Question

[生物--選修3現(xiàn)代生物技術(shù)專題]
從紅豆杉的樹皮和樹葉中提煉出來(lái)的紫杉醇對(duì)多種晚期癌癥療效突出，被稱為“治療癌癥的最后一道防線”．傳統(tǒng)方法獲得紫杉醇的產(chǎn)量有限，也不利于瀕危的紅豆杉的保護(hù)．研究發(fā)現(xiàn)，可取幼莖和針葉利用組織培養(yǎng)技術(shù)來(lái)生產(chǎn)紫杉醇．如圖是三種紅豆杉細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，回答相關(guān)問(wèn)題．

（1）將紅豆杉細(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)形成

 

后方可接種到培養(yǎng)基中．培養(yǎng)時(shí)所需培養(yǎng)基為

 

（固體、液體）培養(yǎng)基，培養(yǎng)基中除需滿足無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分和有機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分外，需要添加

 

．
（2）培養(yǎng)的幼莖細(xì)胞也能產(chǎn)生紫杉醇，是因?yàn)橛浊o細(xì)胞與樹皮、樹葉處細(xì)胞具有相同的

 

．
（3）據(jù)圖分析，在15～35d時(shí)間段內(nèi)，

 

紅豆杉細(xì)胞增殖速率最快，

 

紅豆杉的紫杉醇的產(chǎn)量達(dá)到最高．說(shuō)明紫杉醇的產(chǎn)量主要由

 

和

 

決定．培養(yǎng)后期紫杉醇產(chǎn)量出現(xiàn)下降的原因包括

 

等．
（4）在培養(yǎng)過(guò)程中，要不斷通入無(wú)菌空氣并進(jìn)行攪拌的目的是

 

、

 

和

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：植物培養(yǎng)的條件及過(guò)程

專題：

分析：植物組織培養(yǎng)過(guò)程為：離體的組織、器官

脫分化

愈傷組織

再分化

胚狀體→完整植株．
而在利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得細(xì)胞產(chǎn)物的過(guò)程中，只需將離體組織器官培養(yǎng)到愈傷組織即可．植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基成分包括：水、無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分及植物激素（包括生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素）．
分析圖解：圖一中在15～35d時(shí)間段內(nèi)，南方紅豆杉細(xì)胞增殖速率最快，云南紅豆杉其次；圖二中云南紅豆杉在這段時(shí)間內(nèi)紫杉醇的產(chǎn)量達(dá)到最高．說(shuō)明并不是細(xì)胞數(shù)目最多，紫杉醇的產(chǎn)量就最多．

解答： 解：（1）利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得紫杉醇的過(guò)程中，只需將紅豆杉細(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)形成愈傷組織，而后接種到培養(yǎng)基中．培養(yǎng)時(shí)所需培養(yǎng)基為液體培養(yǎng)基，培養(yǎng)基中除需滿足無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分和有機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分外，需要添加植物激素（細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素）．
（2）植物體的根莖葉均是由同一個(gè)受精卵有絲分裂而來(lái)，它們的遺傳物質(zhì)相同，因此培養(yǎng)的幼莖細(xì)胞也能產(chǎn)生紫杉醇．
（3）圖一中看出，在15～35d時(shí)間段內(nèi)，南方紅豆杉細(xì)胞增殖速率最快，而圖二中云南紅豆杉在這段時(shí)間內(nèi)紫杉醇的產(chǎn)量達(dá)到最高．雖然南方紅豆杉細(xì)胞增殖速率最快，但是紫杉醇產(chǎn)量并不是最高，說(shuō)明紫杉醇的產(chǎn)量不但由細(xì)胞數(shù)量決定，還由單個(gè)細(xì)胞合成紫杉醇的速率（量）決定．培養(yǎng)后期時(shí)，由于活細(xì)胞數(shù)量減少，某些代謝產(chǎn)物的積累等原因，導(dǎo)致紫杉醇產(chǎn)量出現(xiàn)下降．
（4）在培養(yǎng)過(guò)程中，要不斷通入無(wú)菌空氣可以防止微生物污染并保證氧氣供應(yīng)充足，而進(jìn)行攪拌能使細(xì)胞與培養(yǎng)液充分接觸．
故答案為：
（1）愈傷組織    液體    植物激素（細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素）
（2）遺傳物質(zhì)（遺傳信息、基因）
（3）南方   云南    細(xì)胞數(shù)量   單個(gè)細(xì)胞合成紫杉醇的速率（量）    活細(xì)胞數(shù)量減少，某些代謝產(chǎn)物的積累
（4）防止微生物污染    保證氧氣供應(yīng)充足  使細(xì)胞與培養(yǎng)液充分接觸

點(diǎn)評(píng)：本題考查了植物組織培養(yǎng)技術(shù)的過(guò)程及應(yīng)用等方面的知識(shí)，考生要能夠識(shí)記并區(qū)分通過(guò)植物組織培養(yǎng)獲得完整植株和獲得細(xì)胞產(chǎn)物兩者之間的區(qū)別，并能掌握一些實(shí)驗(yàn)操作技巧和目的；能夠通過(guò)曲線分析獲得解題信息，并能總結(jié)相應(yīng)結(jié)論，具有一定的難度．