Question

[生物--選修3現代生物技術專題]
從紅豆杉的樹皮和樹葉中提煉出來的紫杉醇對多種晚期癌癥療效突出，被稱為“治療癌癥的最后一道防線”．傳統方法獲得紫杉醇的產量有限，也不利于瀕危的紅豆杉的保護．研究發現，可取幼莖和針葉利用組織培養技術來生產紫杉醇．如圖是三種紅豆杉細胞培養過程中相關的實驗數據，回答相關問題．

（1）將紅豆杉細胞經組織培養形成

 

后方可接種到培養基中．培養時所需培養基為

 

（固體、液體）培養基，培養基中除需滿足無機營養成分和有機營養成分外，需要添加

 

．
（2）培養的幼莖細胞也能產生紫杉醇，是因為幼莖細胞與樹皮、樹葉處細胞具有相同的

 

．
（3）據圖分析，在15～35d時間段內，

 

紅豆杉細胞增殖速率最快，

 

紅豆杉的紫杉醇的產量達到最高．說明紫杉醇的產量主要由

 

和

 

決定．培養后期紫杉醇產量出現下降的原因包括

 

等．
（4）在培養過程中，要不斷通入無菌空氣并進行攪拌的目的是

 

、

 

和

 

．

Answer 1

考點：植物培養的條件及過程

專題：

分析：植物組織培養過程為：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技術獲得細胞產物的過程中，只需將離體組織器官培養到愈傷組織即可．植物組織培養的培養基成分包括：水、無機鹽、有機營養成分及植物激素（包括生長素和細胞分裂素）．
分析圖解：圖一中在15～35d時間段內，南方紅豆杉細胞增殖速率最快，云南紅豆杉其次；圖二中云南紅豆杉在這段時間內紫杉醇的產量達到最高．說明并不是細胞數目最多，紫杉醇的產量就最多．

解答： 解：（1）利用植物組織培養技術獲得紫杉醇的過程中，只需將紅豆杉細胞經組織培養形成愈傷組織，而后接種到培養基中．培養時所需培養基為液體培養基，培養基中除需滿足無機營養成分和有機營養成分外，需要添加植物激素（細胞分裂素和生長素）．
（2）植物體的根莖葉均是由同一個受精卵有絲分裂而來，它們的遺傳物質相同，因此培養的幼莖細胞也能產生紫杉醇．
（3）圖一中看出，在15～35d時間段內，南方紅豆杉細胞增殖速率最快，而圖二中云南紅豆杉在這段時間內紫杉醇的產量達到最高．雖然南方紅豆杉細胞增殖速率最快，但是紫杉醇產量并不是最高，說明紫杉醇的產量不但由細胞數量決定，還由單個細胞合成紫杉醇的速率（量）決定．培養后期時，由于活細胞數量減少，某些代謝產物的積累等原因，導致紫杉醇產量出現下降．
（4）在培養過程中，要不斷通入無菌空氣可以防止微生物污染并保證氧氣供應充足，而進行攪拌能使細胞與培養液充分接觸．
故答案為：
（1）愈傷組織    液體    植物激素（細胞分裂素和生長素）
（2）遺傳物質（遺傳信息、基因）
（3）南方   云南    細胞數量   單個細胞合成紫杉醇的速率（量）    活細胞數量減少，某些代謝產物的積累
（4）防止微生物污染    保證氧氣供應充足  使細胞與培養液充分接觸

點評：本題考查了植物組織培養技術的過程及應用等方面的知識，考生要能夠識記并區分通過植物組織培養獲得完整植株和獲得細胞產物兩者之間的區別，并能掌握一些實驗操作技巧和目的；能夠通過曲線分析獲得解題信息，并能總結相應結論，具有一定的難度．