Question

【題目】紅豆杉因其次生代謝產(chǎn)物紫杉醇的顯著治癌效果而倍受關(guān)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(yīng)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(jìn)行組織培養(yǎng)，均能獲得試管苗，其原理是____________。 研究發(fā)現(xiàn)用幼嫩莖段比成年老枝更易產(chǎn)生愈傷組織，且時間早，誘導(dǎo)率高，原因是____________________。

（2）植物組織培養(yǎng)離不開激素的誘導(dǎo)，其中激素的__________和_______都會影響植物細(xì)胞發(fā)育的方向；在利用紅豆杉生產(chǎn)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(xì)胞懸浮培養(yǎng)生產(chǎn)紫杉醇的優(yōu)點是___________________________。

（4）不同有機(jī)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(jié)論有____________________________。

Answer 1

【答案】幼莖、 樹皮、 針葉的細(xì)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(xì)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(yīng)器中大規(guī)模培養(yǎng)細(xì)胞，并且通過控制培養(yǎng)條件使培養(yǎng)細(xì)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(shù)：

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

2、原理：植物細(xì)胞的全能性。

3、條件：①細(xì)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(jī)、有機(jī)成分）和植物激素（生長素和細(xì)胞分裂素）。

4、植物細(xì)胞工程技術(shù)的應(yīng)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(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。

（1）植物的幼莖、樹皮、針葉作為外植體，在一定條件下進(jìn)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(xì)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(xiàn)用幼嫩莖段比成年老枝更易產(chǎn)生愈傷組織，且時間早，誘導(dǎo)率高，原因是幼嫩莖段細(xì)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(dǎo)，其中激素的種類和濃度都會影響植物細(xì)胞發(fā)育的方向；在利用紅豆杉生產(chǎn)紫杉醇的過程中，是通過培養(yǎng)愈傷組織細(xì)胞而獲得細(xì)胞代謝產(chǎn)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(xì)胞懸浮培養(yǎng)生產(chǎn)紫杉醇的優(yōu)點是：可以在生物反應(yīng)器中大規(guī)模培養(yǎng)細(xì)胞，并且通過控制培養(yǎng)條件使培養(yǎng)細(xì)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。