题目内容

5．为提高玉米产量，科学家在育种和栽培过程中进行研究．如图是关于玉米培养的过程，请回答：

（1）过程D-E是把幼小的花药分离出来，在无菌条件下放在MS培养基上进行培养，配制该培养基时，需要的物质应该有水、大量元素、微量元素、植物激素、蔗糖、琼脂．（至少答三种）
（2）由茎尖进行组织培养成完整的植株证明了植物细胞具有全能性．
（3）取茎尖进行组织培养，发育成植株D，取D的花药培养成幼苗，经秋水仙素处理后发育成为植株G．从细胞分裂方式上分析，E→F过程中进行了有丝分裂；从育种方式上分析，D→G属于单倍体育种．
（4）D植株上的小孢子母细胞形成精子所经历的分裂方式是减数分裂和有丝分裂．在该过程中，首先要经过“小孢子四分体时期”，这里的“四分体”是指四个小孢子连在一起．在其后某个时期对离体刺激最敏感，一般来说在单核期，花药培养成功率最高．
（5）选取茎尖放入A瓶中培养，是因为茎尖细胞是具有旺盛分裂能力的幼嫩细胞，更容易通过培养表达出全能性、茎尖细胞一般没有被病毒侵染，可直接用来培养无病毒植株，
如果选取D植株茎的切段放入A瓶培养，首先要进行外植体消毒，一般是刷洗后用流水冲洗 20  min，用无菌吸水纸吸干后再放入体积分数为70%的酒精中摇动2～3次，持续6-7s，立即取出，在无菌水中冲洗并用无菌吸水纸吸干，再放入质量分数为0.1%的氯化汞溶液中 1～2  min，取出后在无菌水中清洗至少3次，以漂净消毒液．
（6）C和F试管苗不能直接栽培到大田中，要进行试管苗移栽．

分析 1、图示表示玉米培养过程，其中A→C表示玉米幼苗茎尖的组织培养过程，形成的植株D与亲本相同；E→F表示花药离体培养过程，该过程包括脱分化和再分化两个步骤，形成的植株G为单倍体．
2、植物组织培养：
（1）过程：离体的植物组织，器官或细胞（外植体） $\stackrel{脱分化}{→}$愈伤组织  $\stackrel{再分化}{→}$胚状体→植株（新植体）．决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要．
（2）原理：植物细胞的全能性．
（3）应用：植物繁殖的新途径（快速繁殖优良品种、作物脱毒、人工种子）、作物新品种的培育（单倍体育种和突变体的利用）、细胞产物的工厂化生产．
3、被子植物的雄蕊通常包含花丝、花药两部分．花药为囊状结构，内部含有许多花粉．花粉是单倍体的生殖细胞．被子植物花粉的发育要经历小包子四分体时期、单核期和双核期等阶段．

解答 解：（1）过程①为花药离体培养，其MS培养基配制时，需要的物质应该有水、大量元素、微量元素、蔗糖、琼脂、植物激素、有机物等．
（2）由茎尖进行组织培养成完整的植株证明了植物细胞具有全能性．
（3）取D的花药培养成幼苗，经秋水仙素处理后发育成为植株G．从细胞分裂方式上分析，E→F过程中进行的是有丝分裂，D→G包括花药离体培养、秋水仙素处理幼苗得到正常纯合体，该过程叫做单倍体育种．
（4）一个小孢子母细胞经减数分裂产生4个小孢子，该过程中染色体复制一次，细胞分裂两次；
一个小孢子发育为一个花粉粒，花粉粒的核经过一次分裂形成一个生殖细胞核和一个花粉管细胞核，进而形成生殖细胞和营养细胞，生殖细胞再分裂一次，形成两个精子，分裂方式皆为有丝分裂．故小孢子母细胞形成精子所经历的分裂方式是减数分裂和有丝分裂，在该过程中，首先要经过“小孢子四分体时期”，这里的“四分体”是指四个小孢子连在一起，花粉应选择细胞核由中央移向一侧的单核期，此时花药培养成功率高．
（5）选取茎尖放入A瓶中培养，是因为茎尖细胞是具有旺盛分裂能力的幼嫩细胞，更容易通过培养表达出全能性；茎尖细胞一般没有被病毒侵染，可直接用来培养无病毒植株．选取D植株茎的切段放入A瓶培养，首先要进行
外植体消毒，一般是刷洗后用流水冲洗 20  min，用无菌吸水纸吸干后再放入体积分数为70%的酒精中摇动2～3次，持续6-7s，立即取出，在无菌水中冲洗并用无菌吸水纸吸干，再放入质量分数为0.1%的氯化汞溶液中 1～2 min，取出后在无菌水中清洗至少3次，以漂净消毒液．
（6）植物组织培养和花药离体培养这两种方法所得到的试管苗，都必须通过试管苗移栽炼苗后方可进行大田栽培．
故答案为：
（1）水、大量元素、微量元素、植物激素、蔗糖、琼脂
（2）植物细胞具有全能性
（3）有丝  单倍体
（4）减数分裂和有丝分裂   四个小孢子连在一起   单核
（5）茎尖细胞是具有旺盛分裂能力的幼嫩细胞，更容易通过培养表达出全能性
茎尖细胞一般没有被病毒侵染，可直接用来培养无病毒植株   外植体消毒  6-7  无菌水 漂净消毒液
（6）试管苗移栽

点评 本题考查单倍体育种的过程，意在考查学生的识图和判断能力，属于中档题．

练习册系列答案
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8．如图表示细胞内蛋白质合成的过程，以下分析正确的是（　　）
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10．研究人员以某农作物为材料，研究温度对其光合作用的影响，探索育种生理指标，旨在为筛选高产量、耐高温优良品种提供理论依据．实验中HA、HB、HD三个株系是由同一植株通过单细胞克隆获得的．下表为不同温度对不同株系光合作用的影响，据此完成下列问题．
温度对不同株系光合作用的影响
株系光合速率（μmol•g-1•h-1）
20℃30℃35℃
HA20.32±1.8318.32±1.60-
HB13.78±2.9515.56±4.4816.77±3.98
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