三倍体无子西瓜教学疑点问答-2019年教育文档

1、三倍体无子西瓜教学疑点问答三倍体无子西瓜是人工诱导多倍体在育种上的典型应用， 无 子西瓜以其含糖量高的优点， 深受人们喜爱。 我国种植的无子西 瓜已经推广，享誉国外。由于该部分内容涉及很多知识点，如培 育原理、秋水仙素的作用、正交、反交、多倍体、减数分裂以及 高等被子植物的个体发育等，因此在教学中，创设问题情境，设 问做答， 对于培养学生思维能力是大有益出的， 还能起到“温故 知新”的作用。下面试述几个问题：1. 三倍体无子西瓜的培育原理是什么？它和无子番茄的培 育原理是否相同采用人工诱导多倍体的方法。 用秋水仙素处理二倍体西瓜的 种子或幼苗， 使其在细胞分裂的中期， 阻碍纺锤丝和初生壁的生

2、成，使已经复制的染色体组不能分向两极， 并在中间形成次生壁。 结果就形成了染色体组加倍的细胞， 使普通二倍体西瓜染色体组 加倍而得到四倍体西瓜植株。 然后与二倍体西瓜植株 （作为父本） 杂交，从而得到三倍体种子。 三倍体的种子发育成的三倍体植株， 由于减数过程中， 同源染色体的联会紊乱， 不能形成正常的生殖 细胞。再用普通西瓜二倍体的成熟花粉刺激三倍体植株花的子房 而成为三倍体果实， 因其胚珠不能发育成种子， 因而称为三倍体 无子西瓜。无子西瓜的培育，是培育出三倍体植株，使其发生联 会紊乱，从而无法产生西瓜子 , 所以无子西瓜的培育原理是染色体畸变。2. 第一年所结西瓜是几倍体？第二年呢应当注

3、意： 种子是由胚珠的各部分发育而成， 果实由子房发 育而成。果皮种皮都是由西瓜体细胞发育来的 , 所以是有 4 个染 色体组； 所以第一年得到的西瓜应是四倍体西瓜， 其中的种子是 三倍体的。确切地说，该种子的胚是三倍体的，而种皮则是四倍 体的（该种皮由四倍体的珠被发育而成）。胚乳是由受精极核发 育成的,既 2个极核和 1个精子,所以有 5个染色体组。第二年得 到的西瓜才是三倍体西瓜，其内无子 , 确切地说是只有种皮（三 倍体的胚珠发育而成）而无胚（授粉不受精，不能形成受精卵， 因而无胚 ） 。3. 培育过程中需进行两次杂交， 哪么两次授粉的作用各是什 么两次授粉， 其生理作用是不同的。 第一次

4、授粉是将普通二倍 体西瓜的花粉授在四倍体西瓜的雌蕊柱头上， 其目的是让二者进 行杂交得到三倍体种子。 第二次授粉是将二倍体的花粉授在三倍 体的雌蕊柱头上， 其目的是为了刺激三倍体西瓜的子房发育成果 实。那么二倍体西瓜的花粉为什么能刺激三倍体西瓜的子房发育 成果实呢？原因有二：一是二倍体西瓜的花粉能产生少量生长 素，二是二倍体西瓜的花粉中有一种色氨酸酶， 能催化三倍体西 瓜细胞内的色氨酸转化为生长素， 这样就满足了三倍体西瓜子房 发育成果实所需要的生长素。4. 第一次杂交为什么以二倍体植株作父本， 以四倍体植株作 母本，反交行不行用四倍体植株作母本，用二倍体植株作父本，进行杂交，就 能在四倍体上

5、结出三倍体的种子。 如果反交， 能否获得三倍体的 西瓜种子呢？四倍体与二倍体西瓜， 无论正交或反交， 都能产生 三倍体的种子。 但是反交获得的三倍体西瓜的胚珠硬化， 种子发 育比较困难，形成的三倍体种子难于萌发；且果实品质差，而正 交，不但能获得三倍体的种子，且四倍体的西瓜吃着味道甜美。 故获得三倍体西瓜种子时通常以二倍体为四倍体提供花粉。5. 秋水仙素的作用和处理的时期是什么普通西瓜的幼苗期， 细胞的有丝分裂旺盛。 而秋水仙素就是 作用于有丝分裂的前期，抑制纺锤体的形成。这样，染色体加倍 后不能在纺锤丝的牵引下移向两极。 细胞内染色体数目加倍， 从 而形成四倍体植株。6. 三倍体无子西瓜真的

6、连一粒种子也没有吗 三倍体无籽西瓜一般是不能产生种子的， 但并不排除有结出 种子的可能。 因为三倍体在减数分裂过程中产生配子时， 也会出 现两组染色体移向一极， 另一组移到另一极的情况， 即具有 N 和 2N的染色体是有功能的，能受精，虽然出现几率很低，但仍有 可能产生并完成受精而产生三倍体和二倍体种子。7. 三倍体无子西瓜年年制种比较麻烦， 可以用什么方法大量 繁殖植物组织培养是根据植物细胞具有全能性， 利用植物体离体 的器官如根、茎、叶、茎尖、花、果实等）组织（如形成层、表 皮、皮层、髓部细胞、胚乳等）或细胞（如大孢子、小孢子、体 细胞等）以及原生质体 , 在无菌和适宜的人工培养基及光照、

7、温 度等人工条件下，能诱导出愈伤组织、不定芽、不定根，最后形 成完整的植株。8. 用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗时， 是否所有的细胞染色 体组都是 4 个用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗使之成为四倍体， 秋水仙素 应处理幼苗或萌发的种子。 因为萌发的种子、 幼苗具有较强的分 生能力， 细胞进行有丝分裂， 秋水仙素处理后可达到使产生的新 细胞染色体数目加倍的目的。 但秋水仙素处理后， 只能使分生组 织分裂产生的茎、叶、花染色体数目加倍，而未处理的（如根部 细胞）染色体组数仍为两个染色体组。9. 三倍体无子西瓜的发育过程中，生长素从何而来呢 在三倍体无子西瓜的培育过程中， 没有用人工在雌蕊柱头上 涂上一定浓度的生长素溶液；虽然在培育过程中使用了秋水仙 素，但这与果