Question

4．為提高玉米產(chǎn)量，科學(xué)家在育種和栽培過程中進(jìn)行研究．下圖是關(guān)于玉米培養(yǎng)的過程，請(qǐng)回答：

（1）取莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)，發(fā)育成植株D，取D的花藥培養(yǎng)成幼苗，經(jīng)秋水仙素處理后發(fā)育成為植株G．從細(xì)胞分裂方式上分析，E→F過程中進(jìn)行了有絲分裂；從育種方式上分析，D→G屬于單倍體育種．
（2）D植株上的小孢子母細(xì)胞形成精子所經(jīng)歷的分裂方式是減數(shù)分裂和有絲分裂．在該過程中，首先要經(jīng)過“小孢子四分體時(shí)期”，這里的“四分體”是指四個(gè)小孢子連在一起．在其后某個(gè)時(shí)期對(duì)離體刺激最敏感，一般來說在單核期，花藥培養(yǎng)成功率最高．
（3）選取莖尖放入A瓶中培養(yǎng)，是因?yàn)榍o尖細(xì)胞是具有旺盛分裂能力的幼嫩細(xì)胞，更容易通過培養(yǎng)表達(dá)出全能性，如果選取D植株莖的切段放入A瓶培養(yǎng)，首先要進(jìn)行外植體消毒，一般是刷洗后用流水沖洗20min，用無菌吸水紙吸干后再放入體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精中搖動(dòng)2～3次，在無菌水中沖洗并用無菌吸水紙吸干，再放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的氯化汞溶液中1～2min，取出后在無菌水中清洗至少3次．
（4）C和F試管苗不能直接栽培到大田中，要進(jìn)行試管苗移栽．

Answer 1

分析 1、圖示表示玉米培養(yǎng)過程，其中A→C表示玉米幼苗莖尖的組織培養(yǎng)過程，形成的植株D與親本相同；E→F表示花藥離體培養(yǎng)過程，該過程包括脫分化和再分化兩個(gè)步驟，形成的植株G為單倍體．
2、植物組織培養(yǎng)：
（1）過程：離體的植物組織，器官或細(xì)胞（外植體）→愈傷組織→胚狀體→植株（新植體）．決定植物脫分化和再分化的關(guān)鍵因素是植物激素的種類和比例，特別是生長素和細(xì)胞分裂素的協(xié)同作用在組織培養(yǎng)過程中非常重要．
（2）原理：植物細(xì)胞的全能性．
（3）應(yīng)用：植物繁殖的新途徑（快速繁殖優(yōu)良品種、作物脫毒、人工種子）、作物新品種的培育（單倍體育種和突變體的利用）、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)．
3、被子植物的雄蕊通常包含花絲、花藥兩部分．花藥為囊狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部含有許多花粉．花粉是單倍體的生殖細(xì)胞．被子植物花粉的發(fā)育要經(jīng)歷小包子四分體時(shí)期、單核期和雙核期等階段．

解答 解：（1）取D的花藥培養(yǎng)成幼苗，經(jīng)秋水仙素處理后發(fā)育成為植株G．從細(xì)胞分裂方式上分析，E→F過程中進(jìn)行的是有絲分裂，D→G包括花藥離體培養(yǎng)、秋水仙素處理幼苗得到正常純合體，該過程叫做單倍體育種．
（2）一個(gè)小孢子母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生4個(gè)小孢子，該過程中染色體復(fù)制一次，細(xì)胞分裂兩次；一個(gè)小孢子發(fā)育為一個(gè)花粉粒，花粉粒的核經(jīng)過一次分裂形成一個(gè)生殖細(xì)胞核和一個(gè)花粉管細(xì)胞核，進(jìn)而形成生殖細(xì)胞和營養(yǎng)細(xì)胞，生殖細(xì)胞再分裂一次，形成兩個(gè)精子，分裂方式皆為有絲分裂．故小孢子母細(xì)胞形成精子所經(jīng)歷的分裂方式是減數(shù)分裂和有絲分裂，在該過程中，首先要經(jīng)過“小孢子四分體時(shí)期”，這里的“四分體”是指四個(gè)小孢子連在一起，花粉應(yīng)選擇細(xì)胞核由中央移向一側(cè)的單核期，此時(shí)花藥培養(yǎng)成功率高．
（3）選取莖尖放入A瓶中培養(yǎng)，是因?yàn)榍o尖細(xì)胞是具有旺盛分裂能力的幼嫩細(xì)胞，更容易通過培養(yǎng)表達(dá)出全能性；莖尖細(xì)胞一般沒有被病毒侵染，可直接用來培養(yǎng)無病毒植株．選取D植株莖的切段放入A瓶培養(yǎng)，首先要進(jìn)行
外植體消毒，一般是刷洗后用流水沖洗 20  min，用無菌吸水紙吸干后再放入體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精中搖動(dòng)2～3次，持續(xù)6-7s，立即取出，在無菌水中沖洗并用無菌吸水紙吸干，再放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的氯化汞溶液中 1～2 min，取出后在無菌水中清洗至少3次，以漂凈消毒液．
（4）植物組織培養(yǎng)和花藥離體培養(yǎng)這兩種方法所得到的試管苗，都必須通過試管苗移栽煉苗后方可進(jìn)行大田栽培．
故答案為：
（1）有絲　單倍體　
（2）減數(shù)分裂和有絲分裂　四個(gè)小孢子連在一起　單核
（3）莖尖細(xì)胞是具有旺盛分裂能力的幼嫩細(xì)胞，更容易通過培養(yǎng)表達(dá)出全能性　外植體消毒　
（4）試管苗移栽

點(diǎn)評(píng) 本題考查單倍體育種的過程，意在考查學(xué)生的識(shí)圖和判斷能力，屬于中檔題．