Question

【题目】红豆杉因其次生代谢产物紫杉醇的显著治癌效果而倍受关注。为了获得紫杉醇，可以先用植物外植体获得愈伤组织，然后在生物反应器中悬浮培养。请回答下列问题：

（1）以该植物的幼茎、树皮、针叶作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是____________。 研究发现用幼嫩茎段比成年老枝更易产生愈伤组织，且时间早，诱导率高，原因是____________________。

（2）植物组织培养离不开激素的诱导，其中激素的__________和_______都会影响植物细胞发育的方向；在利用红豆杉生产紫杉醇的过程中，不需要换瓶操作，这主要是因为_________。

（3）与从红豆杉树皮中直接提取相比， 通过茎段组培获得的愈伤细胞悬浮培养生产紫杉醇的优点是___________________________。

（4）不同有机溶剂及其组合作为浸提溶剂对紫杉醇的得率的影响如下图所示。

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。

从溶剂单独和混合提取效果的角度分析，可得出的结论有____________________________。

Answer 1

【答案】幼茎、 树皮、 针叶的细胞都具有全能性， 在一定条件下能发育成完整的植株 幼嫩茎段细胞分化程度低 种类 浓度 不需要改变培养液中不同激素的浓度配比 可以在生物反应器中大规模培养细胞，并且通过控制培养条件使培养细胞合成大量紫杉醇 单一溶剂作为提取紫杉醇的浸提溶剂时，甲醇的提取效果最佳； 溶剂混合浸提时， 乙醇——二氯甲烷作为浸提溶剂提取紫杉醇效果最好

【解析】

植物组织培养技术：

1、过程：离体的植物组织，器官或细胞（外植体）→愈伤组织→胚状体→植株（新植体）。

2、原理：植物细胞的全能性。

3、条件：①细胞离体和适宜的外界条件（如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等）；②一定的营养（无机、有机成分）和植物激素（生长素和细胞分裂素）。

4、植物细胞工程技术的应用：植物繁殖的新途径（包括微型繁殖，作物脱毒、人工种子等）、作物新品种的培育（单倍体育种、突变体的利用）、细胞产物的工厂化生产。

（1）植物的幼茎、树皮、针叶作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是：幼茎、 树皮、 针叶的细胞都具有全能性， 在一定条件下能发育成完整的植株。研究发现用幼嫩茎段比成年老枝更易产生愈伤组织，且时间早，诱导率高，原因是幼嫩茎段细胞分化程度较低，全能性高。

（2）植物组织培养离不开激素的诱导，其中激素的种类和浓度都会影响植物细胞发育的方向；在利用红豆杉生产紫杉醇的过程中，是通过培养愈伤组织细胞而获得细胞代谢产物，因此不需要改变培养液中不同激素的浓度配比，所以在培养过程中不需要换瓶操作。

（3）与从红豆杉树皮中直接提取相比，通过茎段组织培养获得的愈伤组织细胞悬浮培养生产紫杉醇的优点是：可以在生物反应器中大规模培养细胞，并且通过控制培养条件使培养细胞合成大量紫杉醇。

（4）由柱形图分析可知，单一溶剂作为提取紫杉醇的浸提溶剂时，甲醇的提取效果最佳；溶剂混合浸提时，乙醇——二氯甲烷作为浸提溶剂提取紫杉醇效果最好。