单倍体育种花药离体培养秋水仙素处理
人教版生物必修二讲义：第5章 第2节 染色体变异含答案
高中生物必修二
- 1 - 第2节 染色体变异
学 习 目 标 核 心 素 养
1．分析基因突变和染色体结构变异的异同。
2.理解染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的概念及特点。(重、难点)
3.概述单倍体育种与多倍体育种的原理和过程。(重点) 1．阐明染色体变异导致遗传物质变化，可能导致生物性状的改变甚至死亡。
2.列表比较二倍体、多倍体和单倍体。
3.结合案例，分析染色体变异在育种上的应用。
一、染色体结构的变异
1．染色体结构变异的类型[连线] 高中生物必修二
- 2 -
2．染色体结构变异的结果
(1)染色体上基因的数目或排列顺序发生改变，而导致性状的变异。
(2)大多数对生物体是不利的，有的甚至会导致生物体死亡。
二、染色体数目变异
1．变异类型和实例
类型 实例
个别染色体的增减
21三体综合征
以染色体组形式成倍增减 三倍体无子西瓜
2.染色体组
(1)组成
写出上图雄果蝇体细胞中一个染色体组所含的染色体：Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、X或 Ⅱ、高中生物必修二
- 3 - Ⅲ、Ⅳ、Y。
(2)组成特点
项目 特点
形态上 细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各不相同
功能上 控制生物生长、发育、遗传、变异的一组染色体
3.二倍体
4．多倍体
(1)概念起点：受精卵染色体组数：三个或三个以上染色体组实例：三倍体香蕉、四倍体马铃薯
(2)特点：茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加。
(3)人工诱导(多倍体育种)
方法 用秋水仙素处理或用低温处理
处理对象 萌发的种子或幼苗
原理 能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而使染色体数目加倍
5.单倍体
(1)概念：体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。 高中生物必修二
- 4 - (2)特点植株长得弱小高度不育
(3)应用：单倍体育种。
①方法：花药――→离体培养单倍体幼苗――→人工诱导用秋水仙素处理染色体数目加倍得到正常纯合子
高二生物《植物的组织培养技术》
40
一、基本过程
脱分化再分化外植体（离体的组织、器官或细胞）愈伤组织根、芽或胚状体完整植株
1.外植体
由活植物体上切取下来以进行培养的那部分组织或器官叫做外植体。一般取植物幼嫩部位（如茎
尖）或花药等。
2.愈伤组织
原指植物体的局部受到创伤刺激后，在伤口表面新生的组织。它由活的薄壁细胞组成，可起源于植物体任何器官内各种组织的活细胞。其特点是：排列疏松、无规则、高度液泡化、呈无定形状态的薄壁细胞，具有未分化特性。 知识点睛 第10讲 植物组织培养技术 41
愈伤组织形成过程中，没有叶绿素和叶绿体的形成，所以愈伤组织形成初期不需要充足的光照。通常使用细胞分裂素和生长素比例在1:l来诱导植物材料愈伤组织的形成。
3.胚状体
胚状体是在离体植物细胞、组织或器官培养过程中，由一个或一些体细胞，经过胚的发生和发育
过程，形成与合子胚相类似的结构。一般专指在组织培养条件下产生的非合子胚。
诱导胚状体需要的条件，因植物种类、部位和培养时组织细胞所处状况的不同而异。胚状体的诱导与外植体所处生理状况，内源激素的变化及遗传性、倍性等都有密切关系。
①胚状体的产生不需要任何激素，如烟草、曼陀罗和水稻等的花药培养。
②培养中需要生长激素或细胞分裂素或二者的组合，如檀香和石刁柏的愈伤组织培养。
③需先在有激素的培养基上诱导，然后转入低浓度激素或无激素的培养基中，如胡萝卜在诱导愈伤组织时需2,4-D，但由愈伤组织诱导出胚状体时，则需在没有2,4-D的培养基培养。
④某些天然产物，如椰乳，西瓜汁，酵母提取物，酪朊水解物或腺嘌呤等都有利于胚状体的发生。
二、理论基础：植物细胞的全能性
1. 细胞全能性的定义：指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。
2. 在生物的生长发育过程中，细胞并不表现出全能性，而是分化成各种组织和器官。
3. 细胞具有全能性的原因：含有该种生物全部遗传信息。
必修2 遗传与进化第五、六、七章检测
1 必修2遗传与进化第五、六、七章检测
一、单项选择（每题2分,共52分）
1、进行无性生殖的生物，其可遗传的变异来源是（ ）
A.基因突变和染色体变异 B.基因重组和染色体
C.基因重组和染色体变异 D.基因重组、基因突变和染色体变异
2、水毛茛是一种水生植物，它的叶生长在水中呈丝状，长在水面上呈扁片状，水毛茛叶的这种性状变异说明（ ）
A. 环境因素引起基因突变 B. 环境因素引起基因重组
C. 环境因素引起染色体变异 D. 表现型是基因型和环境条件共同作用的结果
3、一种植物只开红花，但在红花中偶然出现了一朵白花，若将白花种子种下去，它的后代都开白花，其原因是（ ）
A、自然杂交 B、基因突变 C、基因重组 D、染色体变异
4、下列关于基因重组的叙述中正确的是（ ）
A、有性生殖可导致基因重组 B、等位基因的分离可导致基因重组
C、非等位基因的自由组合和互换可导致基因重组 D、无性繁殖可导致基因重组
5、韭菜的体细胞中含有32条染色体，这32条染色体有8种形态结构，韭菜是（ ）
A、二倍体 B、四倍体 C、六倍体 D、八倍体
6、从下列情况中不属于染色体变异的是（ ）
A．第5号染色体短臂缺失引起的遗传病 B．第21号染色体多一条的唐氏综合症
C．同源染色体之间交换了对应部分的结构 D．用花药培养出了单倍体植株
7、用秋水仙素处理幼苗可诱导形成多倍体植物，秋水仙素的作用是 （ ）
A．使染色体再次复制 B．使染色体着丝点不分裂
C．抑制纺锤体的形成 D．使细胞稳定在间期阶段
8、2003年1月，100粒洛阳牡丹种子随“神舟四号”飞船一起遨游了太空。经太空试验的牡丹种子将（ ）
高中生物_植物细胞工程的实际应用教学设计学情分析教材分析课后反思
教学设计 第二节 植物细胞工程的实际应用
教师的组织和引导 个人札记
一、植物微型繁殖新途径
1．微型繁殖与无性生殖
2．微型繁殖与作物脱毒
3、人工种子
【知识网络体系】
【导入】
在植物微型繁殖新途径的教学中，首先无籽西瓜引入，引导学生让学生回忆植物组织培养技术的基本原理和过程，并思考利用这项技术能做哪些工作？
一、植物微型繁殖新途径
1．微型繁殖与无性生殖
微型繁殖是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，实际上是无性生殖的一种。在繁殖的过程中，细胞进行有丝分裂，因此亲、子代细胞内DNA相同，具有相同的基因，因此能保证亲、子代遗传特性不变。利用这种技术能高效快速实现种苗的大量繁殖。
设疑过度：马铃薯用块茎繁殖，时间一长，病毒积累过多，影响产量和质量，怎么办？
2．微型繁殖与作物脱毒、人工种子、单倍体育种
作物脱毒、人工种子、单倍体育种的培育过程均有采用微型繁殖的技术。作物脱毒主要是强调微型繁殖的取材一定是无毒（的如茎尖、根尖），才能繁殖出无毒的幼苗。
设置情景：通过人参果的介绍，激发学生学习兴趣，并思考种子繁殖的局限，应如何解决这一问题。
1、 人工种子
人工种子采用的还是微型繁殖的技术，但是只需培育得到胚状体、不定芽、顶芽和腋芽，包上人工种皮就可形成人工种子。人工种子与微型繁殖得到的幼苗一样能保持亲本的优良性状，另外还可不受气候、季节和地域的限制。
设置情景：如何利用高杆抗病DDTT和矮杆感病ddtt品种培育
矮杆抗病ddTT品种？
【经典例题剖析】
例1.甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种
回忆旧知识，激发学习兴趣。
举例说明：荷兰花卉
学生先自主思考学习，再讨论后回答。
联系到人参果，充分激发学生学习兴趣并联系实际解决生活问题，进行情感态度价值观的教育。
学生黑板上写出自己的思路，教师点评。 植物繁殖的新途径
高中生物必修2第6章第1节《杂交育种与诱变育种》训练案及答案
第1页（共10页） 第2页（共10页） 高一生物必修2《遗传与进化》 训练案
课 题 第6章 第1节 杂交育种与诱变育种 训练案
备课时间 授课时间 编 号
备课教师 备课组长 课 型
学习目标
一、选择题：
1、 育种专家用高杆抗锈病水稻与矮杆不抗锈病水稻杂交，培育出了矮杆抗锈病水稻，这种育种的原理是 （ B ）
A．基因突变 B．基因重组 C．染色体变异 D．环境条件的改变
2、杂交育种依据的主要遗传学原理是 （ C ）
A．染色体变异 B．基因连锁互换 C．基因自由组合D．基因突变
3、两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传。要培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的方法是（ D ）
A．人工诱变育种 B．细胞工程育种 C．单倍体育种D．杂交育种
4．在杂交育种工作中，选择通常从哪一代开始（ C ）
A．F1 基因出现重组 B．F1 性状开始分离
C．F2 性状开始分离 D．P 基因开始分离
5．对下列有关实例形成原理的解释,正确的是 ( C )
A．无籽番茄的获得是利用了多倍体育种原理
B．培育无籽西瓜是利用了单位体育种原理
C．培育青霉素高产苗株是利用了基因突变原理
D．“多莉”羊获得是利用了杂交育种原理
6．既要提高农作物的变异频率，又要使后代变异性状较快稳定，可采用（ B ）
A．杂交育种法 B．诱变育种法
C．单倍体育种法 D．多倍体育法
7．小麦高秆(D)对矮秆(d)为显性，抗病(T)对易染病(t)为显性，两对基因可自由组合。现用DDTT与ddtt两个品系作亲本，在F2中选育矮秆抗病类型，其中最合乎理想的基因型在F2中所占比例（ A ）
高中生物几种育种原理及方法分析
高中生物几种育种原理及方法分析
1诱变育种
(1)原理：基因突变
(2)方法：用物理因素(如X射线、γ射线、紫外线、中子、激光、电离辐射等)或
化学因素(如亚硝酸、碱基类似物、硫酸二乙酯、秋水仙素等各种化学药剂)或空
间诱变育种(用宇宙强辐射、微重力等条件)来处理生物。
操作：射线或化学药品处理（萌发的种子或幼苗）、从大量变异个体中选择所需
类型
(3)发生时期：有丝分裂间期或减数分裂第一次分裂间期
(4)优点：能提高变异频率，加速育种进程，可大幅度改良某些性状，创造人类
需要的变异类型，从中选择培育出优良的生物品种;变异范围广。
(5)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，具有盲目
性。
(6)举例：青霉素高产菌株、太空椒、高产小麦、“彩色小麦”等
备注：
太空育种简介
太空育种主要是利用返回式卫星和高空气球所能达到的空间环境，通过强辐射、
微重力和高真空等条件诱发植物种子的基因发生变异的作物育种新技术。经历过
太空遨游的农作物种子返回地面后再进行种植，不仅植株明显增高增粗，果型增
大，而且品质也得到提高。我国从1987年开始太空育种。1987年8月5日我国发射的第9颗返回式卫星首次搭
载了青椒、小麦、水稻等一批种子，开始了我国太空育种的尝试。至今，我国已
先后8次进行了太空育种试验。经过太空育种的青椒、番茄、黄瓜、水稻等作
物，高产优质、抗病性强。美国曾进行过玫瑰的太空育种，希望获得玫瑰油产量
高的突变体；俄罗斯曾经进行过圣诞树的太空育种，现在大面积种植在西伯利亚
和哈萨克斯坦地区，从太空回来的圣诞树长得非常高大。2杂交育种
(1)原理：基因重组
(2)方法：连续自交，不断选种。(不同个体间杂交产生后代，然后连续自交，筛
选所需纯合子)
操作：选亲本杂交，杂交得F1、F1自交得F2、选择自交
(3)发生时期：有性生殖的减数分裂第一次分裂后期或四分体时期
(4)优点：使同种生物的不同优良性状集中于同一个个体，具有预见性。
(5)缺点：育种年限长，需连续自交才能选育出需要的优良性状。
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
1 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。
易错提醒 1单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理两个过程。
2单倍体育种一般应用于二倍体植物，因为若为四倍体植物，通过单倍体育种形成的个体不一定是纯合子。
3用秋水仙素处理植株使染色体数目加倍，若操作对象是单倍体植株，属于单倍体育种；若操作对象为正常植株，叫多倍体育种。不能看到“染色体数目加倍”就认为是多倍体育种。
4单倍体育种和多倍体育种都需用秋水仙素处理，使染色体数目加倍。单倍体育种在幼苗
2 期处理，多倍体育种在种子萌发期或幼苗期处理。
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(♀×♂)→F1(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(♀×♂)→F1――→⊗F2→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F1→F1自交→获得F2→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F1→F1雌雄个体交配→获得F2→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F2个体。
(完整版)高中生物育种方法原理汇总
名称 原理 方法 优点 缺点 应用
杂交
育种 基因
重组 杂交→自交→筛选出符
合要求的表型，通过自
交至不再发生性状分离
为止。 使分散在同一
物种不同品种
间的多个优良
性状集中于同
一个体上，即
“集优”。 (1)育种时间长；
(2)局限于同种或
亲缘关系较近的
个体 用纯种高秆抗病与矮秆不抗病小麦
培育矮秆抗病小麦
诱变
育种 基因
突变 (1)物理：紫外线、射线、
激光等；
(2)化学：秋水仙素、硫
酸二乙酯等。 提高变异频
率；加快育种
进程；大幅度
改良性状。 有利变异少，工
作量大，需大量
的供试材料。 高产青霉素菌株
单倍体
育种 染色体
变异 二倍体花药离体培养
单倍体秋水仙素处理
纯合体 大大缩短育种
年限；子代均
为纯合体。 技术复杂 用纯种高秆抗病与矮秆不抗病小麦
快速培育矮秆抗病小麦
多倍体
育种 染色体
变异 用一定浓度秋水仙素处
理萌发的种子或幼苗 植株茎秆粗
壮，果实、种
子都比较大，
营养物质含量
提高。 技术复杂；发育
延迟，结实率低，
一般只适合于植
物 三倍体无籽西瓜、八倍体小黑麦
转基因
育种 异源
DNA重
组 提取目的基因→与运载
体结合→导入受体细胞
→目的基因的检测与表
达→筛选出符合要求的
新品种 目的性强；育
种周期短；克
服远缘杂交不
亲和的障碍 技术复杂；生态
安全问题多 转基因抗虫棉
细
胞
工
程
育
种 植物细胞
杂交 植细胞的
全能性 去细胞壁→
诱导融合→
组织培养获
得植株 克服远缘杂交不亲
和的障碍；大大扩展
了用于亲本杂交组
合的范围 技术
复杂 可育性，如“白菜-甘蓝”的培育
动物体细
胞克隆 细胞核的
全能性；
细胞增殖 核移植、胚胎
移植 克服远缘杂交不亲
和的障碍；可用于繁
育优良动物、濒危动
物。 技术
复杂 克隆羊“多莉”
动物细胞
融合 细胞增殖 细胞融合、细
胞培养 克服远缘杂交不亲
和的障碍。 技术
复杂 单克隆抗体的
制备
一 多倍体育种
定义：通过增加染色体组数以改造生物遗传基础，从而培育出符合人类需要新品种的方法。
花药离体培养和单倍体育种的区别,花药离体培养能不能体现全能性
1 花药离体培养和单倍体育种的区别，花药离体培养能不能体现全能性
回答花药离体培养和单倍体育种之间关系比较密切，但是二者的步骤以及结果是不相同的，花药离体培养是一种组织培养技术，主要是为了获得单倍体植株。而单倍体育种是一种育种方法，在得到单倍体幼苗后，使用秋水仙素对其进行处理，将植株染色体加倍，恢复为二倍数。
一、花药离体培养和单倍体育种的区别
1、区别
（1）花药离体培养和单倍体育种之间关系密切（花药离体培养是单倍体育种的第一个步骤），但是二者的步骤以及结果是不相同的。
（2）花药离体培养是一种组织培养技术，主要是为了获得单倍体植株；而单倍体育种是一种育种方法，在得到单倍体幼苗后，使用秋水仙素进行处理，将植株染色体加倍。
2、操作过程
（1）花药离体培养：将花药通过无菌操作技术，接种到培养基上进行培养，让花粉多次进行分裂，形成类似胚胎的胚状体或愈伤组织，然后诱导愈伤组织分化出芽和根，最终发育成为植株。
（2）单倍体育种：在进行完花药离体培养之后，使用秋水仙素处理单倍体幼苗，让植株的染色体数目加倍，恢复为二倍数。
二、花药离体培养能不能体现全能性
1、花药离体培养可以体现植物细胞的全能性，因为花药离体培养最终形成了单倍体植株。
2、全能性的定义：已经分化的细胞，仍然具有发育成完整生物体的潜能。 2 3、花药离体培养原理：植物体细胞在植物体内时，受到束缚，只能表现出部分的功能，但是遗传潜力并未丧失，一旦脱离束缚，并加以一定的诱导，即可表现出全能性，由单个细胞发育成愈伤组织，然后成为胚状体，进而长成完整的植株。
几种常用的育种方法比较
几种常用的育种方法比较
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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