单倍体育种与多倍体育种比较
倍性育种详解
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。
人教版教学课件单倍体育种多倍体育种-PPT文档
②用秋水仙素处理单倍体幼苗，获得正常 可育的纯合子
2）单倍体育种的优点
明显缩短育种的年限
思考：利用纯合易感病矮秆品种ddrr）和纯合抗 病高秆品种（DDRR）培育抗倒伏（矮秆）又抗病品 种ddRR。（说明：必须是纯合子才能作为一个品种）
杂 交 单 育 倍 种 体
PP ddrr ddrr DDRR DDRR × × F1 F1
育种时 将F2中矮抗植株选 第 1年 出来，逐代自交， 间只要 直至后代不再出现 两年 第 2年 性状分离为止
三倍体无籽西瓜
P89
育种
杂交育种
诱变育种
ddRR DdRr DdRr × ddRr DR、Dr、dR、dr 花粉 花药离体培养 、 D rr、ddrr 选择抗倒伏又抗 F2 D R 、 ddR 育 单倍体 DR、Dr、dR、dr 病的植株即可 幼苗 种 秋水仙素处理 不足：育种时间较长 正常纯 DDRR、DDrr、ddRR、ddrr 合子
多倍体和单倍体在育种上的应用
1、人工诱导多倍体育种
方法 （1）低温处理作物的分生组织
（2）用秋水仙素处理萌发 的种子或幼苗（最 常用且最有效）
秋水仙素作用或低温处理的原理： 秋水仙素能够抑制纺锤体的形成（细胞分裂前期）
实例分析：无籽西瓜的培育
2、单倍体育种
1）单倍体育种的方法步骤
①花药离体培养，获得单倍体幼苗
单倍体育种和多倍体育种PPT课件
2.F1自交得到F2 3三.在步F2群体中选出矮杆多孽的植株，再重复第二、6
7
普通西瓜 的幼苗 （或萌发 的种子）
多倍体育种
四倍体 植株♀
×
二倍体 植株♂
秋水 仙素处理
3N种子
幼苗（染色 体加倍,4N）
生长
四倍体植株
三倍体植株
二倍体植 株的花粉
素处理幼苗或者萌发的种子。
优点：加速育种进程（后代是纯合体，不发生性状
分离）
缺点：技术复杂，要与杂交育种配合使用，只在
植物育种中使用。
5
思考与讨论
某作物的高秆（D）对矮秆（d）为显性， 多孽（T）对少孽（t）为显性。Dd和Tt是位 于非同源染色体上的两对等位基因。今有高 秆多孽和矮秆少孽纯种，假如你是育种专家， 请你设计一种育种方案，培育出矮杆多孽的 优良品种。
F21.从F1中挑选出迟熟水稻 6~7年
3.再重复第一、二步 3
单倍体育种
幼苗 秋水仙 迟熟
杂合子(迟熟 品种) 花药离
（A）
素处理
品种 (AA)
体培养
(Aa)
幼苗 秋水仙 早熟
时间：
（a）
素处理
品种 (aa)
当年就可以培育出优良新品种！ 4
一、单倍体育种
原理：染色体变异 方法：花药离体培养出单倍体，然后再用秋水仙
1
思考与讨论
有一水稻品种，已知迟熟（A）对 早熟（a）是显性，现在我们有一杂种 迟熟水稻，请你运用学过的知识设计一 个育种方案，培育出能稳定遗传的迟熟 水稻品种。（并说明大约要几年时间， 水稻是一年生植物。）
2
杂交育种
杂合子(迟 熟品种) 自交迟来自品种 AA、Aa(Aa)
单倍体和多倍体的区别单倍体多倍体概念
单倍体和多倍体的区别单倍体多倍体概念
单倍体和多倍体的区别包括多染色体组和植物生理特性。
其中，单倍体含有本物种配子的染色体数，所以染色体组数是一个或多个；而多倍体含有三个以上的染色体组。
植物生理特性来说，单倍体植株较弱小，且高度不育，而多倍体植株则茎秆粗壮，但能结种子。
单倍体和多倍体的区别
区别在于：1、本质方面，单倍体是指体细胞中染色体数目仅为正常体细胞一半的个体，而多倍体是指体细胞中含有三个或三个以上染色体组数目的个体。
2、产生不同，单倍体的出现是因为单性生殖而造成的，多倍体的出现则是由于外界环境的剧烈变化而造成。
3、人工培育，单倍体主要使用花药离体的方式培养；多倍体一般使用秋水仙素对萌发的种子或幼苗进行处理。
单倍体多倍体概念
单倍体是由配子发育而来。
不论细胞里含有多少条染色体，都叫单倍体。
多倍体是由受精卵发育而来，体细胞含几条染色体就叫几倍体。
单倍体的出现是因为单性生殖而造成的，多倍体的出现则是由于外界环境的剧烈变化而造成。
绝大多数生物为二倍体生物，其单倍体的体细胞中含一个染色体组，如果原物种本身为多倍体，那么它的单倍体的体细胞中含有的染色体组数一定多于一个。
多倍体由受精卵发育而来，并且体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。
多倍体在生物界广泛存在，常见于高等植物中，由于染色体组来源不同，可分为同源多倍体和异源多倍体。
2021高考人教版生物一轮复习讲义：必修2 第7单元 第2讲 染色体变异和人类遗传病
第2讲染色体变异和人类遗传病考点一| 染色体构造变异1．观察以下图示，辨析变异类型并答复相关问题(1)染色体构造变异的类型(填序号及名称)②缺失__③重复__④倒位__⑤易位。
(2)属于基因突变的是①。
(填序号)(3)可在显微镜下观察到的是②③④⑤。
(填序号)(4)基因的数目和排列顺序均未发生变化的是①。
(填序号)2．辨析易位与穿插互换图1图2(1)图1是易位，图2是穿插互换。
(2)发生对象：图1发生于非同源染色体之间，图2发生于同源染色体的非姐妹染色单体之间。
(3)变异类型：图1属于染色体构造变异，图2属于基因重组。
(4)可在光学显微镜下观察到的是图1，观察不到的是图2。
1．判断有关染色体构造变异表达的正误。
(1)基因突变与染色体构造变异都导致个体表现型改变。
(×)【提示】基因突变与染色体构造变异都有可能使个体表现型不变。
(2)染色体易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响。
(×)【提示】染色体易位不改变细胞内基因的数量，可能对当代生物体不产生影响，也可能产生影响，并且染色体变异大多对生物体是不利的。
(3)图示显示了染色体及其局部基因，①和②过程分别表示倒位、易位。
(√)(4)在减数分裂和有丝分裂过程中，非同源染色体之间交换一局部片段，可导致染色体构造变异。
(√)(5)染色体片段的缺失和重复必然导致基因种类的变化。
(×)【提示】染色体片段缺失和重复一定会导致基因的数量变化，而重复不会导致基因的种类变化。
(6)染色体变异可以在显微镜下观察到。
(√)2．据图填空。
如图表示某生物细胞中两条染色体及其上面的局部基因。
(1)以下各项的结果中①②④是由染色体变异引起的，它们分别属于缺失、易位、倒位。
能在光镜下观察到的是①②④。
(2)①～④中③没有改变染色体上基因的数目和排列顺序。
视角．．1．考察染色体构造变异的分析与判断1．甲、乙为两种果蝇(2n)，以下图为这两种果蝇的各一个染色体组，以下表达正确的选项是()A．甲、乙杂交产生的F1减数分裂都正常B．甲发生染色体穿插互换形成了乙C．甲、乙1号染色体上的基因排列顺序一样D．图示染色体构造变异可为生物进化提供原材料D[A项，根据题干信息可知，甲、乙是两种果蝇，甲、乙杂交产生的F1虽然含有2个染色体组，但是因为来自甲、乙中的1号染色体不能正常联会配对，所以F1不能进展正常的减数分裂。
多倍体与单倍体育种
用
性状不稳定）
的株系或集团
第八节 单倍体 育种
学习要点： 单倍体的含义 单倍体的获得与倍化
一、单倍体（haploid）的类型与特点
单 通常指未经受精的配子发育成的含有配子染
倍
体 色体数的体细胞或个体。
单倍体 育种
就是通过人工诱导培育单倍体植株，并经 染色体加倍成纯系后，从中选育新品种的 育种方法。
（2）育性差，结实率低 难以形成正常的配子，育性差。同源三倍体高度
不育，三倍体西瓜无籽、三倍体葡萄无籽。 （3）器官巨大，发育迟缓
大多数同源多倍体的叶片大小，花朵大小，茎 粗和叶厚都随染色体数目的增加而递增，而其生长 发育过程则随之减缓。四倍体月见草植株和花都比 二倍体大。
（二） 异 1、定义
源
选符合育种目标的优良无性系繁殖推广 注意：应继续观察是否已是稳定的多倍体， 对仍是扇形嵌合体的，应进行分离纯化。
2、有性繁殖植物多倍体材料的选择利用
同源多倍体
选性状优良，结
性 状
（结实率低）
实率相对较高的
株系作为新品种
品
鉴
系
定
鉴
基
定
础
推
上
异源多倍体
株
广
株选法或集团选
应
选 （结实率高，自交后代 择法，培育稳定
2、处理方法
秋水仙素只能够作用于正在分裂的细胞，所以一般应用 于处理带生长点的部分或材料，如萌动或刚发芽的种子、膨 大的枝芽、生长中的嫩枝、幼苗的顶端分生组织或球根、球 茎的萌芽等。
浸渍法
处
涂抹法
理 方
滴液法
法
套罩法
其他（喷雾、药剂培养基）
（1）浸渍法
2023年高考生物一轮复习(新人教新高考) 第7单元 第3课时 生物变异在育种上的应用
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)。
单倍体育种与多倍体育种比较
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。
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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）。