Question

19．优质彩棉是通过多次杂交获得的品种，其自交后代常出现色彩、纤维长短等性状遗传不稳定的问题．请分析回答：
（1）欲解决彩棉性状遗传不稳定的问题，理论上可直接培养，通过单倍体育种方式，快速获得纯合子．但此技术在彩棉育种中尚未成功．
（2）为获得能稳定遗传的优质彩棉品种，研究人员以白色棉品种57-4做母本，棕色彩棉做父本杂交，授粉后存在着精子与卵细胞不融合但母本仍可产生种子的现象．这样的种子萌发后，会出现少量的父本单倍体植株、母本单倍体植株及由父本和母本单倍体细胞组成的联合体植株．
①欲获得纯合子彩棉，应选择父本单倍体植株，用秋水仙素处理植株的芽（茎的生长点），使其体细胞染色体数目加倍．
②如图是研究人员在诱导染色体数目加倍时的实验处理和结果，本实验的目的是探究不同秋水仙素浓度和不同处理时间对细胞内染色体数目加倍效果的影响，实验效果最好的实验处理是0.05%秋水仙素，处理12小时．
③欲鉴定枝条中染色体数目是否加倍，除可用显微镜观察外，可以通过直接观察测量茎的粗细、叶面积的大小（营养器官的大小），并与单倍体枝条进行比较作出判断．
（3）欲检测染色体数目已加倍的植株是否为纯合体，在实践中应采用（连续）自交的方法，依据后代是否出现性状分离作出判断．

Answer 1

分析 单倍体育种过程：先用花药离体培养获得单倍体植株，再诱导染色体数目加倍获得纯合体，最后筛选获得符合生产的新品种．分析题图：自变量有两个，即秋水仙素浓度和处理时间，且0.05%秋水仙素，处理12小时染色体加倍百分比最高

解答 解：：（1）单倍体育种的优点是明显缩短育种年限，后代均为纯合体，自交后代不发生性状分离．获得单倍体植株常用花药离体培养法，所以可用彩棉花药进行离体培养，获得单倍植株．
（2）①已知白色棉做母本，棕色彩棉做父本，要获得纯合子彩棉，应选择父本植株．因为秋水仙素作用原理是抑制纺锤体的形成，即作用于细胞有丝分裂过程，所以用秋水仙素诱导染色体数目加倍时，应处理植株芽（茎的生长点）．
②根据题意和图示分析可知：实验中自变量有两个，即秋水仙素浓度和处理时间；所以实验的目的是探究不同秋水仙素浓度和不同处理时间对细胞内染色体数目加倍效果的影响．通过柱状图分析可知，用0.05%秋水仙素，处理12小时的实验效果最好．
③多倍体与正常个体相比，其植株的茎、杆粗壮，叶、果实大，营养物质含量丰富，所以可以通过直接测量茎的粗细、叶面积的大小（营养器官的大小），与单倍体枝条进行比较作出判断．检验显性个体是否是纯合体，可以用自交法和测交法，其中最简单的方法是自交法，即让其连续自交，看其后代是否发生性状分离．
故答案：
（1）彩棉花粉（花药）        单倍体
（2）①父本单倍体      芽（茎的生长点）
②不同秋水仙素浓度和不同处理时间对细胞内染色体数目加倍效果的影响   0.05%秋水仙素，处理12小时
③茎的粗细、叶面积的大小（营养器官的大小）   （连续）自交　   性状分离

点评 本题结合柱形图，考查单倍体育种、基因分离定律的应用、探究实验，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力；具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理