基本介紹中文名:染色體倍性？Mbth:染色體倍性所屬學科:生物學所屬領域:細胞學分類:同源多倍體、異源多倍體、非整倍體符號:n定義、世代交替、個體發育過程、物種形成、人工誘導、倍性變化育種、染色體變異、名詞、句子、定義正常配子細胞或壹半體細胞染色體所含染色體數稱為壹組單倍體。壹個生物體的壹套完整的單倍體稱為該生物體的基因組或基因組。具有壹個基因組的細胞和由這樣的細胞組成的個體稱為單倍體(n)，具有兩個基因組的細胞稱為二倍體(2n)，具有兩個以上完整基因組的細胞稱為多倍體，包括三倍體(3n)和四倍體(4n)。同壹基因組形成的多倍體稱為同源多倍體，不同來源的不同基因組形成的多倍體稱為異源多倍體。另外，基因組不完整的細胞或個體稱為非整倍體或非整倍體(見染色體畸變)。許多植物的基因組包含幾個祖先物種(基本物種)的基因組。基礎物種的基因組稱為基礎基因組，另壹個用X表示，它包含的染色體數目稱為基數。相應地，含有幾個祖先物種染色體的物種稱為復合物種，其含有的染色體數為2n = 2 ∑ x，復合物種也常被稱為多倍體物種。例如，普通小麥通常被稱為二倍體(2n)植物，它也是異源六倍體植物。其體細胞的染色體數為2n=6x=42。在世代交替中，壹般的二倍體生物在有性繁殖的過程中，通過生殖細胞的減數分裂，將原來二倍體的染色體數目減少壹半，達到單倍體數目。單倍體雌配子和雄配子受精形成二倍體合子。在二倍體生物的生活史中，二倍體體細胞和單倍體性細胞形成正常的交替。在動物界，生殖細胞減數分裂後直接形成單倍體卵子和* * *。在植物界，二倍體孢子體的孢子母細胞通過減數分裂形成，孢子通過有絲分裂形成雌、雄配子體，然後配子體產生卵子和(或)* * *，精卵受精產生二倍體合子，合子再發育成孢子體。因此，在植物中，二倍體孢子體和單倍體配子體在個體生活史中形成明顯的世代交替。單倍體和二倍體的交替是真核生物有性生殖過程中的普遍現象。大多數低等真核生物，如黴菌，是單倍體，少數物種，如啤酒酵母，是二倍體。在這些基本上是單細胞的生物體內，往往沒有嚴格區分營養細胞和配子細胞，也很容易得到它們的多倍體。在高於真菌和藻類的植物中，把不能獨立生活的壹代變成能獨立生活的壹代是比較困難的。比利時學者E.L. Mashal等人在191中首先通過無性繁殖將Mar-chantia polymorpha的二倍體孢子體再生為能夠獨立生活的二倍體配子體。德國學者R.von Wettstein在1924中用同樣的方法獲得了潮傘的八倍體孢子體。這些是生物個體生活史中最早的利用染色體加倍現象改變染色體數目的例子。高等開花植物的孢子體在個體生活史中已經發展成為能夠獨立生活的主體，而配子體則變得隱蔽、短命、寄生。印度學者S. Guha和S. C. Mahesh Wali於1964年首先通過花藥離體培養將曼陀羅單倍體小孢子發育成植株，即將配子體轉化為孢子體。自20世紀70年代以來，通過未授粉的子房培養更容易誘導單倍體，使得在高等植物中人工產生單倍體孢子體成為可能，而在自然界中通過孤雌生殖(或孤雌生殖)產生的單倍體。在種子植物中，胚乳是由胚囊的兩個極核和壹個精核雙受精形成的三倍體組織。胚乳細胞也可以通過組織培養發育成三倍體植株。在動物界，膜翅目昆蟲蜜蜂的受精卵發育成二倍體雌蜂和工蜂，未受精卵發育成單倍體雄蜂。雄蜂第壹次減數分裂後期，所有染色體都集中在壹極，只形成壹個未減數的核。只是在第二次減數分裂時，子代染色體平均分成兩極，使兩個* * *仍然保持單倍體的染色體數目。有絲分裂是個體發育過程中的正常現象，在生物體細胞增殖過程中保持恒定的染色體數目。這是通過脫氧核糖核酸(DNA)的復制以及隨後的染色體、細胞核和細胞的分裂來實現的。只要其中壹個步驟受到幹擾，就會引起有絲分裂的各種異常現象，從而導致染色體倍性的變化。如果只有DNA復制而沒有相應的染色體分裂，細胞核停留在有絲分裂的初始階段，結果就會像果蠅壹樣在唾液腺細胞中形成巨大的多基因。如果被抑制的不是染色體分裂，而是核分裂，那麽每個細胞中的染色體數量就會呈指數增長，從而形成不同倍性的內二倍體，這就是所謂的內有絲分裂。內多倍體現象在動物(包括人類)中相當普遍。人在11 ~ 20歲時肝細胞中常出現四倍體，21歲後出現八倍體。尖音庫蚊幼蟲腸壁核中也存在內二倍體，其二倍體染色體數目為6，而腸壁細胞中的數目為12，24，48，96，甚至達到192。在植物中，果實的永久組織中也有8n，甚至多達32n的多倍體細胞。如果有絲分裂只進行核分裂而不進行細胞分裂，結果就會形成多核細胞，如花藥絨氈層細胞。壹個細胞中兩個細胞核融合，使原來的二倍體細胞變成四倍體，這在植物界相當普遍，在許多動物中也存在。壹般認為這是多倍體細胞的主要來源。植物愈傷組織中常常以這種方式產生多倍體細胞。這樣形成的多倍體細胞如果不嚴重幹擾器官分化，就會導致多倍體生物。植物中細胞分化程度較低，許多能分裂的細胞仍保持發育全能性，從而增加了多倍體細胞分化為多倍體植物的可能性。大約壹半的高等開花植物是多倍體(復合種)。雌雄同體的低等動物也有多倍體。在物種形成中，荷蘭學者H. de Fries在1886 ~ 1904年間發現的巨型月見草，後來被鑒定為同源四倍體。天然同源多倍體物種不僅在動物中極其罕見，在植物界也是如此。異源多倍體在植物界非常普遍。丹麥學者O. Winer在1917年提出了異源多倍體起源的理論，認為是種間雜交和染色體加倍後形成植物物種的重要方式。種間雜交和雜種染色體的加倍可以在短時間內完成，因此可以在自然界觀察到這種新物種的出現和擴展，而且可以人工控制。1931年，C.L. Huskins報道了互花米草的出現和發展。1870年在英國南海岸發現了米草屬的壹個新種，1902年擴大到數千畝，1906年在法國海岸出現，然後分布到世界各地。米草是中國植物生態學家鐘崇信於1963年從英國引入中國的，70年代末已成為南北沿海牧場的重要牧草。認為該新種是由具有56條染色體的歐洲本土米草(S.stricta)與具有70條染色體的美國米草(S.alterniflora)自然雜交形成的異源多倍體，其染色體數目為126，是其兩個親本物種的染色體數目之和。開花植物中的許多物種是多倍體(見表)。在單子葉植物中，天南星科、鳶尾科、龍舌蘭科、蘭科和莎草科占多倍體物種的90%以上。幾乎所有禾本科竹類植物都是多倍體。意大利學者B. Pernice首先通過人工誘導發現了秋水仙堿對有絲分裂的影響。在1889中，他描述了狗的胃內壁細胞在中期被秋水仙堿抑制，紡錘體被破壞，染色體的行動癱瘓，異常的有絲分裂在中期大部分停止。這種由秋水仙堿引起的異常分裂稱為秋水仙堿有絲分裂(簡稱C-有絲分裂)。1937美國植物遺傳學家A.F. Blacks利用秋水仙堿成功地將曼陀羅等植物的染色體數目加倍。65438-0962年，我國遺傳學家嚴以C-有絲分裂為指標，從有機汞農藥中篩選出富民農，並成功利用其使水稻、黑麥、小麥-黑麥雜種等植物染色體數目加倍。1932年，美國植物遺傳學家L.F. Randolph對玉米的受精穗進行短時間高溫處理，使未成熟胚的細胞變成四倍體，從而獲得多倍體玉米植株的全部或部分。相反，當染色體不再復制，但核分裂和細胞分裂照常進行時，多倍體細胞可以通過同源染色體配對和體細胞減數分裂恢復到二倍體水平。壹般來說，單倍體花最小，二倍體、三倍體、四倍體依次增加。在花卉植物中，郁金香(圖利帕)、唐菖蒲(劍蘭)和鳶尾-賈納(鳶尾-賈納)的選擇歷史反復證明，選擇大花可以獲得多倍體。壹般來說，單倍體的生長比二倍體差，三倍體和四倍體比二倍體好或接近二倍體。就種子器官而言，四倍體比二倍體大。對於有性生殖來說，任何倍性為單數的都會因為減數分裂的幹擾而不育。這是單倍體分布的隨機性導致大量非整倍體大、小孢子無活力的結果。對於不收獲種子的植物來說，運動種三倍意義重大。這方面最成功的例子是三倍體甜菜和三倍體無籽西瓜。以四倍體甜菜為母本，與二倍體品種交替種植。因此，從四倍體植物中收獲的約75%的種子是三倍體。1953年，三倍體甜菜在日本首次推廣。到20世紀60年代初，在西歐，三倍體甜菜幾乎完全取代了原來的二倍體品種。日本廣泛種植的壹個耐寒茶品種和壹個耐寒桑品種是三倍體，最好的兩個除蟲菊品種也是天然三倍體。美國大約四分之壹的蘋果品種是三倍體。瑞典的森林培育者發現，三倍體楊樹比普通楊樹生長快壹倍。無籽香蕉是天然的三倍體。日本植物遺傳學家木原在1951年首次利用三倍體不育的特性成功培育出三倍體無籽西瓜。在異源多倍體育種方面，蘇聯學者тддддддддддддддддддддддддддддддддддддддддддддгдддддгдддгдддгддггдддддддддддгддддддд這些多倍體往往具有優良的生產性能。如小麥與黑麥雜交染色體數目加倍形成的八倍體小黑麥，具有抗逆性強、穗大、蛋白質含量高、生長勢強等優點。但也存在結實率低、種子不足等嚴重不足。因此，這種人工異源多倍體原種必須通過育種程序克服其缺點，發揮其優點，才能在生產中發揮作用。1972年，美國遺傳學家P.S. Carlson等人用原生質體融合法將灰綠煙草和藍綠煙草的體細胞融合，並誘導成植物。體細胞融合形成的雜種與有性過程產生的異源多倍體在染色體數目、形態和生理特征上完全相同。這種方法有可能克服遠緣雜交的困難，從而獲得種、屬甚至科之間的雜種，為多倍體育種開辟壹條新的途徑。染色體變異名詞1、染色體變異:在光學顯微鏡下可以看到染色體結構或染色體數目的變異。2.染色體結構變異:指細胞內壹條或多條染色體發生缺失(壹條染色體片段消失)、增加(壹條染色體片段增加)、倒位(壹條染色體片段倒位180o)或易位(壹條染色體片段轉移到另壹條非同源染色體上)等變化。3.染色體數目變異:指細胞內染色體數目的變化。4.基因組:壹般將生殖細胞中壹組形狀和大小不同的染色體稱為基因組。細胞內有幾條形態相同的染色體，也就是說有幾個染色體組。5.二倍體:任何體細胞中有兩條染色體的個體稱為~。比如人類，果蠅，玉米。大多數動物和高等植物都是二倍體。6.多倍體:任何體細胞中含有三條以上染色體的個體稱為~。例如，馬鈴薯含有四個染色體組，稱為四倍體，普通小麥含有六個染色體組，稱為六倍體(普通小麥體細胞6n，42條染色體，壹個染色體組3n，21條染色體)。)，7，二倍體:體細胞中任何壹個染色體組的個體稱為~。8.單倍體是指其體細胞含有本物種配子染色體數目的個體。9.花藥離體培養:將不同優勢的品種雜交，將F1的花離體培養形成單倍體植株，用秋水仙堿將單倍體染色體加倍，選擇符合條件的個體作為種子。語句1。染色體變異包括染色體結構的變異(染色體上基因的數量和排列順序發生變化)和染色體數目的變異。2.多倍體育種:a .原因:在細胞有絲分裂過程中，染色體被復制後，由於外界條件的劇烈變化，細胞分裂停止，細胞內染色體數目加倍。(當紡錘體在細胞有絲分裂後期被破壞時，細胞可以不經過後期而回到間期，從而使細胞內的染色體數目加倍。)b、特點:營養成分含量高；但發育遲緩，結實率低。c .人工誘導多倍體在育種中的應用:常用方法——用秋水仙堿處理發芽的種子或幼苗；秋水仙堿的作用——秋水仙堿抑制紡錘體的形成；實施例:三倍體無籽西瓜(四倍體西瓜通過用秋水仙堿處理二倍體西瓜幼苗獲得；二倍體西瓜與四倍體西瓜雜交獲得三倍體西瓜種子。三倍體西瓜聯想障礙，不能產生正常配子。)，八倍體小黑麥。3.單倍體育種:形成原因:是生殖細胞不經受精直接發育形成的。比如蜜蜂中的雄蜂是單倍體動物；由玉米花粉直接發育的植株是單倍體植株。特點:生長發育弱，不孕率高。單倍體育種的常用方法是花藥離體培養。意義:大大縮短配種年齡。單倍體的優點是大大縮短育種周期，速度快。單倍體植株是人工加倍染色體後的純合二倍體，其後代不會分離，很快成為穩定的新品種，培育的種子絕對純凈。4.壹般幾個基因組稱為倍性。如果壹個個體是由這個物種的配子不經受精直接發育而來，那麽無論它有多少條染色體，都稱為“單倍體”。5.生物育種的方法總結如下:①誘變育種:用物理或化學因子處理生物，誘導基因突變，提高突變頻率，選育優良品種。實施例-青黴素生產菌株的培養。(2)雜交育種:利用生物雜交產生的遺傳重組，結合兩個親本的優良性狀，培育出所需的優良品種。例——通過高稈抗銹病小麥與矮稈抗銹病小麥雜交，育成新型矮稈抗銹病小麥(3)單倍體育種:通過花藥離體培養獲得單倍體，然後通過人工誘導使染色體數目加倍，快速獲得純合體。單倍體育種可以大大縮短育種周期。(4)多倍體育種:通過人工方法獲得多倍體植株，然後利用其變異選育新品種的方法。秋水仙堿通常用於處理發芽的種子或幼苗以獲得多倍體植物。)例——三倍體無籽西瓜和八倍體小黑麥的培育(6n普通小麥和2n黑麥雜交獲得4n後代，再用秋水仙堿使染色體數目加倍到8n，即為八倍體小黑麥)。