1. 从紫草细胞内提取得到的紫草宁具有抗炎、抑制癌细胞增殖的作用,下图表示获得紫草宁的两种工艺路线,请回答下列相关问题:

(1) 若要通过植物组培获得脱毒紫草植株,应优先选择紫草植株的部位作为外植体,外植体经消毒处理后,需用无菌水冲洗多次,目的。外植体经愈伤组织形成紫草植株的原理是
(2) 因为愈伤组织细胞有特点,从而有利于获得生长迅速的悬浮细胞系。用射线照射悬浮细胞系后,在显微镜下挑取单个细胞分别进行培养得到多个悬浮细胞系,后收集细胞并称重,通过一定的方法获得比值,选取数值最小的数据作为高产细胞株。获取得到的高产细胞株常需进行多次传代培养来确定是否为稳定的高产细胞株,因为细胞在传代过程中会发生,导致以上比值出现增大的现象。
(3) 下图表示在发酵培养中接种细胞密度与细胞收获量、紫草宁含有率(培养14天)关系的实验结果:

注意:紫草宁含有率是指紫草宁质量/细胞收获量

根据实验结果可推测当接种细胞密度超过6g·dry wt./L时,细胞内紫草宁合成会,从而导致紫草宁含有率的下降。根据图中数据,在发酵培养中选择接种细胞密度为6g·dry wt./L而不是接种细胞密度为4g·dry wt./L的原因是

(4) 在培养过程中,要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是
【考点】
植物组织培养的过程; 植物细胞工程的应用;
【答案】

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实验探究题 普通
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1. 红豆杉被称作“植物界的大熊猫”,紫杉醇是红豆杉合成的一种次生代谢物,虽然具有高抗癌活性,但在植物体中含量极低。
(1) 为取代从天然植株中提取紫杉醇的方式,可通过植物组织培养和植物细胞培养技术来获取,其过程为:获取红豆杉外植体→消毒→诱导愈伤组织→细胞培养→提取紫杉醇。其中,获取的外植体消毒后诱导出愈伤组织的过程称为,在培养过程中主要添加这两种植物激素并通过调整比例来调控其培育过程。
(2) 灵芝诱导子可能通过介导植物的防御反应来促进紫杉醇合成,在最佳诱导条件下对红豆杉进行细胞悬浮培养,结果如图1。

   

PPO能催化酚类物质氧化,使其含量减少。PAL是紫杉醇形成途径中的关键酶。经灵芝诱导子处理后,PAL活性与对照相比明显上升。结合图1,在下图中的括号内填入“+”或“-”

   

(3) 过去普遍认为紫杉醇通过抑制有丝分裂来发挥抗癌作用。用标准剂量紫杉醇治疗后对患者的乳腺癌细胞进行研究,结果如图2。

   

以上实验结果(填“支持”或“不支持”)传统认知的紫杉醇抗癌机理,并说明理由

(4) 新的研究发现只有染色体不稳定性(简称“CIN”,即细胞分裂发生错误导致染色体不稳定)水平高的乳腺癌患者才对紫杉醇敏感,推测紫杉醇可能通过提高这类患者体内含多极纺锤体癌细胞的比例诱导癌细胞死亡。选择一种药物,结合必需的实验材料和试剂,补充实验进行验证。

药物a:能提高CIN水平,且抑制有丝分裂

药物b:能提高CIN水平,但不能抑制有丝分裂

药物c:不能提高CIN水平,但能抑制有丝分裂

将CIN水平低的乳腺癌细胞分为两组。其中对照组的处理方式为适量的紫杉醇溶液,实验组的处理方式为:。培养一段时间,结果显示实验组多极纺锤体癌细胞比例、癌细胞死亡率均高于对照组。

注:正常纺锤体是指固定于细胞两极的纺锤体,多极纺锤体是指固定于细胞三、四或者更多个极的纺锤体。

实验探究题 困难
2. 从紫草细胞内提取得到的紫草宁具有抗炎、抑制癌细胞增殖的作用,下图表示获得紫草宁的2种工艺路线,请回答下列相关问题:

(1) 为防止培养过程中出现病毒污染,应选择紫草的作为外植体,外植体经消毒处理后,需用无菌水冲洗多次,目的。图中愈伤组织再分化得到紫草植株的途径属于
(2) 因为愈伤组织、细胞等特点,从而有利于获得生长迅速、单细胞或细胞团比较小的悬浮细胞系。用射线照射悬浮细胞系后,在显微镜下挑取单个细胞分别进行培养得到多个悬浮细胞系,后收集细胞并称重,通过一定的方法获得数据,选取数值最小的数据作为高产细胞株。获取得到的高产细胞株常需进行多次传代培养来确定是否为稳定的高产细胞株,因为细胞在传代过程中会发生,导致数据出现增大的现象。
(3) 下图表示在发酵培养中接种细胞密度与细胞收获量、紫草宁含有率(培养14天)关系的实验结果:

注意:紫草宁含有率是指紫草宁质量/细胞收获量

根据实验结果可推测当接种细胞密度超过6g.drywt./L时,细胞内紫草宁合成会,从而导致紫草宁含有率的下降。根据图中数据,在发酵培养中选择按种细胞密度为6g.drywt./L而不是接种细胞密度为4g.drywt./L的原因是。在发酵培养过程中,培养基的成分组成、浓度、效率,也会影响到紫草宁含有率。在培养过程中,要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是

实验探究题 困难