Question

紫草素是紫草細胞的代謝產(chǎn)物，可作為生產(chǎn)治療燙傷藥物的原料．用組織培養(yǎng)技術可以在生物反應器中通過培養(yǎng)紫草細胞生產(chǎn)紫草素．如圖記錄了生物反應器中紫草細胞產(chǎn)量、紫草素產(chǎn)量隨培養(yǎng)時間發(fā)生的變化．
（1）在生產(chǎn)前，需先加入紫草細胞作為反應器中的“種子”．這些“種子”是應用組織培養(yǎng)技術，將紫草葉肉細胞經(jīng)過

 

而獲得的．這項技術的理論基礎是

 

．
（2）從圖中可以看出：反應器中紫草細胞的生長呈現(xiàn)

 

規(guī)律；影響紫草素產(chǎn)量的因素是

 

和

 

．
（3）在培養(yǎng)過程中，要不斷通入無菌空氣并進行攪拌的目的是

 

和

 

．

Answer 1

考點：植物培養(yǎng)的條件及過程

專題：

分析：獲得細胞產(chǎn)物是植物組織培養(yǎng)的重要應用．
紫草素的工廠化生產(chǎn)過程：
第一步，選擇紫草細胞作為外植體進行培養(yǎng)，產(chǎn)生愈傷組織，經(jīng)過培養(yǎng)選擇找到增殖速度快而且細胞內(nèi)紫草素含量高的細胞株作為種質，其中一部分作為保存用，以備下一次生產(chǎn)用，一部分進行發(fā)酵生產(chǎn)．
第二步，將第一步選擇到的細胞株在發(fā)酵罐中的適合培養(yǎng)液中進行液體培養(yǎng)，增加細胞數(shù)量．
第三步，將發(fā)酵罐中培養(yǎng)的細胞進行破碎，從中提取紫草素．

解答： 解：（1）紫草素是從紫草的愈傷組織細胞中提取得到的，所以生產(chǎn)前需將離體的紫草細胞進行脫分化，以獲得大量的紫草愈傷組織細胞，這一過程利用了植物細胞的全能性．
（2）從圖中可以看出反應器中紫草細胞的數(shù)量增長呈“S”型增長，原因是開始生長較慢，要經(jīng)過適應期，然后進入穩(wěn)定期，細胞的數(shù)目才能相對穩(wěn)定．在這個時期紫草細胞要產(chǎn)生大量的次級代謝產(chǎn)物--紫草素，所以說紫草素產(chǎn)量的高低與紫草愈傷組織細胞的數(shù)目和生長期有關．
（3）在培養(yǎng)過程中，要不斷通入無菌空氣并進行攪拌，目的是保證氧氣供應充足，并使細胞與培養(yǎng)液充分接觸．
故答案為：
（1）脫分化（或脫分化形成愈傷組織）  細胞的全能性
（2）S型增長  細胞數(shù)量  細胞所處的生長期
（3）保證氧氣供應充足   使細胞與培養(yǎng)液充分接觸

點評：本題結合題圖，考查植物組織培養(yǎng)技術、種群數(shù)量增長等相關知識，要求考生識記植物組織培養(yǎng)技術的原理、過程、條件及應用；此外還需要求考生掌握種群數(shù)量變化，能準確判斷圖中曲線的增長規(guī)律．