Question

【題目】紫草素是紫草細胞的代謝產物，可作為生產治療燙傷藥物的原料。用植物細胞培養技術可以在生物反應器中通過培養紫草細胞生產紫草素。下圖記錄了生物反應器中紫草細胞產量、紫草素產量隨培養時間發生的變化。

（1）在生產前，需先加入紫草細胞作為反應器中的“種子”。這些“種子”是應用組織培養技術，將紫草葉肉細胞經過_________________而獲得的。這項技術的理論基礎是__________。

（2）從圖中可以看出：反應器中紫草細胞的生長呈現______________規律；影響紫草素產量的因素是_____________________和________________________。

（3）在培養過程中，要不斷通入無菌空氣并進行攪拌的目的是_____________和_________。

Answer 1

【答案】脫分化（或脫分化形成愈傷組織） 細胞的全能性 S型增長 細胞數量 細胞所處的生長期 保證氧氣供應充足 使細胞與培養液充分接觸

【解析】

獲得細胞產物是植物組織培養的重要應用。

紫草素的工廠化生產過程：

第一步，選擇紫草細胞作為外植體進行培養，產生愈傷組織，經過培養選擇找到增殖速度快而且細胞內紫草素含量高的細胞株作為種子，其中一部分作為保存用，以備下一次生產用，一部分進行發酵生產。

第二步，將第一步選擇到的細胞株在發酵罐中的適合培養液中進行液體培養，增加細胞數量。

第三步，將發酵罐中培養的細胞進行破碎，從中提取紫草素。

（1）紫草素是從紫草的愈傷組織細胞中提取得到的，所以生產前需將離體的紫草細胞進行脫分化，以獲得大量的紫草愈傷組織細胞，這一過程利用了植物細胞的全能性。

（2）從圖中可以看出反應器中紫草細胞的數量增長呈“S”型增長，原因是開始生長較慢，要經過適應期，然后進入穩定期，細胞的數目才能相對穩定。在這個時期紫草細胞要產生大量的次級代謝產物——紫草素，所以說紫草素產量的高低與紫草愈傷組織細胞的數目和生長期有關。

（3）在培養過程中，要不斷通入無菌空氣并進行攪拌，目的是保證氧氣供應充足，并使細胞與培養液充分接觸。