Question

【題目】（一）某同學(xué)進(jìn)行果汁制作實驗，工藝如圖所示。請回答：

（1）圖中使用的微生物可能是________________，它的提取液中含有的果膠酶和果膠甲酯酶可把果膠水解成________________，從而使果汁澄清。固定化酶裝柱后用蒸餾水洗滌的目的是________________。

（2）實驗中，操作流程A和B的先后順序為________________。在蘋果汁澄清過程中，應(yīng)關(guān)閉的流速調(diào)節(jié)閥是________________。要測定從固定化柱流出的果汁中是否還有果膠，可取一定量的果汁與等量的________________混合，如果出現(xiàn)________________現(xiàn)象，說明果膠還沒有被完全水解。

（3）為了優(yōu)化生產(chǎn)工藝，通常要分析汁液中各種成分的濃度和所用酶的活性，然后主要優(yōu)化固定化柱中的________________（答出2點）、反應(yīng)液溫度、反應(yīng)pH等因素。

（二）下面是關(guān)于水稻植株克隆的問題。請回答：

（1）為培育能高效吸收和富集重金屬鎘的轉(zhuǎn)基因植物，將野外采得的某植物幼葉消毒后用酶混合液處理，獲得了原生質(zhì)體。為了維持原生質(zhì)體的正常形態(tài)，酶混合液中應(yīng)添加________________。

（2）將目的基因?qū)�入原生質(zhì)體后經(jīng)培養(yǎng)形成愈傷組織，通過________________得到分散的胚性細(xì)胞，這種細(xì)胞的特征是________________。

（3）愈傷組織繼代次數(shù)過多會喪失細(xì)胞全能性的表達(dá)能力，可能原因有________________，而且其結(jié)果是不可逆的；細(xì)胞或組織中________________，或細(xì)胞對外源生長物質(zhì)的________________發(fā)生改變；隨著時間推移，由于其他各種原因產(chǎn)生了________________。

（4）要獲得植物克隆的成功，就要深入探討特定植株細(xì)胞全能性的表達(dá)條件，盡量選擇性狀優(yōu)良、________________的基因型。

Answer 1

【答案】黑曲霉或蘋果青霉 半乳糖醛酸 除去未被固定的酶 先A后B 閥① 95%乙醇 絮狀物（或渾濁或沉淀） 固定化酶的量、反應(yīng)液的流速（或酶反應(yīng)時間） 適宜濃度的甘露醇 液體懸浮培養(yǎng) 細(xì)胞質(zhì)豐富、液泡小而細(xì)胞核大 染色體畸變、細(xì)胞核變異或非整倍體產(chǎn)生 激素平衡被打破 敏感性 缺乏成胚性的細(xì)胞系 細(xì)胞全能性表達(dá)充分

【解析】

植物細(xì)胞全能性的基本含義是：植物體的每個生活細(xì)胞都具有遺傳上的全能性，因而都具有發(fā)育成完整植株的潛能。植物的組織培養(yǎng)是根據(jù)植物細(xì)胞具有全能性這個理論，近幾十年來發(fā)展起來的一項無性繁殖的新技術(shù)。植物的組織培養(yǎng)廣義又叫離體培養(yǎng)，指從植物體分離出符合需要的組織、器官或細(xì)胞，原生質(zhì)體等，通過無菌操作，在無菌條件下接種在含有各種營養(yǎng)物質(zhì)及植物激素的培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)以獲得再生的完整植株或生產(chǎn)具有經(jīng)濟價值的其他產(chǎn)品的技術(shù)。狹義是指組培指用植物各部分組織，如形成層、薄壁組織、葉肉組織、胚乳等進(jìn)行培養(yǎng)獲得再生植株，也指在培養(yǎng)過程中從各器官上產(chǎn)生愈傷組織的培養(yǎng)，愈傷組織再經(jīng)過再分化形成再生植物。

（一）（1）果膠是植物細(xì)胞壁的主要成分，圖中用微生物的提取液使果汁變得澄清，黑曲霉或蘋果青霉中含有果膠酶和果膠甲酯酶可以使果汁變澄清，因此圖中的微生物是黑曲霉或蘋果青霉。果膠是由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯組成，果膠酶和果膠甲酯酶可把果膠水解成半乳糖醛酸，從而使果汁澄清。固定化酶裝柱后用蒸餾水洗滌的目的是除去未被固定的酶。

（2）實驗中，從微生物中提取酶需要對微生物進(jìn)行培養(yǎng)，需要時間，且為了防止果汁時間長變質(zhì)或影響口感，因此操作流程A和B的先后順序為先A后B。在蘋果汁澄清過程中，果膠酶和果膠甲酯酶已被固定在固定化酶柱上，因此應(yīng)關(guān)閉的流速調(diào)節(jié)閥是閥①。果膠不溶于乙醇，要測定從固定化柱流出的果汁中是否還有果膠，可取一定量的果汁與等量的95%乙醇混合，如果出現(xiàn)絮狀物（或渾濁或沉淀）現(xiàn)象，說明果膠還有剩余，還沒有被完全水解。

（3）反應(yīng)物的量、酶的量和酶的活性以及產(chǎn)物的量、溫度、pH等都會影響酶促反應(yīng)速率，因此主要優(yōu)化固定化柱中的固定化酶的量、反應(yīng)液的流速（或酶反應(yīng)時間）、反應(yīng)液溫度、反應(yīng)pH等因素。

（二）（1）原生質(zhì)體沒有細(xì)胞壁的保護，容易吸水脹破，因此為了維持原生質(zhì)體的正常形態(tài)，酶混合液中應(yīng)添加適宜濃度的甘露醇。

（2）將目的基因?qū)�入原生質(zhì)體后經(jīng)培養(yǎng)形成愈傷組織，通過液體懸浮培養(yǎng)（特殊的）得到分散的細(xì)胞，這種細(xì)胞稱為胚性細(xì)胞，其特征是細(xì)胞質(zhì)豐富、液泡小而細(xì)胞核大。在適宜的培養(yǎng)液中，胚性細(xì)胞可以發(fā)育成胚狀體

（3）全能性的表現(xiàn)前提是細(xì)胞中存在全套的遺傳物質(zhì)，愈傷組織繼代次數(shù)過多染色體畸變、細(xì)胞核變異或非整倍體產(chǎn)生，會喪失細(xì)胞全能性的表達(dá)能力，而且其結(jié)果是不可逆的。植物激素對植物細(xì)胞的生長發(fā)育有調(diào)節(jié)作用，細(xì)胞或組織中激素平衡被打破，或細(xì)胞對外源生長物質(zhì)的敏感性發(fā)生改變，都會影響細(xì)胞的生長。隨著時間推移，由于其他各種原因產(chǎn)生了缺乏成胚性的細(xì)胞系，全能性降低甚至喪失。

（4）全能性指個體某個器官或組織已經(jīng)分化的細(xì)胞在適宜的條件下再生成完整個體的遺傳潛力。要獲得植物克隆的成功，就要深入探討特定植株細(xì)胞全能性的表達(dá)條件，盡量選擇性狀優(yōu)良、細(xì)胞全能性表達(dá)充分的基因型。