A. 為什麼都說紅豆杉是天然抗癌植物
可以的。
從紅豆杉的樹皮和樹葉中提煉出來的紫杉醇對多種晚期癌症療效突出,被稱為「治療癌症的最後一道防線」。高純度紫杉醇價格昂貴,每公斤200 紅豆杉
萬元人民幣左右。但是紅豆杉生長緩慢,天然更新能力差,人工種植10畝僅能提煉1公斤1%純度的紫杉醇。 由於紅豆杉的提取物(TAXOL PACLI TAXEL)紫杉醇具有獨特的抗癌機理,美國國立腫瘤研究所所長BRODER博士稱紫杉醇是繼阿黴素、順鉑以後,十五年來被認為是對多種癌症療效較好、副作用小的新型抗癌葯物。二十世紀八十年代開始,美國、英國、俄羅斯、韓國、中國都相繼開展了深入的研究。美國率先把研究成果應用於醫學臨床並在治療各種癌症方面取得了顯著的臨床效果。從此人類在抗癌領域中又取得了新的突破。所以到目前為止以至在今後相當長的時間內,人類同癌症做抗爭的的最有利的武器之一,就是紫杉醇。 紅豆杉中含有的紫杉醇,具有獨特的抗癌機制和較高的抗癌活性,能阻止癌細胞的繁殖、抑制腫瘤細胞的遷移,被公認是當今天然葯物領域中最重要的抗癌活性物質。據專家介紹,紫杉醇不溶於水或酒精之類溶解物,它的淬取技術非常復雜、加工程序十分嚴密,直接使用紅豆杉樹皮或根莖是不能治病的。 目前,全球每年大約死於癌症的病人在630萬人左右,僅美國、歐洲、日本每年就在400萬人左右。治療這些病人每年大約消耗1500∽2500千克紫杉醇。一位研究紫杉醇的美國專家說,即使將世界上現有的紅豆杉全部砍伐,所提取的紫杉醇也只能挽救12.50萬名癌症患者的生命。 溫馨提示:不要隨意進食紅豆杉。有些群眾遇到感冒發熱時,會擷取些許紅豆杉枝葉煲水飲用,試圖治病。專家提醒,這種做法是錯誤的,目前紅豆杉的醫療用途主要體現於從樹皮、根部、枝葉中提取紫杉醇製作抗癌類葯物,直接服食紅豆杉並沒有明顯醫療效果。 2002年,衛生部就禁止將紅豆杉作為保健食品和食品原料使用。人一旦誤食紅豆杉,則有可能出現頭昏、瞳孔放大、惡心、嘔吐、肌無力等症狀,嚴重者甚至會導致死亡。
B. 紫杉醇是從紅豆杉屬植物中提取的最有效的抗癌制劑之.目前,生產紫杉醇的主要原料是天然生長的紅豆杉樹皮
(1)從表1的數據可知,無論是野生的還是人工栽培的紅豆杉,樹皮中紫杉醇含量最高;不同部位紫杉醇含量不同的根本原因是基因的選擇性表達.樹皮中雖然紫杉醇的含量最高,但樹皮剝取後會導致樹的死亡,因而為保護紅豆杉資源,應以其樹葉(枝條、種子)為原料,提取、分離紫杉醇.
(2)①分析表2中橫行或縱列即可得出該實驗的目的是研究植物不同部位做外植物所形成的愈傷組織中紫杉醇的含量;研究不同生長調節的組合與水平對愈傷組織中紫杉醇含量的影響.
②由於表2中樹葉作外植體形成的愈傷組織中紫杉醇含量最高,最適合作外植體,經脫分化形成愈傷組織.由於愈傷組織細胞有較強的分裂能力,因而在培養液中可大量繁殖,從而可提取大量的紫杉醇.
(3)2,4-D作為植物生長調節劑,在生產實踐中還可以應用在除草劑,促進生長、促進扦插生根,培育無子果實或促進果實發育等方面.
故答案為:
(1)樹皮 基因的選擇性表達 樹葉(枝條、種子)
(2)①研究植物不同部位做外植物所形成的愈傷組織中紫杉醇的含量 研究不同生長調節的組合與水平對愈傷組織中紫杉醇含量的影響
②樹葉 脫水化 分裂能力旺盛的
(3)除草劑,促進生長、促進扦插生根,培育無子果實或促進果實發育等(寫出兩點即可)
C. 紫杉醇是一種高效、低毒、廣譜的天然抗癌葯物.利用紅豆杉細胞培養生產紫杉醇是最有可能解決紫杉醇葯源緊
(1)植物細胞外有細胞壁,因此要制備紅豆杉細胞的原生質體,可採用酶解法(纖回維素酶和果膠酶)去答除細胞壁和放在較高滲條件下.
(2)將轉基因成功的細胞作為外植體,接種到MS培養基上.在MS培養基上,往往還要添加細胞分裂素和生長素,促進細胞分裂和脫分化形成愈傷組織.愈傷組織是高度液泡化,無定形狀態薄壁細胞組成的排列疏鬆、無規則的組.
(3)紫杉醇可以使細胞內的微管蛋白和組成微管的微管蛋白二聚體失去動態平衡,導致細胞在有絲分裂時不能形成紡錘體和紡錘絲,進而抑制了細胞分裂和增殖,使癌細胞停止在前期(因為紡錘體在有絲分裂前期形成),直至細胞凋亡,起到抗癌作用.
(4)因為單克隆抗體具有定位導向作用,所以可以利用單克隆抗體制備技術將紫杉醇製成靶向制劑,這樣可以降低全身毒副作用.
故答案:(1)酶解較高滲
(2)外植體細胞分裂素和生長素(植物激素)促進愈傷組織形成和細胞分裂(促進細胞分裂和脫分化)
(3)紡錘體(有絲分裂)前
(4)單克隆抗體
D. 紫杉醇是從紅豆杉屬植物中提取的最有效的抗癌制劑之一,目前生產紫杉醇的主要原料是天然生長的紅豆杉樹皮
(1)形成重組質粒時需要限制酶和DNA連接酶.由於導入目的基因時將氨苄青版黴素抗性基權因破壞,沒有破壞四環素抗性基因,因此培養基中需添加四環素,以便於篩選出導入了目的基因的頂芽細胞,這種培養基為選擇性培養基.
(2)利用植物組織培養技術將導入目的基因的紅豆衫頂芽離體細胞培養發育為幼苗,其原理為植物細胞的全能性.形成愈傷組織後,由於遺傳信息的執行情況不同,經再分化可形成各種組織細胞.
(3)配製的MS培養基在接種前需採用高壓蒸汽滅菌進行滅菌處理,避免雜菌在上面迅速生長消耗營養,且有些雜菌會危害培養物的生長.生長素和細胞分裂素的協同作用在組織培養過程中非常重要,該培養基中還需添加這兩種植物激素,添加激素時還需控制好兩種激素的濃度和使用順序及用量比例.
(4)將紅豆杉頂芽切段分離成單個的頂芽離體細胞時,常用方法是酶解法,所需酶為果膠酶.
故答案為:
(1)限制酶和DNA連接酶 四環素 篩選導入了目的基因的頂芽細胞 選擇
(2)全能 遺傳信息的執行情況不同
(3)高壓蒸汽滅菌 生長素和細胞分裂素 濃度和使用順序及用量比例
(4)果膠酶