题目内容
【题目】紫草是一种重要的药用植物，其根部富含红色的萘醌类次生代谢产物——紫草宁及其衍生物。它们具有抗菌、消炎、活血、诱导癌细胞凋亡和抑制I型HIV等功效，同时也是一种天然染料。由于大规模的乱采滥挖，野生紫草资源已趋于衰竭，为更好地获得紫草宁及其衍生物，利用新生营养芽为外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中悬浮培养来生产紫草宁已成为解决问题的重要手段。请回答下列问题：
（1）选用新生营养芽为外植体的原因是________，外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为___________。
（2）培养过程需加人蔗糖，蔗糖的作用是______和_________；还要加入一定的植物激素，常用的植物激素有_____________。
（3）研究发现，悬浮培养比固体培养更有利于紫草细胞的生长，原因是___________。
紫草悬浮液培养时细胞的生长曲线如图所示：
接种后第3天左右，细胞团边缘变红，表明紫草宁及其衍生物开始形成；细胞对数生长期，紫草宁及其衍生物的量稳步上升；静止期，紫草宁及其衍生物形成速度加快；培养细胞20天后，紫草宁及其衍生物百分含量达到最高水平，继续培养，紫草宁及其衍生物缓慢下降。上述实验结果表明，紫草细胞悬浮培养时，细胞生长缓慢____________(填“有利于”或“不利于”）目的产物的形成。因此，紫草细胞大规模培养一般采用固定化培养形式。
（4）为了更好地获得紫草宁及其衍生物，生产中一般采用固定化培养技术（包埋法）进行紫草细胞大规模培养。下列说法正确的有______________(填序号）。
①选取生长旺盛的愈伤组织细胞
②必须在光照条件下培养
③培养过程中需通空气
④固定化后植物细胞生长会变慢
【答案】细胞分化程度低，容易诱导形成愈伤组织 脱分化提供能源调节渗透压细胞分裂素和生长素悬浮培养可以增加培养细胞与培养液的接触面积，改善营养供应可带走培养物产生的有害代谢产物，避免有害代谢产物局部浓度过高等问题；保证氧的充分供给等有利于①③④
【解析】
植物组织培养过程中需经过脱分化、再分化两个过程，培养条件也在随着培养过程的进行而发生变化，如再分化出根芽后要给予适宜的光照。
（1）选作用于植物组织培养的材料一般要求分化程度低，无病毒感染，容易诱导形成愈伤组织。外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为脱分化。
（2）培养过程加入的蔗糖作用有两个：一是提供能源，二是调节渗透压；培养中加入一定的植物激素一般是细胞分裂素和生长素。
（3）由于悬浮培养可以增加培养细胞与培养液的接触面积，改善营养供应；另外，悬浮培养可带走培养物产生的有害代谢产物，避免有害代谢产物局部浓度过高等问题以及保证氧的充分供给等，所以悬浮培养比固体培养更有利于紫草细胞的生长。上述实验结果表明，紫草细胞悬浮培养时，在静止期，紫草宁及其衍生物形成速度加快，说明细胞生长缓慢有利于目的产物的形成。
（4）根据题干知，获得植物次生代谢产物，用植物外植体获得愈伤组织再悬浮培养即可，生产中采用植物细胞的固定化技术，应包埋旺盛生长的愈伤组织细胞，①正确；脱分化过程中光会抑制愈伤组织的形成，②错误；植物为需氧型生物，培养过程中需通空气，保证其有氧呼吸，缺氧会导致其无氧呼吸产生酒精，对其有毒害作用，③正确；固定化后植物细胞与细胞悬浮培养相比，物质运输速率降低，生长会变慢，④正确。
