（一）、基因突变的概念和实质
由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变，而引起的基因结构的改变叫做基因突变，基因突变是染色体的上某一个位点上基因的改变，基因突变使一个基因变成它的等位基因，并且通常引起一定的表现型的改变。
（二）、基因突变的原因
1、外因
物理因素（如X射线、激光等），化学因素（如亚硝酸），生物因素（如病毒和某些细菌等）。
2、内因
DNA分子复制过程中，基因内部的脱氧核苷酸的种类、数量或排列顺序发生局部的改变，从而改变了遗传信息。
（三）、基因突变的特点
基因突变是生物变异的根本来源，为生物的进化提供了最初的原材料，它具有五个主要特点：
（1）、在生物界中普遍存在；
（2）、随机发生；
（3）、自然突变频率低；
（4）、大多数突变对生物是有害的；
（5）、基因突变是不定向的。
（四）、基因重组
基因重组是指生物进行有性生殖过程中，控制不同性状的基因重新组合。基因的自由组合定律和基因的连锁和互换定律研究的遗传现象都是基因重组。通过有性生殖实现的基因重组，为生物的变异提供了丰富的来源，这是形成生物多样的重要原因之一，对于生物的进化具有十分重要的意义。
（五）、染色体变异的类型
染色体变异可分为染色体结构变异和染色体数目变异两种类型。
1、染色体结构的变异
也称染色体畸变，是由于染色体断裂造成的。主要有四种情况：
（1）、缺失：染色体片段丢失，其上面的基因也随之丢失。往往会造成生物个体生活力下降，或死亡。
（2）、倒位：同一染色体的断片重接过程中，某一断片旋转180℃后与另一断片重新拼接起来，造成畸变后的染色体上的基因顺序颠倒，以致生物产生不良的性状。
（3）、重复：一条染色体的断片接到同源染色体的另一条染色体上，造成一条染色体上有两个重复的片段，而另一条则出现缺失。
（4）、易位：一条染色体的断片，接到了非同源染色体上。
2、染色体数目变异
染色体数目的变异有两种情况。
（1）、倍增、倍减。
（2）、个别染色体的增加或减少。
（一）、染色体组及有关知识
1、染色体组概念
细胞中的一组非同源染色体，它们在形态和功能上各不相同，但是携带着控制一种生物生长发育、遗传和变异的全部信息，这样的一组染色体叫一个染色体组。
2、二倍体和多倍体
由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有两个染色体组的叫二倍体；体细胞中含有三个或三个以上染色体组的叫多倍体。
3、多倍体产生的主要原因
体细胞在有丝分裂过程中，染色体完成了复制，但是细胞受到外界环境条件或生物内部因素的干扰，纺锤体的形成受到破坏，以致染色体不能拉向两极，细胞也不能分裂成两个细胞，于是就形成了染色体数目加倍的细胞。这样的细胞再进行正常的有丝分裂就可以发育成染色体数目加倍的组织或个体。染色体加倍也可以发生在配子形成过程中，形成染色体加倍配子，受精以后发育成多倍体。
4、多倍体的特点
茎杆粗壮，叶片、果实、种子比较大，营养物质含量高，但发育延迟，结实率低。
（二）、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，叫单倍体。
2、特点
植株弱小，高度不育。
3、判断技巧
只要体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体就是单倍体，不能简单用染色体组数目多少来判断。单倍体细胞中含有的染色体组数目可能是一个，也可能是多个，要依形成单倍体的物种来决定。
4、应用
二倍体形成的单倍体虽然高度不育，但由于它不含有同源染色体，只含有单一基因，所以通过花药离体培育得到的单倍体，再用秋水仙素处理，就可以得到纯合体。
（三）、人工诱导多倍体在育种上的应用
多倍体植株，茎杆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类、蛋白质等营养物质的含量都较高。多倍体植物的特点已被用于生产实际中，为人类服务。人们常采用人工诱导多倍体的方法培育新品种。用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗。由于秋水仙素抑制了纺锤体的形成，导致处在分裂期的细胞染色体已复制，但不能分离，从而引起染色体数目加倍。
三倍体无籽西瓜培育过程：在二倍体西瓜幼苗期用秋水仙素处理得到四倍体植物，然后用四倍体植物作母本，用二倍体植株作父本进行杂交，得到含有三个染色体组的西瓜种子，种子种下后就得到三倍体西瓜植株。由于三倍体植株在减数分裂过程中联会紊乱，因而不能形成正常的生殖细胞。当三倍体植株开花时还需用二倍体成熟的花粉刺激子房发育成果实，由于没有受精作用，胚珠不能发育成种子，所以得到的是无籽西瓜。
