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【引用】单倍体能产生种子吗?  

2012-06-01 15:27:34|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文转载自甘肃省天水市张家川县第一高级中学李树学《单倍体能产生种子吗?》

单倍体能产生种子吗?

高等植物单倍体的是否可以产生种子应分三种情况讨论:

一是,二倍体高等植物的单倍体,由于其细胞中染色体没有同源染色体,在减数分裂时不能正常联会,导致配子中很少能得到一套完整的染色体,这样的配子一般都不能发育成花粉或胚囊,从而造成单倍体的严重不育。如二倍体玉米的单倍体(细胞中含10条染色体)减数分裂时,形成正常配子的概率为(1/2)10=1/1024,所以很难得到种子。

二是,高等植物的同源四倍体,其形成的多元单倍体是可育的,如四倍体玉米的单倍体(细胞中含20条染色体),其中大部分正好含有两个染色体组,可正常进行减数分裂,所以其是可育的,能产生种子。

三是,高等植物的异源四倍体,其形成的多元单倍体是不可育的,如二粒小麦(细胞中染色体组成记为AABB)是由两种野生型二倍体小麦(一种野生型二倍体小麦细胞中染色体组成记为AA,则另一种记为BB)的杂种(AB)偶然经过自发地染色体加倍,形成了野生的四倍体小麦(细胞中染色体组成记为AABB),经长期载培驯化形成了二粒小麦,其单倍体(细胞中染色体组成记为AB),在减数分裂时也不能正常联会,从而导致严重不育,很难形成种子。

二倍体自交后代是二倍体 ;四倍体自交后代是四倍体 ;由于三倍体是高度不育的 ,所以三倍体不能自交产生后代 ;而单倍体自交后是单倍体吗 ?

同源四倍体是正常二倍体通过染色体加倍形成的,单倍体自交后是二倍体.

同源多倍体(偶数倍体)的单倍体的育性如何?比如马铃薯的单倍体能进行有性繁殖吗?

高中《生物》教材中,说到“与正常植株相比,单倍体植株长得弱小,而且是高度不孕”这是为什么呢?高等植物的单倍体和二倍体比较,一般体型较小,有时还会出现白化苗,这可能由于遗传物质的减少而呈现的基因剂量效应和基因缺陷的影响所导致。当减数分裂时,染色体成单价体存在,没有相互联会的同源染色体,所以最后染色体无规律地分离到配子中去,结果极大多数不能发育成正常配子,因而表现出高度不孕。例如,玉米的单倍体有10条染色体,减数分裂时各单价体分向两极的几率如分别以A和B代表时,由于单价体的随机分离分形成含有1条—10条不同数目染色体的配子,其几率反映在下列二项式的分布中:(a+b)10=1a10b0+10a9b1+45a8b2+120a7b3+210a6b4+242a5b5+210a4b6 +120a3b7+45a2b8+10a1b9+1a0b10 在这里,单一的单价体染色体分向a极或b极的几率相等,即各为1/2,那么10条染色体都分向a极的几率为:a10b0=(1/2)10×(1/2)0=1/1024;全部分向b级的几率为:a0b10=(1/2)0×(1/2)10=1/1024。得到全组10条单价染色体的可育配子的几率应合并起来为1/1024+1/1024=1/512。而卵母细胞(胚囊母细胞)经减数分裂只产生一个有效配子,所以玉米形成可孕的雌配子的几率是1/1024。而单价体的减数分裂过程中常存在分离落后现象,不能纳入子细胞的新核中,所以实际上获得可育配子的几率比理论值要低一些。要想可孕,就必须同时得到正常可育的雌雄配子,而从单倍体玉米植株上同时得到正常可育、相互授粉而受精的雌雄配子的机率为:1/512×1/1024=1/524288,而正常可育的配子能否相遇的机会实际上比理论值可能更小的。显然,单倍体玉米是高度不孕的,如果单倍体植株的染色体数目多于10条,以上各项几率就更低了,这就是单倍体高度不孕的原因。关于含有多价染色体的单倍体,可分为同源多倍体和异源多倍体。同源多倍体(偶数倍体)的单倍体具有相同的染色体组,相同染色体组的染色体之间相互联会,从而产生正常可育的配子,因此有相当高的可孕性。如马铃薯、紫苜蓿等。来自异源多倍体的单倍体,由于具有几个异源的染色体组成或者同源的染色体组,能否联会或出现部分联会,要由染色体的性质决定。如小麦属、棉属、烟草属等作物的单倍体,一般在减数第一次分裂时不能联会或联会的频率很低,所以,可孕性也是很低的。

单倍体不都是不可育的吗?雄蜂为什么是可育的?

蜜蜂由蜂王、雄蜂和工蜂组成,其中蜂王和工蜂是由受精卵发育而来的,雄蜂是由未受精的卵细胞发育而来的。蜂王和工蜂是二倍体(2N=32),雄蜂是单倍体(n=16)。     雄蜂在产生精子的过程中,它的精母细胞进行的是一种特殊形式的减数分裂。减数第1次分裂中,染色体数目并没有变化,只是细胞质分成大小不等的两部分。大的那部分含有完整的细胞核,小的那部分只是一团细胞质,一段时间后将退化消失。减数第2次分裂,则是1次普通的有丝分裂:在含有细胞核的那团细胞质中,染色单体相互分开,而细胞质则进行不均等分裂,含细胞质多的那部分(含16条染色体)进一步发育成精子,含细胞质少的那部分(也含16条染色体)则逐步退化。雄蜂的1个精母细胞,通过这种减数分裂,只产生1个精子,精母细胞和精子都是单倍体细胞。这种特殊的减数分裂称为“假减数分裂”。

1.通过单倍体的途径培育小麦新品种可以大大缩短育种年限,培育单倍体所用的花药应取自于( )

A.某一优良品种 B.被确定为父本的品种 C.F1 D.F2

答:c 因为父本和母本都是相对性状纯合子,F1则为杂合子.
例:AABB*aabb
       /
AaBb{F1} 第一年:获得F1
   /  /   \   \
花药离体培养 第二年:F1的幼苗生长及采花药,幼苗秋水仙素处理

AB Ab aB ab
 /  /  \  \
秋水仙素处理
AABB  AAbb  aaBB  aabb

 

 

2.将二倍体玉米的幼苗用秋水仙素处理,待其长成后用其花药进行离体培养得到了新的植株,有关新植株的叙述正确的一组是(     )

①是单倍体                  ②体细胞内没有同源染色体

③不能形成可育的配子         ④体细胞内有同源染色体

⑤能形成可育的配子           ⑥可能是纯合子也有可能是杂合子

⑦一定是纯合子              ⑧是二倍体

A.④⑤⑦⑧         B.①④⑤⑥      C.①②③⑥      D.①④⑤⑦

B解析:将二倍体玉米的幼苗用秋水仙素处理,染色体数目加倍成四倍体,待其长成后用其花药(2n)进行离体培养得到了新的植株(2n),是单倍体,体细胞内有同源染色体,能形成可育的配子,可能是纯合子也有可能是杂合子。


 

 

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