Question

11．科學家用植物細胞雜交方法，將番茄的原生質體和馬鈴薯的原生質體融合，成功地培育出了“番茄-馬鈴薯”雜種植株，如圖1所示，其中①～⑤表示過程，英文字母表示細胞、組織或植株．育種工作者還利用番茄進行了如下三組實驗如圖2．據圖回答下列問題：

（1）若番茄與馬鈴薯均為二倍體（2N），通過圖1“番茄-馬鈴薯”幼苗培植過程中，雜種細胞內最多含有8個染色體組．該雜種植株的花粉經離體培育得到的植株屬于單倍體植株．
（2）若雜種植株在有絲分裂在過程中，僅保留番茄的染色體而馬鈴薯的染色體會不斷丟失，采用特異性引物對番茄和馬鈴薯基因組DNA進行PCR擴增，得到兩親本的差異性條帶，可用于雜種植株的鑒定．圖3是用該引物對雙親及4棵再生植株1～4進行PCR擴增的結果．據圖判斷，再生植株1～4中一定是雜種植株的有（多選）1、2、4．

（3）用紅果多室（Yymm）番茄植株的花粉進行Ⅱ、Ⅲ有關實驗，則Ⅱ過程中，培育植物體B的方法（Ⅱ）稱為單倍體育種．圖2三種育種得到的植物體A、B、C中一定為純合體的是植物體B．
（4）如果“番茄-馬鈴薯”幼苗栽植過程中根部被水淹了，水浸期間對“白菜-甘藍”植株的根細胞進行測定，測得根細胞吸收O₂與釋放CO₂之比為1：2，則其有氧呼吸與無氧呼吸消耗的葡萄糖之比為1：3．

Answer 1

分析 分析圖1：圖1利用植物體細胞雜交技術培育雜種植物植株，具體過程包括誘導植物細胞融合成雜種細胞和植物組織培養技術培育成雜種植株兩過程．過程①是通過酶解法去除細胞壁獲得原生質體a和b，過程②通過物理或化學方法（如聚乙二醇試劑）誘導原生質體融合成c，過程③是再生細胞壁形成雜種細胞d，過程④是脫分化過程形成愈傷組織e，過程⑤是再分化生成完整植株．過程④和⑤是植物組織培養技術培育完整植株．
分析圖2：Ⅰ是植物組織培養；Ⅱ是單倍體育種；Ⅲ是花粉細胞融合．

解答 解：（1）番茄和馬鈴薯都是二倍體，則“番茄--馬鈴薯”是四倍體，即其細胞中含有4個染色體組，在有絲分裂后期最多，為8個染色體組．雜種植株的花粉是生殖細胞，由生殖細胞直接發育而來的生物體，不管含有一個或多個染色體組，都是單倍體．
（2）圖3中，1、2和4中同時含有番茄和馬鈴薯的染色體，而3只含有番茄的染色體，因此再生植株1～4中一定是雜種植株的有1、2、4．
（3）Ⅱ中花粉經組織培養直接長成的幼苗是單倍體，再用秋水仙素處理幼苗，得純合的植物體B，該過程屬于單倍體育種．中個體的基因型取決于外植體，不一定是純合子；B是單倍體育種形成，一定是純合子；C是花粉融合后培養形成的，若融合的花粉的基因型不同，則為雜合子，否則為純合子．因此，三種育種得到的植物體A、B、C中一定為純合體的是植物B．
（4）測得根細胞吸收O₂與釋放CO₂之比為1：2，說明根細胞同時進行有氧呼吸和無氧呼吸，且無氧呼吸和有氧呼吸產生的二氧化碳量相等，假設均為1mol，則有氧呼吸消耗葡萄糖量為$\frac{1}{6}$，無氧呼吸消耗的葡萄糖量為$\frac{1}{2}$mol，因此有氧呼吸與無氧呼吸消耗的葡萄糖之比為1：3．
故答案為：
（1）8  單
（2）1、2、4
（3）單倍體育種     植物體B
（4）1：3

點評 本題結合圖解，考查植物體細胞雜交、植物組織培養、單倍體育種等知識，要求考生識記植物體細胞雜交和植物組織培養的具體過程，能正確分析題圖，再結合所學的知識準確答題，屬于考綱識記和理解層次的考查．