Question

4．如图是三倍体西瓜育种原理的流程图，请据图回答问题．

（1）秋水仙素可诱导多倍体的产生，其作用为抑制细胞（分裂前期）形成纺锤体．
（2）四倍体母本上结出的三倍体西瓜，其果肉细胞为四个染色体组，种子中的胚为三个染色体组．三倍体植株不能进行减数分裂的原因是联会紊乱．
（3）育种过程中，三倍体无籽西瓜偶尔有少量种子．请从染色体组的角度解释，其原因是一个染色体组的全部染色体正好移向细胞的一极，另外两个染色体组的全部染色体正好移向细胞的另一极，产生了正常的配子．
（4）三倍体无籽西瓜的性状能（能/否）遗传，请设计一个简单的实验验证你的结论并做出实验结果的预期．
设计方案：将三倍体无籽西瓜果皮的任意一部分进行植物组织培养（或无性繁殖），观察果实中是否有种子
结果预期：成活长大后的植株仍然不能结出有子果实．

Answer 1

分析 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，令二倍体西瓜植株细胞染色体成为四倍体（4N=44），这种四倍体西瓜能正常开花结果，种子能正常萌发成长．然后用四倍体西瓜植株做母本（开花时去雄）、二倍体西瓜植株做父本（取其花粉授四倍体雌蕊上）进行杂交，这样在四倍体西瓜的植株上就能结出三倍体的植株，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．由于胚珠不能发育为种子，而果实则正常发育，所以这种西瓜无子．

解答 解：（1）多倍体育种时，秋水仙素处理的是萌发的种子或幼苗，秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成．
（2）四倍体母本上结出的三倍体西瓜，其果肉是由四倍体的子房壁发育而来的，细胞内含有四个染色体组．种子中的胚是由二倍体的花粉与四倍体的卵细胞融合的受精卵发育而来的，细胞内含有三个染色体组．三倍体植株由于细胞内不含成对的同源染色体，故在减数第一次分裂时联会紊乱，不能形成正常的生殖细胞．
（3）在减数第一次分裂过程中，一个染色体组的全部染色体移向细胞一极，另外两个染色体组的全部染色体移向另一极，可以形成正常的配子．
（4）三倍体西瓜的无子性状是由遗传物质的改变引起的，该性状能够遗传，但需要通过无性生殖的方式来实现，如植物组织培养、嫁接等．
故答案为：
（1）抑制细胞（分裂前期）形成纺锤体
（2）四   三   联会紊乱
（3）一个染色体组的全部染色体正好移向细胞的一极，另外两个染色体组的全部染色体正好移向细胞的另一极，产生了正常的配子
（4）能    进行植物组织培养（或无性繁殖），观察果实中是否有种子        成活长大后的植株仍然不能结出有子果实

点评 本题以三倍体西瓜育种为背景，考查生物变异在育种中应用的相关知识，意在考查学生理解的知识要点、获取信息以及识图分析能力和运用所学知识分析问题、解决问题的能力．