無子西瓜與無子番茄先看一道試題：下列有關無子番茄（用生長素處理獲得）和無子西瓜（用多倍體育種獲得）說法正確的是：(

)A．無子番茄的培育屬于單倍體育種，三倍體無子西瓜的變異屬于染色體變異B．無子西瓜植株是由受精卵發(fā)育而來的C．用生長素處理發(fā)育的種子細胞，可以抑制紡錘體的形成，使染色體數(shù)目加倍D．無子番茄和三倍體無子西瓜的后代都是無子的。答案：B解析：無子番茄的培育屬于生長素促進果實發(fā)育的原理，三倍體無子西瓜的變異屬于染色體變異；無子西瓜植株是由三倍體種子發(fā)育而來；用生長素處理發(fā)育的種子細胞，不影響種子細胞分裂；無子番茄屬于不可遺傳變異，其后代有子，三倍體無子西瓜屬于可遺傳變異，其后代無子。這道題涉及到無子西瓜和無子番茄的培育原理。2019版高中生物學必修二略有提到無子西瓜，但沒有提到生長素對西瓜果實發(fā)育的作用：新版高中生物學選擇性必修一去掉了無子蕃茄的培育。那么，無子西瓜和無子番茄有哪些相同點和不同點呢？果實是由子房發(fā)育而來的，在子房發(fā)育成為果實的過程中，需要一定量的生長素。

一般來說，果實發(fā)育所需生長素是由珠發(fā)育形成的幼嫩種子提供的，所以無子西瓜和無子番茄，都可以用外源生長素來代替幼嫩種子提供的生長素。我們已知道胚珠發(fā)育成種子，種子合成生長素促進子房發(fā)育成果實。1、無子番茄：對番茄施用生長素或生長素類似物，就是用外源生長素或生長素類似物，代替幼嫩的種子產(chǎn)生的生長素，來刺激番茄花蕾，從而促使子房膨大。無子番茄原理：子房里是沒有受精，所以不會產(chǎn)生種子，然后用外源生長素或生長素類似物代替番茄種子產(chǎn)生的生長素，最終得到的是無子番茄。2、無子西瓜：西瓜瓜體較大，采用涂抹生長素的方法：一是量不好控制；二是需要多次涂抹；三是涂抹不勻，造成西瓜長得奇形怪狀。這樣用量太大，抬高了生產(chǎn)成本。于是人們采用三倍體育種的方法，來量產(chǎn)無子西瓜。人們平常食用的西瓜是二倍體。在二倍體西瓜的幼苗期，用秋水仙素處理，可以得到四倍體植株。然后，用四倍體植株作母本，用二倍體植株作父本，進行雜交，得到的種子細胞中含有三個染色體組。把這些種子種下去，就會長出三倍體植株。四倍體西瓜和普通二倍體西瓜雜交，得到三倍體西瓜的種子，三倍體植株一般不能進行正常的減數(shù)分裂形成配子，通常不能形成種子，所以通常三倍體后代是不育的，所以就形成了無子西瓜。將無子西瓜種子種下，開花后不會立即結(jié)果實，因為胚珠無法發(fā)育成種子，這時就需要在柱頭上授普通二倍體西瓜的花粉，二倍體花粉萌發(fā)時，形成的花粉管伸入到三倍體植株的子房內(nèi)并將自身合成生長素的酶體系轉(zhuǎn)移到其中，從而在子房內(nèi)合成大量的生長素，促使子房發(fā)育成無子果實。此時子房內(nèi)已經(jīng)自發(fā)地產(chǎn)生了生長素，就沒有必要再人工施用了，因為高濃度的生長素不但不能促進生長，還會抑制生長。例、實驗目的：研究IAA(生長素)調(diào)節(jié)番茄的子房發(fā)育成果實實驗步驟：將處于花蕾期的番茄花分成4組進行實驗,處理統(tǒng)計并記錄實驗結(jié)果①比較1組和2組，1組的番茄花的子房發(fā)育成的果實重量是4.1g，2組是0g。1組授粉（意味著有種子產(chǎn)生），2組未授粉，且兩組均沒有涂抹生長素，根據(jù)以上分析可以推測1組的子房生長成果實所需的生長素主要來自發(fā)育著的。

②比較2、3組實驗結(jié)果，兩組均沒有授粉（意味著都不產(chǎn)生種子），2組果實重量為0g，3組為5.3g,根據(jù)以上信息和2和3組的實驗結(jié)果表明。

③依據(jù)3組未授粉，在子房上涂抹生長素子房發(fā)育的果實重量為5.3g、4組未授粉，在花柄上涂生長素但果實重量0g，說明子房無法發(fā)育成果實，通過實驗結(jié)果,推測IAA不能。

根據(jù)上述推測：IAA不能,通過植物體的結(jié)構模型，如下圖觀察芽和花柄、子房的位置關系，，科研人員認為芽（1）產(chǎn)生的生長素并不用于調(diào)節(jié)子房發(fā)育成果實。為此,科研人員利用該模型,完成驗證該推測的實驗方案并預期結(jié)果。（研究物質(zhì)的轉(zhuǎn)移可采用同位素標記法）①表中Ⅰ組應在圖1的

處施加3H-IAA,本次實驗是為了研究芽產(chǎn)生IAA不能

，所以可以在“

”處施加NPA。讓Ⅰ組（施加NPA）與Ⅱ組（不施加生長素運輸阻斷劑，確保能夠阻斷生長素的向下運輸）形成對照，這樣通過檢測兩組外源3H-IAA在b、c、d的分布就可以證明芽部位的生長素受否可以通過花柄運輸子房。②通過d段放射性檢測：Ⅰ組（施加NPA）<Ⅱ組（不施加NPA），可以推斷，Ⅱ組“?”處的處理從左到右依次應為

。

③a、b、c段的預期結(jié)果的預期結(jié)果如果是

芽產(chǎn)生IAA不能

但存在兩個不解之謎：第一：子房中的種子產(chǎn)生的生長素受否可以向花柄運輸呢？第二：沒有種子的子房本身能產(chǎn)生生長素嗎？目的：所以為進一步研究IAA對果實發(fā)育的調(diào)節(jié)作用；步驟：科研人員將處于花蕾期的番茄花分成4組并進行如下圖的實驗處理：圖中“+”表示在花柄處施加NPA,“-”表示未進行該處理。結(jié)果：各組所結(jié)果實平均重量如圖2所示據(jù)圖2授粉的兩組（意味著均能產(chǎn)生種子）：結(jié)果是不在花柄施加NPA的子房發(fā)育成果實，重量是4.7g（這個實驗結(jié)果和開始的第1組4.1g是相似的，正?，F(xiàn)象），然而在花柄施加NPA后果實重量0g，說明子房未能發(fā)育成果實，也就是這一組不缺乏生長素，因為有種子產(chǎn)生生長素，但確實沒有果實，通過這兩組分析,授粉后在花柄處施加NPA導致番茄不能結(jié)實的原因是初步解釋是。這就解答了第一個不解之謎，子房中的種子產(chǎn)生的生長素受可以向花柄運輸，但第二個不解之謎并沒有看出來：通過比較未授粉的兩組：未授粉意味著沒有種子，所以未授粉，未施加NPA的這一組子房沒有產(chǎn)生果實，這與最開始的第2組結(jié)果一致，也能理解；但未授粉組，若在花柄施加NPA，結(jié)果子房發(fā)育成了果實，平均重量是3.8g，咱們第一個實驗②的實驗結(jié)果表明，這就解決了第二個不解之謎：子房本身能產(chǎn)生生長素。這樣就能更清晰的解釋，授粉后在花柄處施加NPA導致番茄不能結(jié)實的原因：除種子以外的子房部位和子房中發(fā)育的種子都能產(chǎn)生生長素,由于NPA阻斷子房中的生長素從花柄運出,使子房的生長素濃度過高,抑制果實發(fā)育。這道題最后有一道宣傳性科普題：有人質(zhì)疑生長素類似物的使用會導致兒童性早熟，請你結(jié)合激素調(diào)節(jié)相關知識,撰寫一段文字,向公眾進行科學解釋：【答案】①種子。

②子房發(fā)育成果實需要IAA（生長素）。③從花柄運輸?shù)阶臃俊?/p>

從花柄運輸?shù)阶臃?①從花柄運輸?shù)阶臃?，②施加、不施加?/p>

③a段:Ⅰ組