Question

17．科學(xué)探究
紫杉醇是從紅豆杉屬植物中提取的最有效的抗癌制劑之一．目前，生產(chǎn)紫杉醇的主要原料是天然生長的紅豆杉樹皮，而大量剝?nèi)�樹皮�?huì)造成樹木的死亡和資源的破壞．為了合理開發(fā)和利用紅豆杉，保護(hù)野生植物資源，科研人員取生長狀況相似的野生南方紅豆杉和人工栽培的南方紅豆杉，分別測量其不同部位完全烘干的樣品中紫杉醇的含量（占干重的百分比），測定結(jié)果見表1．
表1：南方紅豆杉樹木各部位紫杉醇含量（%，w/w）

	樹皮	樹葉	枝條	種子
野生植株	0.01777	0.00946	0.01280	0.01406
人工栽培植株	0.01483	0.00102	0.00193	0.01256

（1）從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，紅豆杉中紫杉醇含量最高的部位是樹皮．不同部位紫杉醇含量不同的根本原因是基因的選擇性表達(dá)．為保護(hù)紅豆杉資源，應(yīng)以其樹葉或者枝條或種子為原料，提取、分離紫杉醇．
科研人員為尋找更多紫杉醇來源，嘗試?yán)�用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，從紅豆杉的愈傷組織中提取紫杉醇．
表2：植物組織培養(yǎng)培養(yǎng)基配方

編號	培養(yǎng)基配方
1	MS+6-BA（10-8mol/L）+NAA（10-9mol/L）
2	MS+6-BA（10-10mol/L）+NAA（10-9mol/L）
3	MS+6-BA（10-9mol/L）+NAA（10-10mol/L）
4	MS+6-BA（10-9mol/L）+NAA（10-8mol/L）
5	MS+6-BA（10-8mol/L）+IAA（10-9mol/L）
6	MS+6-BA（10-10mol/L）+NAA（10-10mol/L）
7	MS+6-BA（10-10mol/L）+IAA（10-9mol/L）
8	MS+6-BA（10-10mol/L）+IAA（10-11mol/L）
9	MS+6-BA（10-9mol/L）+IAA（10-10mol/L）
10	MS+6-BA（10-11mol/L）+IAA（10-10mol/L）

注：表中MS是植物組織培養(yǎng)常用的培養(yǎng)基，IAA（吲哚乙酸）、6-BA（細(xì)胞分裂素）、NAA（奈乙酸）為常用植物激素或類似物．
Ⅰ實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
（2）科研人員在大量生產(chǎn)紅豆杉的愈傷組織時(shí)，最可能采用上表中的6號培養(yǎng)基．想通過實(shí)驗(yàn)確定適合誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基，表2中的10種培養(yǎng)基中，哪些適合用來嘗試生根，請寫出編號2、4、7、10．
Ⅱ?qū)嶒?yàn)方法與過程
①準(zhǔn)備好若干種要嘗試的培養(yǎng)基，分別命名為G₁G₂G₃…G_n，每種培養(yǎng)基3瓶，分別標(biāo)為1號瓶、2號瓶、3號瓶．
②在超凈臺(tái)上，將長勢相當(dāng)?shù)挠鷤�組織切成大小相同的小塊，分別接入各培養(yǎng)基中．
（3）所有接種好的培養(yǎng)瓶放在相同的溫度和光照、無菌條件下培養(yǎng)．
（4）觀察各種培養(yǎng)基中生長情況并做記錄．若要確定哪種培養(yǎng)基是最適合誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基，觀察的指標(biāo)一般是根的長度，請你設(shè)計(jì)一張記錄表格．
Ⅲ．結(jié)果預(yù)測
（5）若從記錄表格中發(fā)現(xiàn)在某種培養(yǎng)基中根的平均長度顯著高于其他培養(yǎng)基中根的平均長度，則說明這種培養(yǎng)基是這些培養(yǎng)基中最適合誘導(dǎo)根的培養(yǎng)基．

Answer 1

分析 分析表格：表中為植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基配方，其中IAA（吲哚乙酸）、6-BA（細(xì)胞分裂素）、NAA（奈乙酸）為常用植物激素或類似物．在植物組織培養(yǎng)時(shí)，通過調(diào)節(jié)生長素和細(xì)胞分裂素的比值能影響愈傷組織分化出根或芽．生長素用量比細(xì)胞分裂素用量，比值高時(shí)有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低時(shí)有利于芽的分化、抑制根的形成；比值適中時(shí)，促進(jìn)愈傷組織的生長．

解答 解：（1）根據(jù)題干信息“生產(chǎn)紫杉醇的主要原料是天然生長的紅豆杉樹皮”，可知紅豆杉中紫杉醇含量最高的部位是樹皮．不同部位紫杉醇含量不同的根本原因是基因的選擇性表達(dá)．大量剝?nèi)�樹皮�?huì)造成樹木的死亡和資源的破壞，所以為了保護(hù)紅豆杉資源，應(yīng)以其樹葉或者枝條或種子為原料，提取、分離紫杉醇．
（2）在植物組織培養(yǎng)，通過調(diào)節(jié)生長素和細(xì)胞分裂素的比值能影響愈傷組織分化出根或芽．生長素用量比細(xì)胞分裂素用量，比值高時(shí)，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低時(shí)，有利于芽的分化、抑制根的形成．比值適中時(shí)，促進(jìn)愈傷組織的生長．所以在大量生產(chǎn)此中藥愈傷組織時(shí)，最可能采用上表中的6號培養(yǎng)基； 2、4、7、10號培養(yǎng)基適合誘導(dǎo)生根．
（3）植物組織培養(yǎng)包括脫分化和再分化兩個(gè)過程，其中再分化過程需要適宜的溫度、光照、無菌等條件．
（4）要確定哪種培養(yǎng)基是最適合誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基，觀察的指標(biāo)一般是根的長度，可設(shè)計(jì)以下記錄表格如下：

	G1	G2	G3	…Gn
1號瓶中的長度
2號瓶中的長度
3號瓶中的長度
根平均長度

（5）若某培養(yǎng)基是這些培養(yǎng)基中最適合誘導(dǎo)根的培養(yǎng)基，則在該培養(yǎng)基中根的平均長度顯著高于其他培養(yǎng)基中根的平均長度．
故答案為：
（1）樹皮  基因的選擇性表達(dá)   樹葉或者枝條或種子（三個(gè)寫一個(gè)就得分，寫樹皮不得分）
（2）6     2、4、7、10
（3）相同的溫度和光照      無菌（無菌必須要寫、相同的光照、溫度寫一個(gè)就得分，相同不寫不得分）
（4）（表格設(shè)計(jì)完整，有平均值一欄）

	G1	G2	G3	…Gn
1號瓶中的長度
2號瓶中的長度
3號瓶中的長度
根平均長度

（5）在某種培養(yǎng)基中根的平均長度顯著高于其他培養(yǎng)基中根的平均長度

點(diǎn)評 本題結(jié)合圖表，考查細(xì)胞的分化、植物組織培養(yǎng)等知識(shí)，要求考生識(shí)記細(xì)胞分化的概念，掌握細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)，能從表中提取信息答題；識(shí)記植物組織培養(yǎng)的過程及條件，明確生長素用量與細(xì)胞分裂素用量不同時(shí)，其誘導(dǎo)生根或生芽的效果不同；能根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐晟茖?shí)驗(yàn)步驟，并預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)論．