染色体变异与育种

1．基因重组、基因突变和染色体变异的比较

（1）基因重组

①实质：控制不同性状的基因重新组合，产生新的基因型

②过程：减数分裂形成配子时，非等位基因的自由组合和等位基因的互换

③特点：后代中重组产生的变异类型有一定的比例规律，是变异的主要来源

④实例：黄圆与绿皱豌豆杂交，后代产生黄皱与绿圆个体

（2）基因突变

①实质：基因分子结构发生改变，产生新的基因

②过程：复制过程中，基因中脱氧核苷酸的增、减和改变

③特点：发生频率低，有害变异多，是变异的根本来源，进化的重要因素之一

④实例：镰刀型细胞贫血症

（3）染色体变异

a、多倍体

①实质：染色体组成倍增加，产生新的基因型

②过程：细胞分裂过程中，染色体复制后，不能形成两个子细胞

③特点：器官大，养分多；成熟迟，结实少

④实例：普通小麦（六倍体）、三倍体无子西瓜等

b、单倍体

①实质：染色体组成倍减少，产生新的基因型

②过程：有性生殖过程中，配子不经受精作用而单独发育成个体

③特点：植株弱小，高度不育

④实例：雄蜂、单倍体玉米等

2．单倍体与多倍体的比较

（1）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，染色体组数不确定

②成因

a、自然成因：单性生殖的结果

b、人工诱导：花药离体培养

③发育过程：

④判断方法：发育起点为配子

⑤植株特点:植株弱小，生长发育快

⑥可育性:高度不育

⑦应用:单倍体育种

（2）多倍体

①概念：体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体

②成因

a、自然成因：外界环境条件剧变

b、人工诱导：秋水仙素处理萌发的种子或者幼苗

③发育过程：

④判断方法：发育起点为受精卵或者合子

⑤植株特点:植株粗大、营养物质含量高，生长发育迟缓

⑥可育性:可育，但结实性差

⑦应用:多倍体育种

3．几种育种方法的比较

（1）利用植物激素

①实例：利用人工合成的一定浓度的生长素溶液处理没有受粉的番茄雌蕊柱头，获得无子番茄。

②原理：雌蕊受粉后，发育着的种子里合成了大量生长素，能促使子房发育成果实。在没有受粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素，子房照常能发育成果实，因未受精，所以果实里没有种子。

③特点：果实的性状、果实细胞的基因型、染色体组数都与母本相同。

（2）杂交育种

a、通过杂交使亲本的优良性状组合在一起

①实例：小麦高茎(易倒伏)、抗锈病的纯种与矮茎(抗倒伏)、易染锈病的纯种杂交,培育出矮茎,抗锈病的品种。

②原理：两对等位基因位于两对同源染色体上。遵循基因的自由组合定律，导致基因重组，子代出现亲本优良性状的组合，而产生符合要求的新类型。

③特点：可以将不同亲本的优良性状集中在一起。

b、连续自交选择

①实例：小麦的抗病性状,多由显性基因控制，为获得稳定的抗病类型，需连续自交选择。

②原理：显性性状的基因型有纯合子和杂合子，其中纯合子能稳定遗传而杂合子自交后代会出现性状分离，选出显性个体必须再进行自交选择。

③特点：育种年限较长（自交选择5～6代）。

（3）人工诱变育种

①实例：青霉菌经X射线、紫外线照射以及综合处理，培育成青霉素产量很高的菌株。

②原理：用物理、化学因素处理生物，使之发生基因突变。

③特点：能提高变异的频率,后代变异性状能较快稳定,加速育种进程。能大幅度改良某些性状，但有利变异个体不多，需大量处理供试材料。

（4）多倍体育种

①实例：三倍体无子西瓜的培育

②原理：用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗,使之变为四倍体。然后用四倍体植株作父本，二倍体植株作母本,进行杂交，结出三倍体种子，三倍体种子长成三倍体植株，由于在减数分裂过程中,染色体联会紊乱，因而不能形成正常的生殖细胞。这时，授给二倍体西瓜成熟的花粉，刺激子房发育成果实(西瓜)，因胚珠未发育成种子，所以为无子西瓜。

③特点：目前采用三倍体西瓜幼苗组织培养的方法，扩大三倍体西瓜的种植面积。

（5）单倍体育种

①实例：抗病植株的育成

②原理：花药离体培养，使花粉粒直接发育成单倍体植株，再经人工诱导使染色体加倍。

③特点：自交后代不发生性状分离，可缩短育种年限。