Question

【题目】紫草素是紫草细胞的代谢产物，可作为生产治疗烫伤药物的原料。用植物细胞培养技术可以在生物反应器中通过培养紫草细胞生产紫草素。下图记录了生物反应器中紫草细胞产量、紫草素产量随培养时间发生的变化。

（1）在生产前，需先加入紫草细胞作为反应器中的“种子”。这些“种子”是应用组织培养技术，将紫草叶肉细胞经过_________________而获得的。这项技术的理论基础是__________。

（2）从图中可以看出：反应器中紫草细胞的生长呈现______________规律；影响紫草素产量的因素是_____________________和________________________。

（3）在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是_____________和_________。

Answer 1

【答案】脱分化（或脱分化形成愈伤组织） 细胞的全能性 S型增长 细胞数量 细胞所处的生长期 保证氧气供应充足 使细胞与培养液充分接触

【解析】

获得细胞产物是植物组织培养的重要应用。

紫草素的工厂化生产过程：

第一步，选择紫草细胞作为外植体进行培养，产生愈伤组织，经过培养选择找到增殖速度快而且细胞内紫草素含量高的细胞株作为种子，其中一部分作为保存用，以备下一次生产用，一部分进行发酵生产。

第二步，将第一步选择到的细胞株在发酵罐中的适合培养液中进行液体培养，增加细胞数量。

第三步，将发酵罐中培养的细胞进行破碎，从中提取紫草素。

（1）紫草素是从紫草的愈伤组织细胞中提取得到的，所以生产前需将离体的紫草细胞进行脱分化，以获得大量的紫草愈伤组织细胞，这一过程利用了植物细胞的全能性。

（2）从图中可以看出反应器中紫草细胞的数量增长呈“S”型增长，原因是开始生长较慢，要经过适应期，然后进入稳定期，细胞的数目才能相对稳定。在这个时期紫草细胞要产生大量的次级代谢产物——紫草素，所以说紫草素产量的高低与紫草愈伤组织细胞的数目和生长期有关。

（3）在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌，目的是保证氧气供应充足，并使细胞与培养液充分接触。