Question

17．科学探究
紫杉醇是从红豆杉属植物中提取的最有效的抗癌制剂之一．目前，生产紫杉醇的主要原料是天然生长的红豆杉树皮，而大量剥取树皮会造成树木的死亡和资源的破坏．为了合理开发和利用红豆杉，保护野生植物资源，科研人员取生长状况相似的野生南方红豆杉和人工栽培的南方红豆杉，分别测量其不同部位完全烘干的样品中紫杉醇的含量（占干重的百分比），测定结果见表1．
表1：南方红豆杉树木各部位紫杉醇含量（%，w/w）

	树皮	树叶	枝条	种子
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）从实验结果看，红豆杉中紫杉醇含量最高的部位是树皮．不同部位紫杉醇含量不同的根本原因是基因的选择性表达．为保护红豆杉资源，应以其树叶或者枝条或种子为原料，提取、分离紫杉醇．
科研人员为寻找更多紫杉醇来源，尝试利用植物组织培养技术，从红豆杉的愈伤组织中提取紫杉醇．
表2：植物组织培养培养基配方

编号	培养基配方
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是植物组织培养常用的培养基，IAA（吲哚乙酸）、6-BA（细胞分裂素）、NAA（奈乙酸）为常用植物激素或类似物．
Ⅰ实验准备
（2）科研人员在大量生产红豆杉的愈伤组织时，最可能采用上表中的6号培养基．想通过实验确定适合诱导生根的培养基，表2中的10种培养基中，哪些适合用来尝试生根，请写出编号2、4、7、10．
Ⅱ实验方法与过程
①准备好若干种要尝试的培养基，分别命名为G₁G₂G₃…G_n，每种培养基3瓶，分别标为1号瓶、2号瓶、3号瓶．
②在超净台上，将长势相当的愈伤组织切成大小相同的小块，分别接入各培养基中．
（3）所有接种好的培养瓶放在相同的温度和光照、无菌条件下培养．
（4）观察各种培养基中生长情况并做记录．若要确定哪种培养基是最适合诱导生根的培养基，观察的指标一般是根的长度，请你设计一张记录表格．
Ⅲ．结果预测
（5）若从记录表格中发现在某种培养基中根的平均长度显著高于其他培养基中根的平均长度，则说明这种培养基是这些培养基中最适合诱导根的培养基．

Answer 1

分析 分析表格：表中为植物组织培养的培养基配方，其中IAA（吲哚乙酸）、6-BA（细胞分裂素）、NAA（奈乙酸）为常用植物激素或类似物．在植物组织培养时，通过调节生长素和细胞分裂素的比值能影响愈伤组织分化出根或芽．生长素用量比细胞分裂素用量，比值高时有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低时有利于芽的分化、抑制根的形成；比值适中时，促进愈伤组织的生长．

解答 解：（1）根据题干信息“生产紫杉醇的主要原料是天然生长的红豆杉树皮”，可知红豆杉中紫杉醇含量最高的部位是树皮．不同部位紫杉醇含量不同的根本原因是基因的选择性表达．大量剥取树皮会造成树木的死亡和资源的破坏，所以为了保护红豆杉资源，应以其树叶或者枝条或种子为原料，提取、分离紫杉醇．
（2）在植物组织培养，通过调节生长素和细胞分裂素的比值能影响愈伤组织分化出根或芽．生长素用量比细胞分裂素用量，比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分化、抑制根的形成．比值适中时，促进愈伤组织的生长．所以在大量生产此中药愈伤组织时，最可能采用上表中的6号培养基； 2、4、7、10号培养基适合诱导生根．
（3）植物组织培养包括脱分化和再分化两个过程，其中再分化过程需要适宜的温度、光照、无菌等条件．
（4）要确定哪种培养基是最适合诱导生根的培养基，观察的指标一般是根的长度，可设计以下记录表格如下：

	G1	G2	G3	…Gn
1号瓶中的长度
2号瓶中的长度
3号瓶中的长度
根平均长度

（5）若某培养基是这些培养基中最适合诱导根的培养基，则在该培养基中根的平均长度显著高于其他培养基中根的平均长度．
故答案为：
（1）树皮  基因的选择性表达   树叶或者枝条或种子（三个写一个就得分，写树皮不得分）
（2）6     2、4、7、10
（3）相同的温度和光照      无菌（无菌必须要写、相同的光照、温度写一个就得分，相同不写不得分）
（4）（表格设计完整，有平均值一栏）

	G1	G2	G3	…Gn
1号瓶中的长度
2号瓶中的长度
3号瓶中的长度
根平均长度

（5）在某种培养基中根的平均长度显著高于其他培养基中根的平均长度

点评 本题结合图表，考查细胞的分化、植物组织培养等知识，要求考生识记细胞分化的概念，掌握细胞分化的实质，能从表中提取信息答题；识记植物组织培养的过程及条件，明确生长素用量与细胞分裂素用量不同时，其诱导生根或生芽的效果不同；能根据实验目的完善实验步骤，并预测实验结论．