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O 中扫打教学链接三倍体无子西瓜培育的 几个疑难 问题 分析江苏 省 享宁中 学(224

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0 ) 管明星 文章编号 l0 ( )

5 一2259 (2013)l 一2一(X)72 一02

1 三倍体无子西瓜是怎样培育出来的 ,为何无种子? 花粉给三倍体西瓜授粉的目的,是刺激子房发育成果 普通西瓜是二倍体 (ZN 二22),无子西瓜是三倍 实 ,并不是受精作用 三倍体西瓜无子的原因是 由于 体(3N 二33),三倍体无子西瓜是利用二倍体西瓜通 三倍体植株在减数分裂时, 同源染色体联会紊乱, 因 过多倍体育种培育出来的 而不能形成正常的生殖细胞 , 无法完成受精作用 ,胚 第一年 :制备三倍体种子 用秋水仙素处理二倍 珠不能发育成种子, 而果 实能正常发育 , 所 以这种西 体西瓜萌发 的种子或幼苗 ,获得四倍体 (4N 二44)西 瓜就不含种子 那么为什么三倍体西瓜不能形成正 瓜植株 ;

然后让 四倍体西瓜作母本 (开花时去雄) ,二 常的生殖细胞呢? 二倍体西瓜 的体细胞 内具有

2 套 倍体西瓜作父本 (取其花粉授于 四倍体雌蕊上 )进行 完整的染色体组 ,在有性生 殖过程 中,进行减数分裂 杂交 ,含两个染色体组的卵细胞与含有一个染色体组 形成具有

1 套完整染色体组的配子, 这种雌雄 配子结 的精子结合 ,形成 的受精卵含

3 个染色体组 , 由其发 合便形成正常 的二倍体种 子 四倍体西瓜也是 如此 育成的种子就含有

3 个染色体组, 这样在 四倍体植株 形成正常的四倍体种子 三倍 体西瓜 的体细胞 内有 上就能结出三倍体 的种子

3 套完整的染色体组 , 经减数分裂从理论上讲应该形 第二年 :获得无子西瓜 将第一年得到的三倍体 成2套各具有

1 6 .

5 条染色体 的配子 ,但事实上是不 种子种下 ,待其开花后 ,授以二倍体西瓜的花粉 ,在三 可能的 因为在配对时 ,每3条同源染色体配对 ,形 倍体植株上结 出了无子西瓜 用二倍 体西瓜 的成熟 成11个三价体 ,在分配给子细胞时只能是三价体中 州卜. 叫卜 州卜. 叫卜 .州卜. 叫卜一叫卜 . 叫卜. 州卜. 州卜. 叫卜. 州卜一州卜一州卜. 州卜. 叫卜. 州卜目州卜 .州卜. 曰卜. 叫卜. 叫卜一州卜一 州卜翻叫卜 州卜一叫卜.月十.州卜. 州卜. 州卜. 州卜. 叫卜. 州卜. 叫卜. 叫卜一州卜一州卜 刊卜. 州卜. 州卜.冲~.叫卜. 叫卜. 州卜. 叫卜一 刊卜一叫卜

3 甲基绿与 D NA 结合 取决于 DN A 的空间结构的完整性 每个 甲基绿分子 从图

2 中可 以看出,一个甲基绿分子带有

2 个正 中2 个带正电荷的氮原子分别于 DN A 分子双链 中的 电荷, 而DNA 分子 的磷酸基团带负电荷 , 因此 , 甲基 每条链 的每一螺旋圈中的一个磷酸基团相结合 ,并且 绿分子可以与磷酸基团发生作用 这表明甲基绿与 这两个氮原子结合 的两个磷 酸基团很 可能不再 与双 DN A 可以通过带不 同性质 电荷的基 团之间互相吸引 螺旋的轴垂直在 同一个平面上 , 因此 , 甲基绿分子能 而发生结合 而RNA 也含有带 负电荷 的磷酸基团, 够严格地与具有双螺旋构型的 D N A 结合 却很难与甲基绿发生结合 这说 明甲基绿染色剂对 综合以上两方面的原 因, 甲基 绿可以与 D NA 发DN A (染色质)着色并不单纯决定于电荷性质 生特异性结合 ,从而应用于 D N A 的染色 裘慕绥川等人对 甲基绿对天然 DN A (正常双螺 参考文献 旋结构)及热变性后 的DN A (解开双螺旋 )进行着色 [l ] 裘慕绥,盛沛根, 张名堂.甲基绿及焦宁与DNA 的结合作 实验 ,发现甲基绿与热变性 的DNA 的结合量低于天 用J].生物 化学与生物 物理学报,19

6 4 ,4 (

4 ) : 36卜37

3 . 然DNA说明甲基绿分子与 D NA 的结合更重要的是

2 张丽 碱性染料[ J ] .生物教学 为1

1 ,3

6 (5 ) : 一65.危翟ht tP : / / w w w .欢6吟.COm 寸:扫赫修 教学链接的任意

1 条染色体 (称单价体 , 用I表示)到一个子细 胞 ,另外

2 条染色体 (称二价体 ,用n表示 )到另一个 子细胞 ,这样子 细胞 中 的染色体就会 出现

111 10

1 +

1 1

1 9

1 +

2 1

1 9

1 1 +

2 1

10 1

1 +

1 1 和11

1 1 各种 组合 ,

11 12

13 .

2 0

2 1 和22各种数 目 根据排列 组合原理 ,n 个 三价体的

3 条同源染色体随机分配到

2 个子细胞中可 以有(1 + l ) =

20 4

8 种组合 ,其 中只 有具

1 个和

2 个完备染色体组 的11和22条染 色体 的配子是可育配子, 占2/

2 ,,

二1/102

4 二0.1% 具不 完备染 色体组的配子是不育配子 占1一2/2

1 , 二99.9% 这种不育雌配子 ,无论是用可育还是用不育 雄花授粉都不能形成正常种子 , 所以说三倍体西瓜是 无子西瓜

2 三倍体西瓜没有种子 , 真的一颗都没有吗? 三倍体植株不能进行正常的减数分裂形成 生殖 细胞 因此 ,不能形成种子 但绝不是一颗种子都没 有,其原 因是在进行减数分裂 时, 有可能形成正 常的 生殖细 胞,产生 正常的受精 卵, 形成 种子, 但 比例 极低

3 用秋水仙素处理普通西瓜 , 形成的四倍体西 瓜各 部分染色体组均一样吗? 不一样 因为用一定浓度 的秋水仙 素处理普通 西瓜(ZN 二22)幼苗 的生长点, 导致染色体加倍成 四 倍体西瓜(4N 二4

4 ) , 但其根尖等处 的有些细胞没有 接触秋水仙素处理 , 所以, 根尖处的有些细胞仍 含2个染色体组 , 因而, 实际上是一个嵌合体

4 为何一般 用四倍体西瓜作为母体 , 二倍体西瓜作 父本? 培育无子西瓜 , 一般用 四倍体西瓜作为母本 , 二 倍体西瓜作父本 , 进行杂交 , 所得西瓜种子 的果皮 胚 和早期胚乳细胞 中, 所含有的染色体组数 分别 为435如果用二倍体西瓜作母本, 四倍体西瓜作父本 , 即进行反交 , 所得西瓜种子 的果皮 胚和早期胚乳细 胞所含有的染色体组数分别为

2 3

4 ,会使珠被发育 形成的种皮厚且硬 ,从而影响无子西瓜的品质

5 三倍体西瓜种子种下去后 , 为什么要授 以二倍体 西瓜的花粉? 三倍体西瓜的植株在减数分裂过程 中,染色体联 会紊乱, 因而不能形成正常的生殖细胞 授以二倍体 西瓜成熟的花粉, 并不是完成受精作用 , 而是刺激子 房壁产生生长素 ,促进子房发育成果实 二倍体西瓜的花粉为什么能刺激三倍体西瓜子房 壁产生生长素呢? 首先 ,在三倍体植株上授以二倍体西瓜花粉后 , 花粉在柱头上萌发的过程 中,将 自身的色氨酸转变成 叫噪乙酸(生长素)的酶体系并分泌到三倍体西瓜子 房中去 , 引起子房合成大量的生长素 ;

其次 ,二倍体西 瓜花粉本身含有生长素 ,在授粉后也可扩散到子房 中去,这两种来源的生长素均能使子房发育成果实 (三 倍体无子西瓜 )

7 由于无子西瓜没有种子 , 每年都要制种 , 很麻烦, 生产上怎样扩大栽培? 方法一 :进行无性繁殖 , 将三倍体西瓜植株进行 组织培养 ,获取大量的试管苗 ,再进行移栽 方法二 :用生长素或生长素类似物处理二倍体未 授粉的雌蕊 ,以促进子房发育成无种子 的果 实 在此 过程中要进行套袋处理 , 以避免受粉

8 无子西瓜与无子番茄是一回事吗? 无子西瓜与无子番茄都没有种子 ,但它们的来源 以及无种子的原因是不同的 (l ) 培育无子西瓜和无子番茄 的原理 不同无子番茄是用一定浓度 的生长素类似物溶液处理未授 粉的番茄雌蕊的柱头 , 由于没有授粉 , 所 以子房发育 成无子果实;

而无子西瓜是通过多倍体育种 的方法培 育出来的, 它是在三倍体植株上结 出的无子果实 , 由 于三倍体植株在减数分裂时同源染色体联会紊乱 , 因 而不能形成正 常的生殖细胞 , 从 而无 法完成 受精作 用,当然就不含有种子 (2 ) 无子西瓜 和无子 番茄引起的变异不 同无子番茄的变异属于不遗传的变异 , 因为生长素类似物 不引起遗传物发 生变化 ,它 只是促进子 房发育 成果 实 ,所以无子番茄的无种子这一变异性状是不能遗传 给后代的;

无子西瓜 的变异 属于可遗传 的变异 , 因为 无子西瓜的获得是由于染色体的变异,所以无子西瓜 的无种子这一变异性状是能遗传给后代 的(通过无性 生殖 ) 丛碍hnp:/ / w w w .洲 啊沉 .c o m ........