Question

3．紫杉醇是新型抗癌藥物，能與細(xì)胞微管蛋白結(jié)合，具有促進(jìn)微管聚合，抑制微管解聚的功能，從而起到抗癌作用．
（1）細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂時(shí)需要微管聚合和解聚的正常動(dòng)態(tài)平衡，從而在有絲分裂的后期染色體能夠隨微管解聚產(chǎn)生的拉力和微管聚合產(chǎn)生的推力，向兩極移動(dòng)．紫杉醇通過影響癌細(xì)胞在有絲分裂時(shí)的紡錘體（紡錘絲）形成，導(dǎo)致染色體數(shù)目異常，從而抑制了癌細(xì)胞分裂和增殖．
（2）紫杉醇是紅豆杉的細(xì)胞代謝產(chǎn)物，可從紅豆杉中提取，但紅豆杉生長(zhǎng)十分緩慢，數(shù)量有限且紫杉醇含量非常低．因此，研究人員嘗試運(yùn)用現(xiàn)代生物技術(shù)獲取紫杉醇．
①傳統(tǒng)提取紫杉醇的過程中會(huì)產(chǎn)生大量廢棄物，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)酶A可將廢棄物部分轉(zhuǎn)化為紫杉醇，但酶A活性較低，研究人員成功獲得能表達(dá)高活性酶A的目的基因，并利用基因工程技術(shù)導(dǎo)入（大腸桿菌/酵母菌）細(xì)胞中，最終獲得高活性酶A，從而提高紫杉醇轉(zhuǎn)化量，選擇該受體細(xì)胞的原因是真核細(xì)胞具有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體可將該酶進(jìn)行加工（形成空間結(jié)構(gòu)）實(shí)現(xiàn)催化功能．
②研究人員欲通過植物組織培養(yǎng)獲得紫杉醇，分別剪取曼地亞紅豆杉和南方紅豆杉的幼芽和嫩葉，作為外植體，在條件下避光培養(yǎng)，形成愈傷組織．記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出愈傷組織誘導(dǎo)率，如圖．

由如圖可知，同一品種紅豆杉以幼芽（部位）作為實(shí)驗(yàn)材料愈傷組織的誘導(dǎo)率較高，這可能是因?yàn)檠枯^葉的組織分化程度低，細(xì)胞分裂更加旺盛．
從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，選擇曼地亞紅豆杉幼芽作為實(shí)驗(yàn)材料并用VII號(hào)培養(yǎng)基培養(yǎng)，更易獲得愈傷組織，從而大量生產(chǎn)紫杉醇．

Answer 1

分析 植物組織培養(yǎng)技術(shù)：
1、過程：離體的植物組織，器官或細(xì)胞（外植體）→愈傷組織→胚狀體→植株（新植體）．
2、原理：植物細(xì)胞的全能性．
3、條件：①細(xì)胞離體和適宜的外界條件（如適宜溫度、適時(shí)的光照、pH和無菌環(huán)境等）；②一定的營(yíng)養(yǎng)（無機(jī)、有機(jī)成分）和植物激素（生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素）．
4、植物細(xì)胞工程技術(shù)的應(yīng)用：植物繁殖的新途徑（包括微型繁殖，作物脫毒、人工種子等）、作物新品種的培育（單倍體育種、突變體的利用）、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)．

解答 解：（1）細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂時(shí)需要微管聚合和解聚的正常動(dòng)態(tài)平衡，從而在有絲分裂的后期染色體能夠隨微管解聚產(chǎn)生的拉力和微管聚合產(chǎn)生的推力，向兩極移動(dòng)．紫杉醇通過影響癌細(xì)胞在有絲分裂時(shí)的紡錘體形成，導(dǎo)致染色體數(shù)目異常，從而抑制了癌細(xì)胞分裂和增殖．
（2）①傳統(tǒng)提取紫杉醇的過程中會(huì)產(chǎn)生大量廢棄物，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)酶A可將廢棄物部分轉(zhuǎn)化為紫杉醇，但酶A活性較低，研究人員成功獲得能表達(dá)高活性酶A的目的基因，并利用基因工程技術(shù)導(dǎo)入酵母菌細(xì)胞中，最終獲得高活性酶A，從而提高紫杉醇轉(zhuǎn)化量，選擇該受體細(xì)胞的原因是真核細(xì)胞具有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體可將該酶進(jìn)行加工（形成空間結(jié)構(gòu)）實(shí)現(xiàn)催化功能．
②剪取曼地亞紅豆杉和南方紅豆杉的幼芽和嫩葉，作為外植體，在無菌條件下避光培養(yǎng)，形成愈傷組織．由如圖可知，同一品種紅豆杉以幼芽作為實(shí)驗(yàn)材料愈傷組織的誘導(dǎo)率較高，這可能是因?yàn)檠枯^葉的組織分化程度低，細(xì)胞分裂更加旺盛．從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，選擇曼地亞紅豆杉幼芽作為實(shí)驗(yàn)材料并用VII號(hào)培養(yǎng)基培養(yǎng)，更易獲得愈傷組織，從而大量生產(chǎn)紫杉醇．
故答案為：
（1）后     紡錘體（紡錘絲）
（2）①酵母菌        真核細(xì)胞具有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體可將該酶進(jìn)行加工（形成空間結(jié)構(gòu)）實(shí)現(xiàn)催化功能
②外植體     無菌    幼芽   芽較葉的組織分化程度低，細(xì)胞分裂更加旺盛       曼地亞紅豆杉幼芽      VII

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合實(shí)驗(yàn)考查植物組織培養(yǎng)的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生的識(shí)圖能力和理解所學(xué)知識(shí)要點(diǎn)，把握知識(shí)間內(nèi)在聯(lián)系，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的能力；能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，準(zhǔn)確判斷問題的能力，屬于考綱識(shí)記和理解層次的考查．