Question

【題目】紅豆杉因其次生代謝產物紫杉醇的顯著治癌效果而倍受關注。為了獲得紫杉醇，可以先用植物外植體獲得愈傷組織，然后在生物反應器中懸浮培養(yǎng)。請回答下列問題：

（1）以該植物的幼莖、樹皮、針葉作為外植體，在一定條件下進行組織培養(yǎng)，均能獲得試管苗，其原理是____________。 研究發(fā)現用幼嫩莖段比成年老枝更易產生愈傷組織，且時間早，誘導率高，原因是____________________。

（2）植物組織培養(yǎng)離不開激素的誘導，其中激素的__________和_______都會影響植物細胞發(fā)育的方向；在利用紅豆杉生產紫杉醇的過程中，不需要換瓶操作，這主要是因為_________。

（3）與從紅豆杉樹皮中直接提取相比， 通過莖段組培獲得的愈傷細胞懸浮培養(yǎng)生產紫杉醇的優(yōu)點是___________________________。

（4）不同有機溶劑及其組合作為浸提溶劑對紫杉醇的得率的影響如下圖所示。

注：1、甲醇；2、乙醇；3、丙酮；4、二氯甲烷；5、乙酸乙酯；6、甲醇、乙醇；7、甲醇、丙酮；8、甲醇、二氯甲烷；9、甲醇、乙酸乙酯；10、乙醇、丙酮；11、乙醇、二氯甲烷；12、乙醇、乙酸乙酯；13、丙酮、二氯甲烷；14、丙酮、乙酸乙酯；15、二氯甲烷、乙酸乙酯。

從溶劑單獨和混合提取效果的角度分析，可得出的結論有____________________________。

Answer 1

【答案】幼莖、 樹皮、 針葉的細胞都具有全能性， 在一定條件下能發(fā)育成完整的植株 幼嫩莖段細胞分化程度低 種類 濃度 不需要改變培養(yǎng)液中不同激素的濃度配比 可以在生物反應器中大規(guī)模培養(yǎng)細胞，并且通過控制培養(yǎng)條件使培養(yǎng)細胞合成大量紫杉醇 單一溶劑作為提取紫杉醇的浸提溶劑時，甲醇的提取效果最佳； 溶劑混合浸提時， 乙醇——二氯甲烷作為浸提溶劑提取紫杉醇效果最好

【解析】

植物組織培養(yǎng)技術：

1、過程：離體的植物組織，器官或細胞（外植體）→愈傷組織→胚狀體→植株（新植體）。

2、原理：植物細胞的全能性。

3、條件：①細胞離體和適宜的外界條件（如適宜溫度、適時的光照、pH和無菌環(huán)境等）；②一定的營養(yǎng)（無機、有機成分）和植物激素（生長素和細胞分裂素）。

4、植物細胞工程技術的應用：植物繁殖的新途徑（包括微型繁殖，作物脫毒、人工種子等）、作物新品種的培育（單倍體育種、突變體的利用）、細胞產物的工廠化生產。

（1）植物的幼莖、樹皮、針葉作為外植體，在一定條件下進行組織培養(yǎng)，均能獲得試管苗，其原理是：幼莖、 樹皮、 針葉的細胞都具有全能性， 在一定條件下能發(fā)育成完整的植株。研究發(fā)現用幼嫩莖段比成年老枝更易產生愈傷組織，且時間早，誘導率高，原因是幼嫩莖段細胞分化程度較低，全能性高。

（2）植物組織培養(yǎng)離不開激素的誘導，其中激素的種類和濃度都會影響植物細胞發(fā)育的方向；在利用紅豆杉生產紫杉醇的過程中，是通過培養(yǎng)愈傷組織細胞而獲得細胞代謝產物，因此不需要改變培養(yǎng)液中不同激素的濃度配比，所以在培養(yǎng)過程中不需要換瓶操作。

（3）與從紅豆杉樹皮中直接提取相比，通過莖段組織培養(yǎng)獲得的愈傷組織細胞懸浮培養(yǎng)生產紫杉醇的優(yōu)點是：可以在生物反應器中大規(guī)模培養(yǎng)細胞，并且通過控制培養(yǎng)條件使培養(yǎng)細胞合成大量紫杉醇。

（4）由柱形圖分析可知，單一溶劑作為提取紫杉醇的浸提溶劑時，甲醇的提取效果最佳；溶劑混合浸提時，乙醇——二氯甲烷作為浸提溶劑提取紫杉醇效果最好。