Question

紫草素是紫草細(xì)胞的代謝產(chǎn)物，可作為生產(chǎn)治療燙傷藥物的原料．用組織培養(yǎng)技術(shù)可以在生物反應(yīng)器中通過培養(yǎng)紫草細(xì)胞生產(chǎn)紫草素．如圖記錄了生物反應(yīng)器中紫草細(xì)胞產(chǎn)量、紫草素產(chǎn)量隨培養(yǎng)時(shí)間發(fā)生的變化．
（1）在生產(chǎn)前，需先加入紫草細(xì)胞作為反應(yīng)器中的“種子”．這些“種子”是應(yīng)用組織培養(yǎng)技術(shù)，將紫草葉肉細(xì)胞經(jīng)過

 

而獲得的．這項(xiàng)技術(shù)的理論基礎(chǔ)是

 

．
（2）從圖中可以看出：反應(yīng)器中紫草細(xì)胞的生長(zhǎng)呈現(xiàn)

 

規(guī)律；影響紫草素產(chǎn)量的因素是

 

和

 

．
（3）在培養(yǎng)過程中，要不斷通入無(wú)菌空氣并進(jìn)行攪拌的目的是

 

和

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：植物培養(yǎng)的條件及過程

專題：

分析：獲得細(xì)胞產(chǎn)物是植物組織培養(yǎng)的重要應(yīng)用．
紫草素的工廠化生產(chǎn)過程：
第一步，選擇紫草細(xì)胞作為外植體進(jìn)行培養(yǎng)，產(chǎn)生愈傷組織，經(jīng)過培養(yǎng)選擇找到增殖速度快而且細(xì)胞內(nèi)紫草素含量高的細(xì)胞株作為種質(zhì)，其中一部分作為保存用，以備下一次生產(chǎn)用，一部分進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)．
第二步，將第一步選擇到的細(xì)胞株在發(fā)酵罐中的適合培養(yǎng)液中進(jìn)行液體培養(yǎng)，增加細(xì)胞數(shù)量．
第三步，將發(fā)酵罐中培養(yǎng)的細(xì)胞進(jìn)行破碎，從中提取紫草素．

解答： 解：（1）紫草素是從紫草的愈傷組織細(xì)胞中提取得到的，所以生產(chǎn)前需將離體的紫草細(xì)胞進(jìn)行脫分化，以獲得大量的紫草愈傷組織細(xì)胞，這一過程利用了植物細(xì)胞的全能性．
（2）從圖中可以看出反應(yīng)器中紫草細(xì)胞的數(shù)量增長(zhǎng)呈“S”型增長(zhǎng)，原因是開始生長(zhǎng)較慢，要經(jīng)過適應(yīng)期，然后進(jìn)入穩(wěn)定期，細(xì)胞的數(shù)目才能相對(duì)穩(wěn)定．在這個(gè)時(shí)期紫草細(xì)胞要產(chǎn)生大量的次級(jí)代謝產(chǎn)物--紫草素，所以說(shuō)紫草素產(chǎn)量的高低與紫草愈傷組織細(xì)胞的數(shù)目和生長(zhǎng)期有關(guān)．
（3）在培養(yǎng)過程中，要不斷通入無(wú)菌空氣并進(jìn)行攪拌，目的是保證氧氣供應(yīng)充足，并使細(xì)胞與培養(yǎng)液充分接觸．
故答案為：
（1）脫分化（或脫分化形成愈傷組織）  細(xì)胞的全能性
（2）S型增長(zhǎng)  細(xì)胞數(shù)量  細(xì)胞所處的生長(zhǎng)期
（3）保證氧氣供應(yīng)充足   使細(xì)胞與培養(yǎng)液充分接觸

點(diǎn)評(píng)：本題結(jié)合題圖，考查植物組織培養(yǎng)技術(shù)、種群數(shù)量增長(zhǎng)等相關(guān)知識(shí)，要求考生識(shí)記植物組織培養(yǎng)技術(shù)的原理、過程、條件及應(yīng)用；此外還需要求考生掌握種群數(shù)量變化，能準(zhǔn)確判斷圖中曲線的增長(zhǎng)規(guī)律．