诱变育种的原理和操作过程12

诱变育种的原理和操作过程

考情分析

知识梳理

一、单倍体育种

1．原理

染色体数目以染色体组的形式成倍减少,然后经人工诱导使染色体数目加倍从而获得纯种. 2．过程与方法

单倍体育种包括花药离体培养和人工诱导染色体数目加倍两个关键步骤.育种中通过杂交把不同品种的优良性状集中到F1植物体上,然后利用F1个体产生的花粉进行离体培养,培育出单倍体幼苗,再诱导染色体数目加倍,进而获得目标品种,如下图所示：

3．优点与不足

（1）优点

单倍体育种和杂交育种相比而言,能明显缩短育种年限,一般只需要2年时间,便可以获得纯合新品种.

（2）不足

技术性较强,并且必须和杂交技术以及诱导染色体加倍技术结合使用.

4．实例

现有高杆抗病小麦DDTT、矮杆易感病小麦ddtt,欲培育出矮杆抗病小麦ddTT,育种方案如下图：

二、多倍体育种

1．原理

染色体数目以染色体组的形式成倍增加.

2．过程与方法

多倍体育种目前最常用而且最有效的方法是利用秋水仙素直接处理萌发的种子或幼苗,已

获得优良性状的多倍体植株.三倍体无籽西瓜的培育就是一个典型案例,如下图所示：

3．优点与不足

（1）优点

经多倍体育种获得的植株和二倍体相比,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,有些植物的抗寒性等抗逆能力增强.

（2）不足

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、育种的综合考察

1．列表比较几种常见生物育种方式

2．有关育种的两点方案

（1）根据不同育种目标选择不同育种方案

（2）育种技术中的“四最”和“-明显”

①最简便的育种技术——杂交育种.

②最具预见性的育种技术——转基因技术或细胞工程育种.

③最盲目的育种——诱变育种.

④最能提高产量的育种——多倍体育种.

⑤可明显缩短育种年限的育种——单倍体育种.

3．几种育种方式的注意点

（1）单倍体育种与多倍体育种的操作对象不同.单倍体育种操作的对象是单倍体幼苗,多倍体育种操作的对象是正常萌发的种子或幼苗.

（2）诱变育种：多用于植物和微生物,一般不用于动物的育种.

（3）杂交育种：不一定需要连续自交.若选育显性优良纯种,需要连续自交筛选,直至性状不再发生分离；若选育隐性优良纯种,则只要出现该性状个体即可.

【易错提醒】

（1）单倍体并不一定是一倍体；

（2）花药离体培养获得单倍体,虽然是植物组织培养的一种形式,但花粉粒是减数分裂产生的,因此属于有性生殖；

（3）单倍体育种获得的一般是纯合子,但当多倍体的花粉经离体培养,秋水仙素处理后,可能产生杂合子；

（4）单倍体绝大多数都是不育的,但当细胞内具有相同的染色体组,同源染色体之间可以联会,

就是可育的；

（4）某些动物虽然体内只有一个染色体组,但也是可育的,如雄峰、雄蚁,孤雌生殖的蚜虫,经特殊减数分裂产生正常的配子,也是可育的；

（5）无籽西瓜培育过程中,获得三倍体种子时,一定是四倍体做母本,二倍体做父本,而不能颠倒过来.

趣味生物

香蕉天生就无籽吗

香蕉不像苹果、桔子，果实里看不到一粒的种子，人们就以为香蕉根本就没有种子，其实不是这样的。在植物界里，有花植物的开花结果是一种自然规律。香蕉是有花植物的一种，因此它也会开花结籽。为什么我们吃的香蕉没有籽呢？因为这些香蕉是人们经过人工培育后改良而来的。在人工栽培、灌溉、施肥和选择土壤的条件下，野香蕉朝人们希望的样子发展，改变了结硬种子的本性。其实我们吃的香蕉果肉里还会看到一排排褐色的小点子，那就是退化了的种子。

现在，人们都利用香蕉的吸芽和地下茎进行无性繁殖。海南岛有一种野生香蕉，里面有坚硬的种子，大小跟玉米粒差不多。非洲有一种香蕉，一粒种子竟有半寸长。可见，野生的香蕉是有果有籽的，而人工栽培的香蕉是有果无籽的。

典例精炼

【例1】玉米和烟草等在自然条件下偶尔也会出现单倍体植株,其原因是

A．由未受精的卵细胞发育而来

B．由高度不育的植株发育而来

C．采用花药离体培养发育而来

D．由单倍体植株杂交发育而来

【答案】A

【解析】单倍体由配子发育而来,体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体.如果某个体由本物种的配子不经受精直接发育而成,则不管它有多少染色体组都叫“单倍体”.

玉米和烟草等在自然条件下,由未受精的卵细胞发育成的植株是单倍体植株,A正确；高度不育的植株不能发育成单倍体植株,B错误；单倍体植株是偶尔出现的,不是用花药离体培养发育而来,C错误；单倍体植株长得弱小,高度不育,不可能通过杂交形成单倍体植株,D错误. 【总结】本题主要考查单倍体的相关知识,意在考查学生的识记能力和判断能力,运用所学知识分析问题的能力.单倍体生物是指未经受精作用,由生殖细胞发育而来的生物．

【练1-1】下列有关单倍体育种的叙述,正确的是

A．单倍体育种的遗传学原理是基因重组

B．单倍体育种常用一定浓度的秋水仙素处理萌芽的种子

C．单倍体育种的优势之一在于明显缩短育种年限

D．单倍体育种得到的植株属于单倍体

【答案】C

【解析】单倍体育种的主要遗传学原理是染色体数目变异,A错误；由于单倍体植株高度不育,不能形成种子,所以单倍体育种常用一定浓度的秋水仙素处理幼苗,B错误；单倍体育种可形成纯合的二倍体,可明显缩短育种年限,C正确；单倍体育种得到的植株一定不属于单倍体,一般是纯合的二倍体,D错误.

【练1-2】根据遗传学原理,能快速获得纯合子的育种方法是（）

A．杂交育种B．多倍体育种C．单倍体育种D．诱变育种

【答案】C

【解析】杂交育种的方法通常是选出具有不同优良性状的个体杂交,从子代杂合体中逐代自交选出能稳定遗传的符合生产要求的个体,其优点是简便易行,缺点是育种周期较长,A错误；单倍体育种的过程一般是首先花药离体培养,从而获得单倍体植株,然后进行秋水仙素加倍,从而获得所需性状的纯合个体．单倍体育种的优点是能迅速获得纯合体,加快育种进程,B正