Question

17．科學探究
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，生產紫杉醇的主要原料是天然生長的紅豆杉樹皮，而大量剝取樹皮會造成樹木的死亡和資源的破壞．為了合理開發和利用紅豆杉，保護野生植物資源，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）從實驗結果看，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．為保護紅豆杉資源，應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，嘗試利用植物組織培養技術，從紅豆杉的愈傷組織中提取紫杉醇．
表2：植物組織培養培養基配方

編號	培養基配方
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是植物組織培養常用的培養基，IAA（吲哚乙酸）、6-BA（細胞分裂素）、NAA（奈乙酸）為常用植物激素或類似物．
Ⅰ實驗準備
（2）科研人員在大量生產紅豆杉的愈傷組織時，最可能采用上表中的6號培養基．想通過實驗確定適合誘導生根的培養基，表2中的10種培養基中，哪些適合用來嘗試生根，請寫出編號2、4、7、10．
Ⅱ實驗方法與過程
①準備好若干種要嘗試的培養基，分別命名為G₁G₂G₃…G_n，每種培養基3瓶，分別標為1號瓶、2號瓶、3號瓶．
②在超凈臺上，將長勢相當的愈傷組織切成大小相同的小塊，分別接入各培養基中．
（3）所有接種好的培養瓶放在相同的溫度和光照、無菌條件下培養．
（4）觀察各種培養基中生長情況并做記錄．若要確定哪種培養基是最適合誘導生根的培養基，觀察的指標一般是根的長度，請你設計一張記錄表格．
Ⅲ．結果預測
（5）若從記錄表格中發現在某種培養基中根的平均長度顯著高于其他培養基中根的平均長度，則說明這種培養基是這些培養基中最適合誘導根的培養基．

Answer 1

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

解答 解：（1）根據題干信息“生產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．大量剝取樹皮會造成樹木的死亡和資源的破壞，所以為了保護紅豆杉資源，應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，通過調節生長素和細胞分裂素的比值能影響愈傷組織分化出根或芽．生長素用量比細胞分裂素用量，比值高時，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低時，有利于芽的分化、抑制根的形成．比值適中時，促進愈傷組織的生長．所以在大量生產此中藥愈傷組織時，最可能采用上表中的6號培養基； 2、4、7、10號培養基適合誘導生根．
（3）植物組織培養包括脫分化和再分化兩個過程，其中再分化過程需要適宜的溫度、光照、無菌等條件．
（4）要確定哪種培養基是最適合誘導生根的培養基，觀察的指標一般是根的長度，可設計以下記錄表格如下：

	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）若某培養基是這些培養基中最適合誘導根的培養基，則在該培養基中根的平均長度顯著高于其他培養基中根的平均長度．
故答案為：
（1）樹皮  基因的選擇性表達   樹葉或者枝條或種子（三個寫一個就得分，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、溫度寫一個就得分，相同不寫不得分）
（4）（表格設計完整，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）在某種培養基中根的平均長度顯著高于其他培養基中根的平均長度

點評 本題結合圖表，考查細胞的分化、植物組織培養等知識，要求考生識記細胞分化的概念，掌握細胞分化的實質，能從表中提取信息答題；識記植物組織培養的過程及條件，明確生長素用量與細胞分裂素用量不同時，其誘導生根或生芽的效果不同；能根據實驗目的完善實驗步驟，并預測實驗結論．