Question

科学家用植物细胞杂交方法，将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合，成功地培育出了“番茄-马铃薯”杂种植株，如图1所示，其中①～⑤表示过程，英文字母表示细胞、组织或植株。育种工作者还利用番茄进行了如下三组实验如图2.。据图回答下列问题：

(1) 若番茄与马铃薯均为二倍体（2N），通过图1“番茄-马铃薯”幼苗培植过程中，杂种细胞内最多含有____个染色体组。该杂种植株的花粉经离体培育得到的植株属于________倍体植株。

(2)若杂种植株在有丝分裂在过程中，仅保留番茄的染色体而马铃薯的染色体会不断丢失，采用特异性引物对番茄和马铃薯基因组DNA进行PCR扩增，得到两亲本的差异性条带，可用于杂种植株的鉴定。图3是用该引物对双亲及4棵再生植株1～4进行PCR扩增的结果。据图判断，再生植株1～4中一定是杂种植株的有（多选）           。

(3)用红果多室(Yymm)番茄植株的花粉进行Ⅱ、Ⅲ有关实验，则Ⅱ过程中，培育植物体B的方法(Ⅱ)称为__________________。图2三种育种得到的植物体A、B、C中一定为纯合体的是          。

（4）如果“番茄-马铃薯”幼苗栽植过程中根部被水淹了，水浸期间对“白菜－甘蓝”植株的根细胞进行测定，测得根细胞吸收Ｏ₂与释放CO₂之比为１：２，则其有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖之比为_________。

Answer

（1）8 单 (2)1、2、4 (3)单倍体育种 植物体B （4）1:3

【解析】据图分析，①表示制备原生质体，②表示原生质体的融合，③表示再生细胞壁，④表示脱分化，⑤表示再分化。(1)杂种细胞D是二倍体番茄和马铃薯体细胞融合得到的，所以其染色体来源是两个物种的染色体之和，一般是4个染色体组，在有丝分裂后期，因着丝点分裂，染色体组数达到最多，8个。此过程培育的该杂种植株的花粉经离体培育得到的植株属于仍属于单倍体。(2) 根据图谱，花椰菜含有碱基对为300 和600 的DNA 片段，黑芥还有碱基对为1000、1300 和1500 的片段，再生植株3,只含有长度为300 和600 的片段，与花椰菜一致，1、2、4 既含有花椰菜DNA 片段，又含有黑芥DNA 片段，为杂种植株。 (3) Ⅱ中花粉经组织培养直接长成的幼苗是单倍体，该过程属于单倍体体细胞的增殖，而体细胞增殖是通过有丝分裂完成的。图2三种育种得到的植物体A亲本番茄基因型相同，不一定为纯合体；B植株是通过单倍体育种得到的，一定为纯合体；C植株是花粉细胞融合培育得到的，由于花粉的基因组成不一定相同，所以植株C不一定是纯合体。(4) 根部被水淹会进行无氧呼吸，如果测得根细胞吸收Ｏ2与释放CO2之比为1:2，说明无氧呼吸产生了1份的二氧化碳，则其有氧呼吸消耗葡萄糖1/6，无氧呼吸消耗的葡萄糖1/2它们之比为1:3 。

【考点定位】植物细胞工程育种、单倍体育种和细胞呼吸的应用

【名师点睛】植物体细胞杂交原理及过程总结：

(1)植物体细胞杂交的障碍

①植物细胞都有细胞壁。根据酶的专一性原理，用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。

②原生质体融合。人工诱导方法包括物理法，如离心、振动、电激；化学法，如聚乙二醇(PEG)诱导等。

(2)杂种细胞的类型有三种：AA、BB、AB，符合要求的只有AB，需要进行筛选。

(3)杂种细胞AB形成的标志：新的细胞壁的生成。

(4)杂种植株遗传物质的变化：细胞融合属于染色体变异，杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，形成异源多倍体。

(5)植物体细胞杂交的原理：原生质体融合的过程利用了细胞膜的流动性，杂种细胞发育成杂种植株利用了细胞的全能性。