体数，确定其倍性。 方法：根尖→固定→染色→压片→ 镜检 ③加倍花粉植株未经自然加倍时，一般为单倍体，不能正常结实， 因而需人工加倍（秋水仙素）。 双子叶植物可采用1.5份0.1—0.4%的秋水仙素十1份羊毛脂， 调成糊状乳液，涂株单倍体植株的腋芽或生长点，使生长点加倍 成二倍体。 单子叶植物如小麦、水稻等可将幼苗或新生的分蘖株基部浸在 0.04—0.1%秋水仙溶液中，在20—25℃下1—4天，取出用清水 洗净，栽入土中，可获得染色体加倍植株。 加倍时要注意秋水仙素浓度，植物种类不同，其浓度不同。 ④选择花粉株加倍成活后，要像一般植物管理一样，种子成熟后， 应单株、单穗分别苗种，备作进一步的试验。F1后各代的选育工 作同一般选育工作一样进行试验、鉴定、从中选出优良株系，扩 大繁殖试种，最后用于生产。
四、诱发多倍体的方法： 1、用物理因素诱异多倍：
物理因素有：温度激变，机械创伤，电离射线非电离射线、 离心力等。 物理因素虽可诱导多倍体，但频率较低，在多倍体诱导中成 效不大。
2、用化学因素诱导多倍体：
秋水仙素处理方法：
①秋水仙素介绍 秋水仙素是从百合科秋水仙植物中提炼出来的一种剧毒药剂， 其分了子式为C22H25NO6 H2O。一般秋水仙素是淡黄色粉末， 纯品是针状结晶体，性极毒，对中枢神经有麻醉作用，进入眼 睛，会使其失明，易溶于水、酒精、氯仿和甲醛中，不易溶解 于已醚和苯。
④处理方法：
浸渍法：多用于处理干种子，萌动种子及幼苗。 滴液法：禾本科幼苗，茎基部生长点切一小斜口，使其夹住一 小片滤纸，用吸管滴药液，浓度0.02—0.05%。双子叶植物，用脱 脂棉将顶芽，腋芽包裹住，然后滴液每日一至数次，反复数日 注射法：是用注射针头把秋液注入植株小苗分蘖节的上部。 这种方法适于禾本科谷类作物，尤其对水稻加倍，效果良好。 富民农处理方法 富民农的化学名称：对甲苯磺硫苯胺苯汞，分子式 C19H17H9NSO2，为灰白色粉末，基本不溶于水，溶于丙酮。使 用时应先将纯的药粉1克倒入25ml丙酮中，在热水中（80℃左右） 加热，制成淡黄色溶液，趁热将此液徐徐倒入1000ml原液稀释到 0.01—0.03%即可使用。 还有乙酸（IAA）、氧化亚氨（N2O）等也可加倍染色体数目。