Question

【题目】（一）某同学进行果汁制作实验，工艺如图所示。请回答：

（1）图中使用的微生物可能是________________，它的提取液中含有的果胶酶和果胶甲酯酶可把果胶水解成________________，从而使果汁澄清。固定化酶装柱后用蒸馏水洗涤的目的是________________。

（2）实验中，操作流程A和B的先后顺序为________________。在苹果汁澄清过程中，应关闭的流速调节阀是________________。要测定从固定化柱流出的果汁中是否还有果胶，可取一定量的果汁与等量的________________混合，如果出现________________现象，说明果胶还没有被完全水解。

（3）为了优化生产工艺，通常要分析汁液中各种成分的浓度和所用酶的活性，然后主要优化固定化柱中的________________（答出2点）、反应液温度、反应pH等因素。

（二）下面是关于水稻植株克隆的问题。请回答：

（1）为培育能高效吸收和富集重金属镉的转基因植物，将野外采得的某植物幼叶消毒后用酶混合液处理，获得了原生质体。为了维持原生质体的正常形态，酶混合液中应添加________________。

（2）将目的基因导入原生质体后经培养形成愈伤组织，通过________________得到分散的胚性细胞，这种细胞的特征是________________。

（3）愈伤组织继代次数过多会丧失细胞全能性的表达能力，可能原因有________________，而且其结果是不可逆的；细胞或组织中________________，或细胞对外源生长物质的________________发生改变；随着时间推移，由于其他各种原因产生了________________。

（4）要获得植物克隆的成功，就要深入探讨特定植株细胞全能性的表达条件，尽量选择性状优良、________________的基因型。

Answer 1

【答案】黑曲霉或苹果青霉 半乳糖醛酸 除去未被固定的酶 先A后B 阀① 95%乙醇 絮状物（或浑浊或沉淀） 固定化酶的量、反应液的流速（或酶反应时间） 适宜浓度的甘露醇 液体悬浮培养 细胞质丰富、液泡小而细胞核大 染色体畸变、细胞核变异或非整倍体产生 激素平衡被打破 敏感性 缺乏成胚性的细胞系 细胞全能性表达充分

【解析】

植物细胞全能性的基本含义是：植物体的每个生活细胞都具有遗传上的全能性，因而都具有发育成完整植株的潜能。植物的组织培养是根据植物细胞具有全能性这个理论，近几十年来发展起来的一项无性繁殖的新技术。植物的组织培养广义又叫离体培养，指从植物体分离出符合需要的组织、器官或细胞，原生质体等，通过无菌操作，在无菌条件下接种在含有各种营养物质及植物激素的培养基上进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。狭义是指组培指用植物各部分组织，如形成层、薄壁组织、叶肉组织、胚乳等进行培养获得再生植株，也指在培养过程中从各器官上产生愈伤组织的培养，愈伤组织再经过再分化形成再生植物。

（一）（1）果胶是植物细胞壁的主要成分，图中用微生物的提取液使果汁变得澄清，黑曲霉或苹果青霉中含有果胶酶和果胶甲酯酶可以使果汁变澄清，因此图中的微生物是黑曲霉或苹果青霉。果胶是由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯组成，果胶酶和果胶甲酯酶可把果胶水解成半乳糖醛酸，从而使果汁澄清。固定化酶装柱后用蒸馏水洗涤的目的是除去未被固定的酶。

（2）实验中，从微生物中提取酶需要对微生物进行培养，需要时间，且为了防止果汁时间长变质或影响口感，因此操作流程A和B的先后顺序为先A后B。在苹果汁澄清过程中，果胶酶和果胶甲酯酶已被固定在固定化酶柱上，因此应关闭的流速调节阀是阀①。果胶不溶于乙醇，要测定从固定化柱流出的果汁中是否还有果胶，可取一定量的果汁与等量的95%乙醇混合，如果出现絮状物（或浑浊或沉淀）现象，说明果胶还有剩余，还没有被完全水解。

（3）反应物的量、酶的量和酶的活性以及产物的量、温度、pH等都会影响酶促反应速率，因此主要优化固定化柱中的固定化酶的量、反应液的流速（或酶反应时间）、反应液温度、反应pH等因素。

（二）（1）原生质体没有细胞壁的保护，容易吸水胀破，因此为了维持原生质体的正常形态，酶混合液中应添加适宜浓度的甘露醇。

（2）将目的基因导入原生质体后经培养形成愈伤组织，通过液体悬浮培养（特殊的）得到分散的细胞，这种细胞称为胚性细胞，其特征是细胞质丰富、液泡小而细胞核大。在适宜的培养液中，胚性细胞可以发育成胚状体

（3）全能性的表现前提是细胞中存在全套的遗传物质，愈伤组织继代次数过多染色体畸变、细胞核变异或非整倍体产生，会丧失细胞全能性的表达能力，而且其结果是不可逆的。植物激素对植物细胞的生长发育有调节作用，细胞或组织中激素平衡被打破，或细胞对外源生长物质的敏感性发生改变，都会影响细胞的生长。随着时间推移，由于其他各种原因产生了缺乏成胚性的细胞系，全能性降低甚至丧失。

（4）全能性指个体某个器官或组织已经分化的细胞在适宜的条件下再生成完整个体的遗传潜力。要获得植物克隆的成功，就要深入探讨特定植株细胞全能性的表达条件，尽量选择性状优良、细胞全能性表达充分的基因型。