作业帮三倍体无籽西瓜
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/09/25 00:36:42 小学作文
篇一：【整理】三倍体无籽西瓜培育中的几个问题
三倍体无籽西瓜培育中的几个问题
三倍体无籽西瓜没有种子，那么他生长需要的生长素是哪里得来的呢？
三倍体无籽西瓜发育生长素的来源问题
新教材上册讲到生长素促进果实发育时说：“发育着的种子能够产生大量生长素，在生长素的作用下，子房发育成果实。”而下册教材讲三倍体时又言：“三倍体开花时，授以二倍体成熟花粉，能刺激子房发育成为果实（西瓜），因为胚珠并不发育成种子，所以这种西瓜叫无子西瓜”。那么问题就出来了：没有胚珠，不形成种子，也就不产生大量生长素，那三倍体子房如何发育？
其实，问题的关键在于所受的二倍体的花粉起了作用。我们知道，三倍体植株在减数分裂时由于同源染色体联会紊乱，几乎不可能产生种子。但是当其柱头接受了二倍体的花粉后，花粉在萌发的过程中，将自身使得色氨酸转化为吲哚乙酸的酶体系分泌到了三倍体西瓜植株的子房中去，促发了其子房合成了大量生长素；还有，二倍体花粉本身也携带少量的生长素，受粉以后也可以扩散到子房中去，正是这两种途径的共同作用，才促使了三倍体西瓜的子房发育，最终形成了无籽西瓜！
必须搞清楚的几个问题：
①关于两次传粉：第一次传粉是杂交得到三倍体种子，第二次传粉是为了刺激子房发育成果实。 ②为何不以二倍体西瓜为母体？
如果以二倍体西瓜作为母体，四倍体西瓜作父本，也能得到三倍体种子，但这种三倍体种子结的西瓜，因珠被发育成厚硬的种皮，达不到“无籽”的目的。
③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。
④秋水仙素处理后，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数仍为二倍体。
⑤四倍体植株上结四倍体西瓜，四倍体西瓜内结的种子为三倍体，其种皮为四倍体。
三倍体西瓜的果皮种皮是四个染色体组，来源于母本，胚芽由受精卵发育来，有3个染色体组（2 1），胚乳由受精极核发育来有五个染色体组
用二倍体西瓜为亲本，培育“三倍体无籽西瓜”过程中，下列说法正确的是（ ）
A．第一年的植株中，染色体组数可存在2、3、4、5个染色体组
B．第二年的植株中没有同源染色体
C．第一年结的西瓜其种皮、胚、胚乳的染色体组数不同，均是当年杂交的结果
D．第二年的植株中用三倍体做母本，与二倍体的父本产生的精子受精后，得不育的三倍体西瓜 答案选A。
5个染色体是指胚乳吗，可是西瓜有胚乳？
C选项的当年杂交的结果是什么意思？
8．在三倍体无籽西瓜的培育过程中，将二倍体普通西瓜幼苗用秋水仙素处理，待植物成熟接受普通二倍体西瓜的正常花粉后，发育形成果实的果皮、种皮、胚芽、胚乳细胞的染色体组数依次是（ ）
A．4、2、2、4 B．4、4、3、5 C．3、3、3、4 D．4、4、3、6
已知西瓜为雌雄同株且雌雄异花的植物。果皮浅绿色的基因型为aaaa四倍体西瓜与果皮带深绿色条纹的基因型为AA的二倍体西瓜间行种植，随机受粉。然后用四倍体植株所结的种子再种植，待上述种子长成植株后去雄再授以二倍体西瓜的花粉，则所得的西瓜（ ）
A果皮均为浅绿色，无子
B果皮均为带深绿色条纹的，有子
C果皮有的为浅绿色的，有子；果皮有的为带深绿色条纹的，无子
D果皮有的为浅绿色的，无子；果皮有的为带深绿色条纹的，有子
无籽西瓜和无籽番茄两者都为单性结实，因而果实中都无种子。但有三方面不同：
(1)无受精过程发生的原因不同。前者是人为阻隔了授粉过程，使卵细胞不能接受到精子而不能产生受精卵。后者是由于三倍体植株在减数分裂中染色体联会发生紊乱，不能形成正常生殖细胞而无受精卵形成。
(2)子房发育成果实的刺激不同，前者一般是在柱头上涂上一定浓度的生长素溶液，是化学刺激。后者是授粉刺激，即给三倍体植株雌蕊授以普通西瓜的成熟花粉。
(3)果肉细胞的染色体组数不同。由于前者是生长素直接刺激二倍体的子房形成的，故果肉细胞含二个染色体组。而后者是利用二倍体普通西瓜经人工诱导多倍体方法育成三倍体植株后，用普通西瓜花粉刺激三倍体的子房形成的，故无籽西瓜果肉细胞含3个染色体组。
无子番茄是二倍体
无子番茄和无籽西瓜的原理不用。无子番茄是用生长素刺激花，促进其结果，所以果实仍然是二倍体。 无籽西瓜是应用三倍体不育的原理，所以无籽。
三倍体无籽西瓜的果实里无籽，含糖量比普通西瓜提高了10%左右，吃着特别甜。而且产量高，抗逆性强。
1。获得三倍体西瓜种子时，用二倍体为四倍体提供花粉，如果反交，能否获得三倍体西瓜种子？
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。
2。 三倍体无籽西瓜的发育过程中需要不需要生长素？若需要，生长素从何而来？
实验证明，雌蕊受粉以后，在胚珠发育成种子的过程中，发育着的种子里合成了大量的生长素。这些生长素能够促进子房发育成果实。如果雌蕊受粉以后，在子房发育成果实的早期，除去发育着的种子，果实就会由于缺乏生长素而停止发育，甚止引起果实早期脱落。如果在没有受粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素溶液，子房照常发育成果实，但是因为没有经过受精，所以果实里不含有种子。”这些实验证明，生长素是果实正常发育所必需的；果实发育过程中所需的生长素通常是由发育着的种子提供的，如果果实里不形成种子，则可以用人工在雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素溶液，子房在生长素的促进作用下仍能发育成果实。由此可见，三倍体无籽西瓜的发育过程中必需要有生长素促进作用方可进行。
那么，三倍体无籽西瓜的发育过程中，生长素又从何而来呢？三倍体的西瓜植株，由于在减数分裂的过程中，染色体的联会发生紊乱，因而不能形成正常的生殖细胞，胚株并不发育成种子；在三倍体无籽西瓜的培育过程中，也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，但这与果实的发育无关。原来，三倍体西瓜植株上的雌蕊要用二倍体西瓜的花粉刺激，子房才能发育成果实，从而结合无籽西瓜。这是因为二倍体西瓜的花粉中有色氨酸酶系，可以诱导三倍体子房合成生长素（即花粉蒙导作用）在生长素的作用下，才能结出无籽西瓜。
3。 三倍体无籽西瓜为什么含糖量比普通西瓜能提高10%，且产量高，抗逆性强？
三倍体无籽西瓜的这一系列变异特征，显然是由于核内染色体加倍，以致等位基因增加而引起的“剂量效应”。当然，由于三倍体西瓜无籽，本当储藏于种子的子叶中的那部分营养物质，就以糖的形式存在于
果实的果肉细胞中了，这也是三倍体无籽西瓜比普通西瓜含糖量高的原因之一。
1 在无籽西瓜的制种过程中 ,人们通常是用四倍体西瓜作母本授以二倍体西瓜的花粉粒 ,从而结出三倍体的西瓜种子 (♀ 4ｎ×♂ 2ｎ)。可否反交 ?三倍体西瓜无种子 ,其实是有种皮而无胚 ,其种皮是由珠被形成的发育不全的白嫩秕籽。若反交 (即♀2ｎ×♂ 4ｎ) ,从理论上讲同样可以得到 3ｎ种子 ,但在生产实践中却难以座果 ,即使座果了 ,果实中 3ｎ种子的数量也极少 ,而成为当代无籽西瓜。而且在这种种子形成的 3ｎ植株上 ,雌花中的珠被会发育成硬壳种皮 ,吃时就象有种子一样 ,因此在生产实践中不选择其反交。
3、用四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交所得的子一代植株开化后，经适当处理，则（ ）
A．能产生正常配子，结出种子形成果实 B．结出的果实为五倍体
C．不能产生正常配子，但可形成无籽西瓜 D．结出的果实为三倍体
【解析】四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交产生的子一代西瓜植株是三倍体，由于其染色体组数为奇数，在减数分裂时同源染色体配对紊乱，因而不能产生正常生殖细胞，故不能结种子。若经适当处理，如用二倍体花粉刺激其子房，可结出无籽西瓜。该果实仅由果皮构成，由于果皮细胞属于三倍体西瓜植株的体细胞，故该果实为三倍体。答案：CD
点评：三倍体无籽西瓜的培育过程较复杂，应利用课本插图加深理解。
1.三倍体无籽西瓜真的无籽吗？若有子，可为几倍体？
三倍体无籽西瓜在减数分裂过程中，由于细胞中存在三条相同的同源染色体，因此在减数第一次分裂的联会时期，常常发生联会紊乱，导致不能产生正常的生殖细胞，因此我们说三倍体无籽西瓜是无子的。但也会出现减数分裂过程中，两组染色体移向一极，；另一组移到另一极，这样就可以产生含两个染色体组和含一个染色体组的生殖细胞，那么它在接受二倍体植物产生的花粉以后，就可以完成受精作用，形成含三个染色体组和含两个染色体组的受精卵，将来就可以形成三倍体和二倍体的种子。
2. 三倍体无籽西瓜培育过程中两次用到二倍体西瓜的花粉，其生理作用相同吗？
两次授粉，其生理作用是不同的。第一次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。
3. 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四个？
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。
4. 在培育过程中为何四倍体做母本，可否用二倍体做母本？
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. 三倍体无籽西瓜如何遗传？
三倍体无籽西瓜由于没有种子，所以不能通过有性生殖产生后代，因此要想大量繁殖，只能通过无性繁殖产生后代。
6. 三倍体无籽西瓜的无籽性状可以遗传吗？
三倍体无籽西瓜获得依据遗传学原理是染色体变异，因为染色体上含有遗传物质DNA，因此，无籽西瓜的无籽性状是因为遗传物质的改变引起的，因此，这种无籽性状出现的变异是可以遗传给后代的。它同无子番茄不同，无子番茄是通过利用生长素的促进果实发育的生理作用而获得的，整个过程中根本没有发生遗传物质的变化，因此无子番茄的性状是不能遗传给后代的。也就是说，如果我们把无子番茄通过植物组织培养的方法，大面积种植的话，在花蕾期不采取人工去雄，在雌蕊柱头涂抹一定浓度的生长素，我们所获得的番茄仍然是有籽的。
7. 四倍体植株上结四倍体西瓜，四倍体西瓜内结的种子为三倍体，其种皮为四倍体。
篇二：【整理】三倍体无籽西瓜培育中的几个问题
三倍体无籽西瓜培育中的几个问题
三倍体无籽西瓜没有种子，那么他生长需要的生长素是哪里得来的呢？
三倍体无籽西瓜发育生长素的来源问题
新教材上册讲到生长素促进果实发育时说：“发育着的种子能够产生大量生长素，在生长素的作用下，子房发育成果实。”而下册教材讲三倍体时又言：“三倍体开花时，授以二倍体成熟花粉，能刺激子房发育成为果实（西瓜），因为胚珠并不发育成种子，所以这种西瓜叫无子西瓜”。那么问题就出来了：没有胚珠，不形成种子，也就不产生大量生长素，那三倍体子房如何发育？
其实，问题的关键在于所受的二倍体的花粉起了作用。我们知道，三倍体植株在减数分裂时由于同源染色体联会紊乱，几乎不可能产生种子。但是当其柱头接受了二倍体的花粉后，花粉在萌发的过程中，将自身使得色氨酸转化为吲哚乙酸的酶体系分泌到了三倍体西瓜植株的子房中去，促发了其子房合成了大量生长素；还有，二倍体花粉本身也携带少量的生长素，受粉以后也可以扩散到子房中去，正是这两种途径的共同作用，才促使了三倍体西瓜的子房发育，最终形成了无籽西瓜！
必须搞清楚的几个问题：
①关于两次传粉：第一次传粉是杂交得到三倍体种子，第二次传粉是为了刺激子房发育成果实。
②为何不以二倍体西瓜为母体？
如果以二倍体西瓜作为母体，四倍体西瓜作父本，也能得到三倍体种子，但这种三倍体种子结的西瓜，因珠被发育成厚硬的种皮，达不到“无籽”的目的。
③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。
④秋水仙素处理后，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数仍为二倍体。
⑤四倍体植株上结四倍体西瓜，四倍体西瓜内结的种子为三倍体，其种皮为四倍体。
三倍体西瓜的果皮种皮是四个染色体组，来源于母本，胚芽由受精卵发育来，有3个染色体组（2 1），胚乳由受精极核发育来有五个染色体组
用二倍体西瓜为亲本，培育“三倍体无籽西瓜”过程中，下列说法正确的是（ ）
A．第一年的植株中，染色体组数可存在2、3、4、5个染色体组
B．第二年的植株中没有同源染色体
C．第一年结的西瓜其种皮、胚、胚乳的染色体组数不同，均是当年杂交的结果
D．第二年的植株中用三倍体做母本，与二倍体的父本产生的精子受精后，得不育的三倍体西瓜
答案选A。
5个染色体是指胚乳吗，可是西瓜有胚乳？
C选项的当年杂交的结果是什么意思？
8．在三倍体无籽西瓜的培育过程中，将二倍体普通西瓜幼苗用秋水仙素处理，待植物成熟接受普通二倍体西瓜的正常花粉后，发育形成果实的果皮、种皮、胚芽、胚乳细胞的染色体组数依次是（ ）
A．4、2、2、4 B．4、4、3、5 C．3、3、3、4 D．4、4、3、6
已知西瓜为雌雄同株且雌雄异花的植物。果皮浅绿色的基因型为aaaa四倍体西瓜与果皮带深绿色条纹的基因型为AA的二倍体西瓜间行种植，随机受粉。然后用四倍体植株所结的种子再种植，待上述种子长成植株后去雄再授以二倍体西瓜的花粉，则所得的西瓜（ ）
A果皮均为浅绿色，无子
B果皮均为带深绿色条纹的，有子
C果皮有的为浅绿色的，有子；果皮有的为带深绿色条纹的，无子
D果皮有的为浅绿色的，无子；果皮有的为带深绿色条纹的，有子
无籽西瓜和无籽番茄两者都为单性结实，因而果实中都无种子。但有三方面不同：
(1)无受精过程发生的原因不同。前者是人为阻隔了授粉过程，使卵细胞不能接受到精子而不能产生受精卵。后者是由于三倍体植株在减数分裂中染色体联会发生紊乱，不能形成正常生殖细胞而无受精卵形成。
(2)子房发育成果实的刺激不同，前者一般是在柱头上涂上一定浓度的生长素溶液，是化学刺激。后者是授粉刺激，即给三倍体植株雌蕊授以普通西瓜的成熟花粉。
(3)果肉细胞的染色体组数不同。由于前者是生长素直接刺激二倍体的子房形成的，故果肉细胞含二个染色体组。而后者是利用二倍体普通西瓜经人工诱导多倍体方法育成三倍体植株后，用普通西瓜花粉刺激三倍体的子房形成的，故无籽西瓜果肉细胞含3个染色体组。
无子番茄是二倍体
无子番茄和无籽西瓜的原理不用。无子番茄是用生长素刺激花，促进其结果，所以果实仍然是二倍体。
无籽西瓜是应用三倍体不育的原理，所以无籽。
三倍体无籽西瓜的果实里无籽，含糖量比普通西瓜提高了10%左右，吃着特别甜。而且产量高，抗逆性强。
1。获得三倍体西瓜种子时，用二倍体为四倍体提供花粉，如果反交，能否获得三倍体西瓜种子？
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。
2。 三倍体无籽西瓜的发育过程中需要不需要生长素？若需要，生长素从何而来？
实验证明，雌蕊受粉以后，在胚珠发育成种子的过程中，发育着的种子里合成了大量的生长素。这些生长素能够促进子房发育成果实。如果雌蕊受粉以后，在子房发育成果实的早期，除去发育着的种子，果实就会由于缺乏生长素而停止发育，甚止引起果实早期脱落。如果在没有受粉的雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素溶液，子房照常发育成果实，但是因为没有经过受精，所以果实里不含有种子。”这些实验证明，生长素是果实正常发育所必需的；果实发育过程中所需的生长素通常是由发育着的种子提供的，如果果实里不形成种子，则可以用人工在雌蕊柱头上涂上一定浓度的生长素溶液，子房在生长素的促进作用下仍能发育成果实。由此可见，三倍体无籽西瓜的发育过程中必需要有生长素促进作用方可进行。
那么，三倍体无籽西瓜的发育过程中，生长素又从何而来呢？三倍体的西瓜植株，由于在
减数分裂的过程中，染色体的联会发生紊乱，因而不能形成正常的生殖细胞，胚株并不发育成种子；在三倍体无籽西瓜的培育过程中，也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，但这与果实的发育无关。原来，三倍体西瓜植株上的雌蕊要用二倍体西瓜的花粉刺激，子房才能发育成果实，从而结合无籽西瓜。这是因为二倍体西瓜的花粉中有色氨酸酶系，可以诱导三倍体子房合成生长素（即花粉蒙导作用）在生长素的作用下，才能结出无籽西瓜。
3。 三倍体无籽西瓜为什么含糖量比普通西瓜能提高10%，且产量高，抗逆性强？
三倍体无籽西瓜的这一系列变异特征，显然是由于核内染色体加倍，以致等位基因增加而引起的“剂量效应”。当然，由于三倍体西瓜无籽，本当储藏于种子的子叶中的那部分营养物质，就以糖的形式存在于果实的果肉细胞中了，这也是三倍体无籽西瓜比普通西瓜含糖量高的原因之一。
1 在无籽西瓜的制种过程中 ,人们通常是用四倍体西瓜作母本授以二倍体西瓜的花粉粒 ,从而结出三倍体的西瓜种子 (♀ 4ｎ×♂ 2ｎ)。可否反交 ?三倍体西瓜无种子 ,其实是有种皮而无胚 ,其种皮是由珠被形成的发育不全的白嫩秕籽。若反交 (即♀2ｎ×♂ 4ｎ) ,从理论上讲同样可以得到 3ｎ种子 ,但在生产实践中却难以座果 ,即使座果了 ,果实中 3ｎ种子的数量也极少 ,而成为当代无籽西瓜。而且在这种种子形成的 3ｎ植株上 ,雌花中的珠被会发育成硬壳种皮 ,吃时就象有种子一样 ,因此在生产实践中不选择其反交。
3、用四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交所得的子一代植株开化后，经适当处理，则（ ）
A．能产生正常配子，结出种子形成果实 B．结出的果实为五倍体
C．不能产生正常配子，但可形成无籽西瓜 D．结出的果实为三倍体
【解析】四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交产生的子一代西瓜植株是三倍体，由于其染色体组数为奇数，在减数分裂时同源染色体配对紊乱，因而不能产生正常生殖细胞，故不能结种子。若经适当处理，如用二倍体花粉刺激其子房，可结出无籽西瓜。该果实仅由果皮构成，由于果皮细胞属于三倍体西瓜植株的体细胞，故该果实为三倍体。答案：CD
点评：三倍体无籽西瓜的培育过程较复杂，应利用课本插图加深理解。
篇三：三倍体无籽西瓜
浅谈三倍体无籽西瓜
高中生物教材中在多倍体育种中提及了三倍体西瓜的培育过程，在教学过程中发现有的学生并不能很好的掌握这部分知识，对有的知识点还是模棱两可的，现在就三倍体无籽西瓜的培育以及其中的几个要点谈一下自己的浅见。
一、三倍体无籽西瓜的培育过程
采用人工诱导多倍体的方法。如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，由于减数分裂过程中，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，因而称为三倍体无籽西瓜。 无籽西瓜的培育属于人工诱导多倍体的应用，其原理是染色体变异。我们平时所吃的西瓜是二倍体西瓜，就是说其细胞核内有两个染色体组，这样的西瓜的减数分裂因有同源染色体而能正常进行，所以，也就能形成正常的种子。而这里说的无籽西瓜是三倍体的，也就是说其细胞核内有三个染色体组，因为染色体组数是奇数，在减数分裂是就会发生联会紊乱，导致减数分裂无法正常进行，所以也就不能形成种子了。
二、三倍体无籽西瓜培育过程中应该注意的问题
（1）种子是由胚珠的各部分发育而成，果实由子房发育而成。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)。第二年得到的西瓜才是三倍体西瓜，其内无籽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)。
（2）为什么三倍体无籽西瓜的培育过程中一定要用四倍体做母本?如果仅从染色体组的角度考虑，无论用二倍体作父本四倍体作母本还是用四倍体作父本用二倍体作母本，杂交得到的子代都是三倍体。但是，三倍体西瓜并非不产生胚珠，而是胚珠中不能正常通过减数分裂产生卵细胞！也就是说，“无籽西瓜”并非没有种子的所有部分，只是没有种子的胚和胚乳而已，种子的种皮还是有的。 我们知道，真核生物除了有核基因外，线粒体、叶绿体中还有细胞核质基因，而后者则几乎全部是来自母本的。也就是说，如果用二倍体作父本四倍体作母本，则三倍体西瓜的细胞质基因来自四倍体；反过来，如果用四倍体作父本二倍体作母本，则三倍体西瓜的细胞质基因来自二倍体。
实践证明，细胞质基因来自二倍体的三倍体西瓜，其珠被能正常发育成种皮！这样一来，得到的“无籽西瓜”在吃的时候，人们的感觉将是完全有籽的！因为，我们之所以不喜欢有籽西瓜，并不是不喜欢它种子中的胚，而是不喜欢它那坚硬的种皮！
另外，生物的染色体组数越多，生长发育越慢，但同时体型会变大。
四倍体做母本，二倍体作父本，此时胚是三倍体，种皮是母本发育的，是四倍体，所以胚的发育时间比种皮的发育时间短，当胚发育完全时，种皮尚未发育完全，故种皮较薄，利于播种。
反过来，若是四倍体作父本，二倍体作母本，则胚是三倍体，种皮是二倍体，种皮发育完全时胚尚未发育完全，等胚最终发育完全时，种皮已经发育的过盛了，此时种皮较厚，播种时便不利于发芽了。故只能用四倍体做母本，二倍体作父本。
（3）三倍体无籽西瓜的生长素从何而来?我们知道,果实发育需要由种子供给生长素,而无籽西瓜中没有种子,生长素从何而来? 无籽西瓜是三倍体,体细胞中有33条染色体,在减数分裂形成配子时,染色体联会发生紊乱,不能形成正常的生殖细胞,因而胚珠不能发育成种子。它形成无籽西瓜不是用外源生长素涂抹柱头实行人工的单性结实,而是在三倍体植株的雌蕊柱头上授以二倍体的花粉,用二倍体花粉刺激诱导它形成无籽西瓜。二倍体花粉的刺激诱导过程为什么会促进子房发育为果实呢?
原来二倍体花粉中含有少量生长素,同时花粉中还含有使色氨酸转变为吲哚乙酸的酶体系。当二倍体花粉萌发时,形成的花粉管伸入三倍体无籽西瓜的子房中,将自身的使色氨酸转变为吲哚乙酸的酶系分泌到里面,从而引起子房合成大量生长素并促进子房发育为果实。这个原理是利用花粉粒分裂并萌发成花粉管时产生的生长素
的作用。
（4）四倍体植株成熟后接受二倍体西瓜的正常花粉后，各部分的来源及基因组成：ⅰ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；ⅱ胚芽是由受精卵发育来的,则就有1个二倍体的精子和1个四倍体的卵细胞发育来的,就是3个染色体组
2+1=3 ；ⅲ 胚乳是由受精极核发育成的,即2个极核和1个精子，所以是染色体组数为5，2+2+1=5 。
篇四：不同三倍体无籽西瓜获得方式的分析比较
不同三倍体无籽西瓜获得方式的分析比较
第一作者：董扬扬 女 1986.11.8辽宁省阜新市 陕西师范大学 2013级 硕士 生命科学学院 学科教学（生物），
第二作者：路小娜 女 1990.9.27 陕西商南 2013级 硕士 生命科学学院 课程与教学论 710062
邮寄地址：辽宁省葫芦岛市绥中县绥中发电厂唯伟大酒店董扬扬（收）13591985968 125222
指导老师：康杰芳老师 陕西师范大学 生命科学学院
摘 要：高中教材中三倍体无籽西瓜仅由正交即四倍体母本和二倍体父本杂交获得，而反交情况没有做过多阐述说明，也为中学生了解这一过程带来了诸多疑问和不解。本文利用三倍体无籽西瓜发育各阶段正反交的比较来总结反交败育机制以及反交的利用价值。反交败育主要是由于产生的种子种皮比较厚，不利于萌发；果实较小，含糖量低。四倍体花粉活力低于二倍体花粉活力，影响受精作用；胚乳细胞内父母本基因组剂量的改变影响胚乳细胞周期进程及分化，往往导致胚乳异常解体；打乱种子的不同组织间的比例可能导致植物倍性杂交不亲和。从本研究中也可分析得出反交存在一些发育优点如在合子期间休眠期较短，分裂速率快，因此只要选种合理反交也可培育出三倍体无籽西瓜。
关键词：三倍体无籽西瓜 正交 反交
三倍体无籽西瓜是人教版高中生物教材（必修二遗传与进化）第五章第2节《染色体变异》中拓展题的内容，教科书中仅介绍了三倍体无籽西瓜的正交获得方法，即由四倍体母本和二倍体父本杂交。学生对三倍体无籽西瓜的获得很感兴趣，也由此产生了很多疑问如反交的结果是什么样的，为什么不能采用反交，反交是否也能获得三倍体的西瓜种子等问题。从理论上说，四倍体父本与二倍体母本杂交同样可以获得三倍体无籽西瓜。本文针对反交做了一系列研究对比，总结反交的结果和特点。一些教辅资料仅介绍说反交会出现种皮，失去无籽西瓜的意义。这种解释过于肤浅难以满足学生的求知欲。因此本文通过研究反交的各个环节的情况来详细解释反交的特点，补充三倍体无籽西瓜的反交获得方法。
一、正反交获得三倍体无籽西瓜的方法
1.1正交
普通西瓜为二倍体植物，即体内有2组染色体（2N=22），用秋水仙素处理其幼苗，使其在减数分裂前期联合紊乱，子染色体不能移向细胞的两极，导致二倍体西瓜植株细胞染色体成为4倍体（4N=44），这种4倍体西瓜能正常开花结果，种子能正常萌发成长。然后用4倍体西瓜植株做母本（开花时去雄）、二倍体西瓜植株做父本（取其花粉授4倍体雌蕊上）进行杂交，从而得到三倍体种子。三倍体的种子发育成的三倍体植株，由于减数分裂过程中，同源染色体的联会配对极度混乱，一般不能形成正常的配子。在开花时，其雌蕊要用正常二倍体西瓜的花粉授粉，以刺激其子房发育成果实。由于并未完成真正的受精作用，胚珠不能发育为种子，而果实则正常发育，所获得的即为三倍体无籽西瓜。
1.2反交
如果以四倍体西瓜植株为母本，二倍体西瓜为父本杂交为正交，那么反之以四倍体为父本，二倍体为母本之间的杂交即为反交。从理论上来看，均可产生三倍体无籽西瓜。但在具体的实验中发现反交败育的情况很多。为探索反交中种子败育的时期和原因， 崔贵梅等的研究还做了幼胚发育过程的形态解剖观察，以期为反交研究提供理论依据[1]。
结果与分析:
表1.正反交各阶段发育时间比较
正交（4N♀*2N
♂）
反交（4N♂*2N
♀） 受精时间 较早 较晚 合子 休眠期长 休眠期较短，分裂较快 幼胚 5d 3d 胚乳细胞化 7d 8d（程度高、数量少） 子叶胚 少数 多数胚停止发育
表2.正反交各结构发育情况比较
花粉活力 花粉胚乳 （染色体倍数性）胚乳基因（♂：♀）
萌发 胚：胚乳
1:4 正交（4N♀*2N较强 较早 部分异3:5 ♂） 常解体
2:2 反交（4N♂*2N差 晚 过早异3:4 ♀） 常解体
二、反交幼胚败育机制及价值
2．1反交幼胚败育机制
2.1.1反交产生的三倍体种子种皮厚，不利于萌发
生物的遗传是细胞核遗传和细胞质遗传共同作用的结果。生物的细胞核遗传性状由父母亲本共同决定，细胞质遗传性状则几乎完全由母本决定。即如果正交
2.1.2 反交产生的果实小，含糖量低
众所周知，植物的果实是由果皮和种子构成。而我们实用的西瓜是它的果皮部分。正交得到的三倍体无籽西瓜由于果肉细胞(即果皮)是四倍体的，因此构成的果实比较大、味道甜美。而反交得到的三倍体无籽西瓜果皮细胞是二倍体的，果实相对比较小、含糖量也较低。因此从实际出发通常以二倍体作父本提供花粉，四倍体作母本接受花粉。
2.1.3 四倍体花粉活力低于二倍体花粉活力
植物的花粉活力及柱头可受性主要是由遗传基因决定。由于染色体倍数增加导致花粉在发育过程均有有性生殖细胞退化现象出现，四倍体花粉活力差。而且从发育时间来看，比二倍体花粉发育晚2-3个阶段，导致花粉在柱头上萌发也比较晚，花粉管生长缓慢，最终影响受精和结实率。关于减数分裂过程中染色体行为与结实性的关系， 前人在其它植物上已有不少研究， 但结果并不一致， 大致有两种观点: 一种认为生理代谢不正常导致减数分裂行为不正常， 进而降低结实率， 即减数分裂行为与结实性有关; 另一种则认为生理代谢不正常导致减数分裂行为不正常，或直接降低结实率， 即减数分裂行为与结实性无关。此作者分析结果与前者更趋一致，但并不排除后者[ 4]。因此， 通过选择减数正常的材料， 可以提高花粉育性， 从而提高其结实率。
2.1.4基因组剂量的改变会影响到胚乳细胞周期进程及分化
由于父母本贡献染色体数的不同，正反交后种子特别是胚乳的发育往往呈现出不同的表型[3]。二倍体自交胚与胚乳的基因组剂量之比为1:2，正交1:4，反
交2:2，最终可能导致胚乳异常。胚乳对整个胚的发育提供营养物质，特别是对胚的早期发育尤为重要。相关研究还发现胚乳可能是引发被子植物倍性杂交后种子不育的主要原因。反交过程往往会出现胚乳过早异常退化解体，失去胚乳的营养供应也就破坏了幼胚的生存环境导致胚胎发育受阻。
2.1.5植物倍性杂交的不亲和性打乱了种子的不同组织之间的比例
种子的正常发育依赖胚与胚乳染色体倍数性之比为2:3。正常的二倍体自交胚和胚乳染色体倍数之比为2:3 ，正交3:5，反交3:4，一般认为当不是2:3最适比例时，胚乳基因比值更高更有利。相比之下，反交的比值明显低于正交的比值。因此，反交产生的种子不利于萌发。
2．2反交的利用价值
通过以上分析，可以总结出反交在一些宏观和微观方面较正交有着明显的劣势，但并不是说反交没有利用价值。首先从表1. 正反交各阶段发育时间比较中可清晰的看出反交产生的合子较正交休眠期短，分裂速度较快。因此反交比正交更能节省育种和制种环节，易座果，若亲本选择和配合恰当，也可生产反交“无籽”西瓜。其次三倍体的种子产量很大程度上取决于亲本选配，诱变培育结实率和花粉质量高的四倍体也可能提高反交结实率，生产大量反交三倍体种子而被利用[1]。
三、教学启示
以往的教学中仅是查阅了一下资料说是反交的结果不理想，有种皮，而具体的原因并没有深究，其实这是一个很好的探究教学内容，既可以激发学生的学习兴趣，也可以拓展学生对染色体变异方面的相关知识。今后在教学中对于自己不能完全把握的知识，一方面教师要不断加强课后学习研究，另一方面也可以发动学生，培养学生的探究能力。
[参考文献]
[1]崔贵梅，王果萍，谢兴刚等. 西瓜三倍体育种中的反交研究与利用[J].2008年园艺植物染色体倍性操作与遗传改良学术研讨会议论文摘要集，2008:38
[2]岑东照.李晓云.关于三倍体无籽西瓜培育过程中的问题[J].生物学教学，2008(6).
[3]朱晓炜.2N与4N水稻杂交后胚乳发育观察及相关基因的表达分析[D]. 四川农业大学水稻研究所，2011（6）：4.
[4]张新全，杜 逸，郑德成.鸭茅二倍体和四倍体PMC减数分裂、花粉育性及结实性的研究[J].中国草地，1996，（6）：38-40
篇五：【精华】三倍体无籽西瓜培育中的几个问题
《有关无籽西瓜培育问题》
提问：三倍体无籽西瓜没有种子，那么它生长过
程所需要的生长素IAA是从哪里得来的呢???
1.三倍体无籽西瓜真的无籽吗？若有子，可为几倍体？
三倍体无籽西瓜在减数分裂过程中，由于细胞中存在三条相同的同源染色体，因此在减数第一次分裂的联会时期，常常发生联会紊乱，导致不能产生正常的生殖细胞，因此我们说三倍体无籽西瓜是无子的。但也会出现减数分裂过程中，两组染色体移向一极，；另一组移到另一极，这样就可以产生含两个染色体组和含一个染色体组的生殖细胞，那么它在接受二倍体植物产生的花粉以后，就可以完成受精作用，形成含三个染色体组和含两个染色体组的受精卵，将来就可以形成三倍体和二倍体的种子。
2.三倍体无籽西瓜培育过程中两次用到二倍体西瓜的花粉，其生理作用相同吗？
两次授粉，其生理作用是不同的。第一次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。
3.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四个？
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。
4.在培育过程中为何四倍体做母本，可否用二倍体做母本？
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。
5.三倍体无籽西瓜如何遗传？
三倍体无籽西瓜由于没有种子，所以不能通过有性生殖产生后代，因此要想大量繁殖，只能通过无性繁殖产生后代。
6.三倍体无籽西瓜的无籽性状可以遗传吗？
三倍体无籽西瓜获得依据遗传学原理是染色体变异，因为染色体上含有遗传物质DNA，因此，无籽西瓜的无籽性状是因为遗传物质的改变引起的，因此，这种无籽性状出现的变异是可以遗传给后代的。它同无子番茄不同，无子番茄是通过利用生长素的促进果实发育的生理作用而获得的，整个过程中根本没有发生遗传物质的变化，因此无子番茄的性状是不能遗传给后代的。也就是说，如果我们把无子番茄通过植物组织培养的方法，大面积种植的话，在花蕾期不采取人工去雄，在雌蕊柱头涂抹一定浓度的生长素，我们所获得的番茄仍然是有籽的。
7.四倍体植株上结四倍体西瓜，四倍体西瓜内结的种子为三倍体，其种皮为四倍体。
其实，问题的关键在于所受的二倍体的花粉起了作用。我们知道，三倍体植株在减数分裂时由于同源染色体联会紊乱，几乎不可能产生种子。但是当其柱头接受了二倍体的花粉后，花粉在萌发的过程中，将自身使得色氨酸【Trp是植物体内生长素生物合成重要的前体物质，其结构与IAA相似，在高等植物中普遍存在】转化为吲哚乙酸的酶体系分泌到了三倍体西瓜植株的子房中去，促发了其子房合成了大量生长素；还有，二倍体花粉本身也携带少量的生长素，受粉以后也可以扩散到子房中去，正是这两种途径的共同作用，才促使
了三倍体西瓜的子房发育，最终形成了无籽西瓜！ 必须搞清楚的几个问题：
①关于两次传粉：第一次传粉是杂交得到三倍体种子，第二次传粉是为了刺激子房发育成果实。 ②为何不以二倍体西瓜为母体？
如果以二倍体西瓜作为母体，四倍体西瓜作父本，也能得到三倍体种子，但这种三倍体种子结的西瓜，因珠被发育成厚硬的种皮，达不到“无籽”的目的。 ③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、幼苗具有分生能力，细胞进行有丝分裂。
④秋水仙素处理后，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数仍为二倍体。
⑤四倍体植株上结四倍体西瓜，四倍体西瓜内结的种子为三倍体，其种皮为四倍体。
三倍体西瓜的果皮种皮是四个染色体组，来源于母本，胚芽由受精卵发育来，有3个染色体组。
1.用二倍体西瓜为亲本，培育“三倍体无籽西瓜”过程中，下列说法正确的是（ ）
A．第一年的植株中，染色体组数可存在2、3、4、5个染色体组
B．第二年的植株中没有同源染色体 C．第一年结的西瓜其种皮、胚、胚乳的染色体组数不同，均是当年杂交的结果
D．第二年的植株中用三倍体做母本，与二倍体的父本产生的精子受精后，得不育的三倍体西瓜
答案选【A】
无籽西瓜和无籽番茄两者都为单性结实，因而果实中都无种子。但有三方面不同：
(1)无受精过程发生的原因不同。前者是人为阻隔授粉过程，使卵细胞不能接受到精子而不能产生受精卵。后者是由于三倍体植株在减数分裂中染色体联会发生紊乱，不能形成正常生殖细胞而无受精卵形成。
(2)子房发育成果实的刺激不同，前者一般是在柱头上涂上一定浓度的生长素溶液，是化学刺激。后者是授粉刺激，即给三倍体植株雌蕊授以普通西瓜的成熟花粉。
(3)果肉细胞的染色体组数不同。由于前者是生长素直接刺激二倍体的子房形成的，故果肉细胞含二个染色体组。而后者是利用二倍体普通西瓜经人工诱导多倍体方法育成三倍体植株后，用普通西瓜花粉刺激三倍体的子房形成的，故无籽西瓜果肉细胞含3个染色体组。
无子番茄是二倍体
无子番茄和无籽西瓜的原理不同。无子番茄是用生长素刺激花，促进其结果，所以果实仍然是二倍体。
无籽西瓜是应用三倍体不育的原理，所以无籽。 三倍体无籽西瓜的果实里无籽，含糖量比普通西瓜提高了10%左右，吃着特别甜。而且产量高，抗逆性强。
1、获得三倍体西瓜种子时，用二倍体为四倍体提供花粉，如果反交，能否获得三倍体西瓜种子？ 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。
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