细胞工程试题范文

2022-06-02

第一篇:细胞工程试题范文

细胞工程

正交试验设计过程

对于单因素或两因素试验,因其因素少,试验的设计、实施与分析都比较简单。但在实际工作中,常常需要同时考察3个或3个以上的试验因素,若进行全面试验,则试验的规模将很大,往往因实验条件的限制而难于实施。正交试验设计就是安排多因素试验、寻求最优水平组合的一种高效率试验设计方法。

一、正交试验设计的概念及原理

1、正交试验设计的基本概念

正交试验设计是利用正交表来安排与分析多因素试验的一种设计方法。它是由试验因素的全部水平组合中,挑选部分有代表性的水平组合进行试验的,通过对这部分试验结果的分析了解全面试验的情况,找出最优的水平组合。

2、正交试验设计的基本原理

在试验安排中,每个因素在研究的范围内选几个水平,就好比在选优区内打上网格,如果网上的每个点都做试验,就是全面试验。如上例中,3个因素的选优区可以用一个立方体表示(图10-1),3个因素各取3个水平,把立方体划分成27个格点。若27个网格点都试验,就是全面试验。3因素3水平的全面试验水平组合数为33=27,4因素3水平的全面试验水平组合数为34=81,5因素3水平的全面试验水平组合数为35=243,这在科学试验中是有可能做不到的。正交设计就是从选优区全面试验点(水平组合)中挑选出有代表性的部分试验点来进行试验。

3、正交表及其基本性质

3.1 正交表

由于正交设计安排试验和分析试验结果都要用到正交表,因此,我们先对正交表作一介绍。常用的正交表已由数学工作者制定出来,供进行正交设计师选用(详见有关参考书)。正交表记号为La(bc),其中L代表正交表,a表示试验的次数即行数,b表示因素的水平数,c表示因素的个数即列数。

3.2 正交表的基本性质

3.2.1正交性

•任一列中,各水平都出现,且出项的次数相等;

• 任两列之间各种不同水平的所有可能组合都出现,且出现的次数相等;

3.2.2代表性

• 一方面,任一列的各水平都出现,使得部分试验中包括了所有因素的所有水平;任两列的所有水平组合都出现,使任意两因素间的试验组合为全面试验。 另一方面,由于正交表的正交性,正交试验的试验点必然均衡地分布在全面试验点中,具有很强的代表性。因此,部分试验寻找的最优条件与全面试验所找的最优条件,应有一致的趋势。

3.2.3综合可比性

任一列的各水平出现的次数相等;任两列间所有水平组合出现次数相等,使得任一因素各水平的试验条件相同。这就保证了在每列因素各水平的效果中,最大限度地排除了其他因素的干扰。从而可以综合比较该因素不同水平对试验指标的影响情况。

根据以上特性,我们用正交表安排的试验,具有均衡分散和整齐可比的特点。 •所谓均衡分散,是指用正交表挑选出来的各因素水平组合在全部水平组合中的分布是均匀的。

所谓均衡分散,是指用正交表挑选出来的各因素水平组合在全部水平组合中的分布是均匀的

5、试验结果分析

• 分清各因素及其交互作用的主次顺序,分清哪个是主要因素,哪个是次要因素; 判断因素对试验指标影响的显著程度; 找出试验因素的优水平和试验范围内的最优组合,即试验因素各取什么水平时,试验指标最好; 分析因素与试验指标之间的关系,即当因素变化时,试验指标是如何变化的。找出指标随因素变化的规律和趋势,为进一步试验指明方向; 了解各因素之间的交互作用情况; 估计试验误差的大小。

5.1直观分析法——极差分析法

计算简便,直观,简单易懂,是正交试验结果分析最常用方法。

Rj为第j列因素的极差,反映了第j列因素水平波动时,试验指标的变动幅度。Rj越大,说明该因素对试验指标的影响越大。根据Rj大小,可以判断因素的主次顺序。

Kjm为第j列因素m水平所对应的试验指标和,kjm为Kjm平均值。由kjm大小可以判断第j列因素优水平和优组合。

5.1.1确定试验因素的优水平和最优水平组合

分析A因素各水平对试验指标的影响。根据正交设计的特性,对A

1、A

2、A

3、A4来说,四组试验的试验条件是完全一样的(综合可比性),可进行直接比较。如果因素A对试验指标无影响时,那么kA

1、kA

2、kA

3、kA4应该相等。如果kA

1、kA

2、kA

3、kA4不相等。说明,A因素的水平变动对试验结果有影响。因此,根据kA

1、kA

2、kA

3、kA4的大小可以判断A

1、A

2、A

3、A4对试验指标的影响大小。由于试验指标为产率,若kA2>kA3>kA1>kA4,所以可断定A2为A因素的优水平。

同理,可以计算并确定B、C、D因素的优水平。

5.1.1确定试验因素的优水平和最优水平组合

分析A因素各水平对试验指标的影响。根据正交设计的特性,对A

1、A

2、A

3、A4来说,四组试验的试验条件是完全一样的(综合可比性),可进行直接比较。如果因素A对试验指标无影响时,那么kA

1、kA

2、kA

3、kA4应该相等。如果kA

1、kA

2、kA

3、kA4不相等。说明,A因素的水平变动对试验结果有影响。因此,根据kA

1、kA

2、kA

3、kA4的大小可以判断A

1、A

2、A

3、A4对试验指标的影响大小。由于试验指标为产率,若kA2>kA3>kA1>kA4,所以可断定A2为A因素的优水平。

同理,可以计算并确定B、C、D因素的优水平。

5.1.2确定因素的主次顺序

根据极差Rj的大小,可以判断各因素对试验指标的影响主次。极差越大的,该因素对产率的影响越大,反之越小。

5.1.3绘制因素与指标趋势图

以各因素水平为横坐标,试验指标的平均值(kjm)为纵坐标,绘制因素与指标趋势图。由因素与指标趋势图可以更直观地看出试验指标随着因素水平的变化而变化的趋势,可为进一步试验指明方向。

最后得出试验的最优组合和次优组合。

5.2方差分析

极差分析法简单明了,通俗易懂,计算工作量少便于推广普及。但这种方法不能将试验中由于试验条件改变引起的数据波动同试验误差引起的数据波动区分开来,也就是说,不能区分因素各水平间对应的试验结果的差异究竟是由于因素水平不同引起的,还是由于试验误差引起的,无法估计试验误差的大小。此外,各因素对试验结果的影响大小无法给以精确的数量

估计,不能提出一个标准来判断所考察因素作用是否显著。为了弥补极差分析的缺陷,可采用方差分析。

方差分析基本思想是将数据的总变异分解成因素引起的变异和误差引起的变异两部分,构造F统计量,作F检验,即可判断因素作用是否显著。

方差分析基本思想是将数据的总变异分解成因素引起的变异和误差引起的变异两部分,构造F统计量,作F检验,即可判断因素作用是否显著

5.2.1 偏差平方和

1616

nS总(y

n1

2y)2

j2n12jynCTIV2j2CTG21616,Gn1yn,f总16115S因素IjIIIII4CT

Ij、IIj、IIIj、IVj分别表示第j列中1,2,3,4水平对应的试验结果之和。

总偏差平方和=各列因素偏差平方和+误差偏差平方和。

5.2.2自由度

f总=试验的次数-1;f因=因素的水平数-1。

5.2.3方差

A因素的方差=A因素的偏差平方和/A因素的自由度

误差的方差=误差的偏差平方和/误差的自由度

5.2.4构造F统计量

5.2.5列方差分析表,作F检验

• 当FA>F0.01(f1,f2)时,说明该因子水平的改变,对试验结果有高度显著地影响,记作**。 当F0.01(f1,f2)>FA>F0.05(f1,f2)时,说明该因子水平的改变,对试验结果有显著地影响,记作*。 当F0.05(f1,f2)>FA>F0.10(f1,f2)时,说明该因子水平的改变,对试验结果有一定的影响,记作*-。

查表可得F0.01(f1,f2)、F0.05(f1,f2)、F0.10(f1,f2)的值。

6、验证试验结果

经结果分析得出最优生产条件,进行最优试验条件的验证。

7、结论

通过了验证试验,最后可以得出结论。

1] 唐宗祥等.小麦成熟胚离体培养研究[J].植物学报,2003,5-6.[2] 腾世云,王殿久.小麦幼胚组织培养及其再生植株移栽条件的研究[J].植物生物学学报,1990,1:49-55.

[3] 王亚馥,崔凯荣,陈克明,等.小麦幼胚培养中体细胞胚发生和植株再生[J].植物学通报增刊,1992,:29.

[4] Larkin PJ,Pyan SA,Brettell RIS,et al.Heritable Sornaclonal Variation

in Wheat. Theor.Appl.Genet.1984,67:443-445.

[5] Maddock SE.VA Lancaster,R,Risiott,et al,Plant Regeneration From Cultered Immature Embryos and Inflorescences of 25 Cultivars of Wheat.Journal of Erperimental Botany,1983,34(144):915-926.

[6] 杨淑慎,郭振,徐虹.小麦胚愈伤组织的诱导和植株再生[J].西北农业学

报,2002,11(4):46-48.

[7] 陈漳,来秀英.水稻种胚离体培养的遗传研究[J].植物学报,l992,11:850-855.

[8] 潘向群,梁海曼.大麦成熟胚培养的培养基研究[J].作物学报.1991.4:267-272.

[9] 周洪生.甜玉米胚愈伤组织诱导、继代、植株再生的研究[J].作物学

报,1993,1:55-61.

[10] 柳建军,于洪欣,冯兆礼.小麦成熟胚愈伤组织诱导及分化的研究[J].山东农业

大学学报,1996,4:451-456.

[11] 梁竹青,高明尉.不同小麦基因型对体细胞组织培养的反应[J].中国农业科

学,1986,2:42-48.

[12] 王大元.经济作物组织培养[M].北京:科学出版社,1988:73-78.

[作者简介] 孙百虎(1981-)男,陕西西安人,助教,天津大学在读硕士,研究方向:生物技术。

S因素

F因素f因素S误差

f误差

第二篇:细胞工程总结

广州大学生命科学学院

08生工2班

黄永平

0820020044

细胞工程考点总结

名词解释:

细胞工程:是指以细胞为对象,应用生命科学理论,借助工程学原理与技术,有目的 地利用或改造生物遗传特性,以获得特定的细胞、组织产品或新型物种的一门综合性 科学技术。

细胞周期:通常将通过细胞分裂产生的新细胞的生长开始到下一次细胞分裂形成子细 胞结束为止所经历的过程称为细胞周期。

细胞全能性:细胞具有该个体全部遗传的可能性,在一定条件下如受精卵一样,有发育成完整个体的固有潜在能力。两层含义:细胞无论是体细胞还是生殖细胞,均具有该物种全部的遗传信息;每个细胞均具有发育成完整个体的潜在能力。

细胞分化:指细胞在形态、结构和功能上发生差异的过程,,包括时间上和空间上的分化 。实质是基因的差异表达。

细胞脱分化:又称去分化,是指分化的细胞失去特有的结构和功能变成具有未分化细胞特性的过程,即分化细胞在适当的条件下转变为胚性状态而重新获得分裂能力的过程。可采用人工诱导技术诱导体细胞脱分化。

细胞再分化:指在离体条件下,无序生长的脱分化细胞在适当的条件下重新进入有序生长和分化状态的过程。事实上是基因选择性表达与修饰的人工调控的过程。

植物组织培养:是将植物器官,组织,细胞和原生质体等外植体在离体无菌条件下培养在人工培养基上,在适当的条件下诱发长成完整植株的一种技术。

植物激素:是植物自然状态下产生的对生长发育有显著作用的微量有机物,包括生长素家族、细胞分裂素家族、赤霉素、乙烯和脱落酸。

愈伤组织:原指植物在受伤之后于伤口表面形成的一团薄壁细胞。植物组培中,指脱分化后的细胞经过细胞分裂,产生无组织结构,无明显极性的松散的细胞团。

体细胞胚:又叫胚状体,是指离体条件下没有经过受精过程而形成的胚胎类似物。其发生途径是指体细胞在离体培养的过程中经历了胚胎发育过程,起源于非合子细胞。发生实质是细胞再分化。

人工种子:含义为将植物离体培养产生的体细胞胚或芽包埋在含有营养成分和保护功能的人工胚乳和人工种皮中,在适宜条件下发芽出苗的颗粒体,即人工种子。

细胞核移植:是一种利用显微镜操作技术将一种动物的细胞核移入同种或异种动物的去核成熟细胞内的技术。用该方法所得到的动物为核质杂种。

胚胎分割:是指借助显微操作仪切割早期胚胎成多等份,再移植给受体,从而制造同卵多仔后代的技术,是一种广义上的动物克隆技术。

性别控制:是通过人工操作手段繁殖所需要性别后代的一门技术,其方法主要包括受精前控制、胚胎移植前控制。

试管动物:又叫体外受精动物,是指将供体的精子与卵子在体外受精,体外培养胚胎发育到一定阶段,通过胚胎移植移入受体完成发育出生的动物。

试管婴儿:指将卵子与精子在体外受精,培养发育成早期胚胎再植回母体子宫内发育出生的婴儿也就是采用体外受精联合胚胎移植技术培育的婴儿。

细胞重组:是指从活细胞中分离出细胞器及其组分,在体外进行重新装配成为具有生物活性的细胞的一种技术。

细胞拆和:把细胞质与细胞核分离开来,然后把不同来源的细胞质和细胞核相互结合,形成核质杂交细胞。

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黄永平

0820020044 细胞融合:又叫体细胞杂交,是指将不同来源的原生质体融合并使之分化再生,形成新物种或新品种的技术。

体细胞杂交:是指将不同来源的体细胞融合并使之分化再生、形成新品种的技术。 胚胎嵌合:又称胚胎融合,是将两枚或两枚以上的胚胎(同种或异种动物)的部分或全部细胞混合在一起,使之发育成一个胚胎,然后移植到受体内继续发育成嵌合体后代的技术。 雌核发育:或孤雌生殖,精核进入卵细胞后未与卵核融合而退化,卵核未经受精而单独发育成单倍体。远缘杂交中有时会出现此种现象。

植物细胞培养:在离体条件下,将分离的植物细胞通过继代培养增殖,获得大量细胞群体的一种技术。

细胞株:通过克隆化培养从原代培养物或细胞系中获得的具有特殊遗传、生化性质或特异性标记的细胞群。

细胞系:是由原代培养经传代培养纯化,获得的能在体外生存的细胞群体,第一次传代培养后的细胞,即称之为细胞系。

单克隆抗体:是指经过免疫哺乳类动物单一的B淋巴细胞,要以分泌单一性抗体,这种抗体具有特异性和同质性。

干细胞:同时具有自我更新以及产生分化细胞的增殖性细胞。

组织工程:是利用生命科学、医学、工程学的原理与技术,利用细胞、生物材料、细胞因子实现组织修复或再生的一门技术。

细胞凋亡:也叫程序性细胞死亡,是机体维持环境稳定、有基因控制的细胞自主的有序性死亡。与细胞增殖、分化一样,都是正常的生理现象。这种细胞行为在数量控制和形态塑造中具有的意义。P27 染色体工程:按设计有计划削减、添加和代换同种或异种染色体从而达到定向改变遗传特性和选育新品种的一种技术。

胚胎移植:又称受精卵移植,是指将雌性动物的早期胚胎,或者通过体外受精及及其他方式得到的胚胎,移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物体内,使之继续发育为新个体的技术。

胚胎工程:是按照一定的设计,有计划地消减、添加或替换同种或异种染色体从而达到定向改变遗传特性和选育新品种的一种技术。

简答题或问答题:

1.细胞工程的应用:

细胞工程的应用领域非常广泛,主要包括:优质植物快速培育与繁殖;动物胚胎工程快速繁殖优良、濒危品种;利用动植物细胞培养生产活性产物、药物;新型动植物品种的培育;供医学器官修复或移植的组织工程;转基因动植物的生物反应器工程;珍稀动植物资源的保存与保护;在遗传学、发育学等领域的理论研究;在能源、环境保护等领域的应用。

2.为一农业生物技术企业设计一用于花卉快速繁殖组培工厂?画简图,并说明各室要求。

实验室一般由准备室、无菌间、操作间、培养室、分析室等几部分组成,其首要要求是工作环境和条件必须保证无微生物污染,环境清洁,各室的要求如下;

准备室;一般要与其他室分割开来,需放置药品柜、器械柜、灭菌锅、过滤除菌器、天平,加热设备等;要求宽敞明亮,通风条件好。

无菌间:进行无菌操作。要求封闭性好,无尘、干燥清洁,大小要合适,没有死角,能较长

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0820020044 时间保持无菌保持清洁,应防止空气对流,墙面和地面要求光滑,密封、安装滑门,定期用甲醛和高锰酸钾产生的蒸汽消毒,使用前开紫外光灯20min,更衣换鞋。严格的应包括更衣间、缓冲间和操作间3部分,缓冲间处于两者间 操作间:

培养室:对离体材料进行控制培养,能控制光照和温度,其次为防止微生物感染,应保持干燥和清洁,一般设置在室内较少走动的内侧,需放置摇床、二氧化碳培养箱、生化培养箱光照培养箱、人工气候箱培养架等; 分析室:

3.分析比较细胞培养不同操作方式的优缺点。

分批式培养方式的优点有操作简单,培养周期短,能直观反映细胞生长代谢过程,生产规模放大比较容易,其缺点有不能控制底物浓度、细胞容易老化、生长周期短、效率低等;流加式培养的优点有可合理充足补充营养、减少产物反馈抑制、排除有害代谢物积累对细胞的损伤及细胞不易老化,另外还能避免一次性投料过多,改善培养液流体性质,延长指数生长期,其缺点是操作较麻烦,受生物反应器容积的限制等;半连续式培养能使细胞持续指数生长,可多次收获并且操作简便,生产效率高,其缺点是菌种易老化;连续式培养可使细胞在恒定状态下生长,细胞生长速率可基本保持不变,持续指数增长,但其缺点是收获细胞浓度不高、细胞分裂快、易变异、易污染等;灌流式培养可维持较高的细胞密度,使细胞处于较稳定的营养环境中,有害代谢废物积累低,反应速率易控制,培养周期长,目标产品回收率高,其缺点是仪器设备要求较高,操作较复杂等。

4.植物快速繁殖的技术路线:( P81 ) 1)采集材料:①受精卵/②发育中的分生组织细胞(分生组织/根尖/嫩茎/幼叶/花等)/③雌雄配子及单倍体细胞;2)消毒材料:①自来水洗净然后用无菌纱布吸干水分,切成小块/②无菌环境中用70%酒精浸泡30~60秒/③材料移入漂白粉饱和液或0.01%升汞(HgCl2)水中消毒10min/④无菌水冲洗三四次;3)制备外植体:无菌环境下,用无菌刀剥去材料的鳞片、嫩枝的外皮或种皮胚乳(叶片不需),切成0.2~0.5cm厚的小片,操作中不可用手触碰;4)接种和培养:①接种:无菌环境下将切好的外植体立即接种在培养基上,每瓶4~10个②封口:接种后瓶、管用无菌药棉或盖封口,培养皿用无菌胶带封口③温度:培养基大多应保持在25℃左右,但要因花卉种类及材料部位不同而区别对待④增殖:在新梢等形成后需要继代培养;5)根的诱导:继代培养形成的不定芽和侧芽一般没有根,必须转到生根培养基上进行生根培养,一个月后即可获得健壮根系;6)组培苗的练苗移植:试管苗进入自然环境前必须进行炼苗,一般先将培养容器打开在室内自然光照3天,然后取出小苗,自来水洗净根须,栽入消毒过的基质,移植前适当遮阴,加强水分管理,保持较高的湿度,但基质不宜过湿,以防烂苗。

5.请分析植物激素在组织培养中的作用?

(答题要点:(1)、每种植物生长调节剂各自的作用。(2)、相对浓度)

植物激素:是植物自然状态下产生的、对生长发育有显著作用的微量有机物。

植物激素包括:生长素家族、细胞分裂家族、赤霉素、乙烯和生长抑制素。其中前三者是正向激素,后两者为负向激素。

生长素 植物体内的生长素是由色氨酸通过一系列中间产物形成的,主要途径是通过吲哚乙

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0820020044 酸。作用:在植物组织培养中,生长素主要用于诱导愈伤组织形成、诱导根的分化、促进细胞分裂、伸长生长。

Eg:吲哚乙酸:促进生长点细胞的分裂和非生长点细胞的伸长,诱导根原基的发生和根系的生成,促进雌花的分化和果实的成熟。

Eg:萘乙酸为代表的人工合成生长调节剂是一种生长素合成前体。

细胞分裂素 大多是嘌呤族衍生物,细胞生理素的生理作用主要是引起细胞分裂,诱导芽的形成和促进芽的生长。

赤霉素:广泛存在于植物体内,能促进细胞生长,与生长素一起可诱导细胞分化。 经常使用的人工合成分裂素:6-苄氨基嘌呤(BA)、6-呋喃氨基嘌呤(又称激动素,KT) 天然细胞分裂素:玉米素

分裂素和生长素通常一起使用,来促使细胞分裂、生长,一般在培养基中生长素与细胞分裂素的比值高时可诱导外植体生根,比值低时,可诱导外植体出芽,而比值适中时,愈伤组织增殖。

6、植物组织培养中出现的问题:

⑴玻璃化问题,即出现一些半透明状的畸形试管植物,该现象由于能引起植物的组织结构和生理功能异常,因此分化能力低,难以增殖成芽,也难以生根成苗,已成组织培养的一大问题;玻璃化现象主要是适应性的生理问题,其主要的防治措施有;适当提高光照强度,适当降低培养基中NH4﹢浓度,注意通气,注意细胞分裂素和生长素的配合以及激素和K+之间的配合使用,及适当进行低温处理等;⑵褐变问题,也是一种植物组织培养中常见的现象,已成为植物组织培养发展的一大障碍,防止或缓解褐变的方法有:选择适宜的外植体(生长旺盛时期的材料);选择适宜的培养条件(酸性环境);细胞筛选和材料的预处理,主要是剔除是褐变的细胞,减少材料醌类物质的产生等;使用抑制剂和吸附剂;⑶微生物污染问题;⑷其他问题,如研究水平,难培养植物,品种退化问题等。

7.什么是植物胚胎培养?植物胚胎培养有怎样的意义?

植物胚胎培养是指将植物的胚及具胚器官(如子房、胚珠、胚乳)在离体条件下培养,使之发育形成幼苗的过程。其意义有:克服杂种胚的败育,获得稀有杂种;获得单倍体和多倍体;打破种子休眠,促进胚萌发;快速繁殖良种,缩短育种周期;克服种子生活力低下和自然不育性,提高种子发芽率;提高后代抗性,改良品质;用于种子活力快速测定、种质资源的搜集和保存等。

8.植物脱毒的原理、方法:

答案

一、主要有物理、化学和生物三种方法;物理方法有高温处理和低温处理两种方法,高温处理又称热疗法,原理是有些病毒对热不稳定,植物基本不受伤害,得该方法只对部分病毒有效且高温处理容易使植物材料受热枯死,造成损失;低温处理又称冷疗法,原理是降低温度能使病毒活力下降,但该法用时长。化学方法是利用化学药品(嘌呤、嘧啶类似物、氨基酸、抗生素等)处理患病植物以抑制植物体内病毒的复制,但该法一些化学物质不能使病毒失活,且对植物有毒害;生物方法,其原理是病毒不会侵染植物的每一部位,因此选择不带病毒的外植体来再生植株就可以达到去病毒的目的;有茎尖培养,通常取0.2~0.5mm茎尖,该法周期短、效率高但培养基及剥离技术要求较高;微体嫁接法,适用于茎尖培养脱毒生根困难、不能形成完整植株的植物;另外,还有愈伤组织诱导脱毒、珠心胚培养法和花药培养脱毒。 答案

二、

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0820020044 1物理方法:a.高温处理. 去除病毒的原理是一些病毒对热不稳定,在高于常温的温度下(35-40度)即钝化失火,繁殖力下降,失去侵染能力,而植物基本不受伤害。 包括温汤处理(50度热水中处理数分钟至几小时)

热风处理(35-40度处理几十分钟至数月)

a. 低温处理

原理:降低温度能使病毒代谢能力下降,活力下降。

2.化学方法:原理:利用嘌呤和嘧啶类似物、氨基酸、抗生素等化学药品处理患病植物可以抑制植物体内病毒的复制。 3.生物方法 原理:病毒并不会浸染植物的每一个部位,因此选择不带病毒的外植株来再生植株就可以达到祛病毒的目的。

a. 茎尖培养

最有效的植物脱毒方法,具有周期短、效率高的特点。原理:因为茎尖区无维管束,病毒难以进入。

b. 微体嫁接法 原理:将极小的茎尖嫁接到不带病毒的种子实生苗砧木上得到无毒苗。 c. 愈伤组织诱导脱毒

原理:由无病毒细胞的产生的愈伤组织可以获得无病毒苗。

d. 珠心胚培养法:原理:通过珠心胚培养可以获得无毒的再生植株,同时又保存了母株的遗传特性。

e. 花药培养脱毒

原理:花药培养可产生无病毒植株。

9.脱毒植物的鉴定:

直接检测法(观察症状)

指示植物法,指采用对某种病毒反应敏感、症状明显的植物来检测病毒,指示植物一旦

1摩擦接种(与金刚砂混合)感染病毒就会在叶片或全株上表现出特有的病斑,具体方法有○和○2嫁接法;○3电镜法,用电子显微镜观察样品材料有无病毒存在,并可同时鉴定病毒颗粒大小、形状和结构;○4抗血清检测法,病毒携带抗原,注射进动物体内会在血清中产生抗体得到抗血清,不同病毒产生的抗血清具有高度的特异性和专一性;○5分子检测技术,利用已知病毒的核苷酸序列设计引物,采用PCR技术体外扩增病毒的DNA片段,或者通过探针杂交等分子技术检测。

10.什么是试管动物?试管动物培育一般经过哪几个步骤?其繁殖技术的关键问题有哪些?

试管动物,也称体外受精动物,是指将供体的精子和卵子在体外受精,体外培养胚胎发育到一定阶段,通过胚胎移植移入受体完成发育出生的动物。其培育步骤一般经过以下五个步骤:⑴精子采集与体外获能,卵子采集与成熟培养;⑵体外受精;⑶重组胚激活与体外培养;⑷胚胎移植;⑸体内发育、出生。关键问题有:①精子的采集、获能和卵子的采集与成熟培养;②体外受精问题;③胚胎体外培养中的发育阻滞问题;④胚胎移植成活率低的问题;

11.胚胎细胞克隆动物与体细胞克隆动物各有什么优势?

胚胎细胞克隆动物的优势有:⑴受体、供体均是胚胎细胞,胚胎细胞分化程度较低,成功率较高;⑵核供体取自同一胚胎,因而可能一次性繁殖性状相同或高度相似的动物。

体细胞克隆动物的优势有;⑴体细胞数量丰富,易于获得;⑵被获取核供体的动物不受性别限制,年龄不要求在能产生胚胎的年限。

12.胚胎工程动物培育的关键技术环节有哪些?如何控制成功率?

关键技术环节有:体外受精、人工受精、核移植和胚胎移植四个环节;要控制成功率,首先要对各个环节技术熟悉了解及掌握,即深化理论知识;另外在各个环节总结成功的经验,

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0820020044 如在胚胎移植上,应选择与供体发情周期同步的、生殖道正常、无疾病、繁殖史良好的雌性动物为受体接受胚胎移植;最后,还应加强术后护理等,这样将可提高成功率,总之,要控制成功率,应对各个环节的相关技术、应注意的问题进行精细控制,这样才能控制成功率。

13.植物细胞融合的过程:

首先取材(生长旺盛、生命力强的组织)并制备原生质体,即去除细胞壁,去除的方法有机械去除法和生物酶解法,然后纯化原生质体,纯化的方法有离心法(原生质体沉于离心管底部)、漂浮法和离心和漂浮结合法;接着是诱导细胞融合,诱导的方法分为生物法、化学法和物理法;生物法是利用病毒诱导细胞融合(病毒能与宿主细胞膜直接融合,打破两个细胞膜的隔阂引发细胞质的交流)该法需在适当pH下,有足够量的Ca2+存在;化学法是指采用化学诱导剂促使细胞融合的方法,常用的诱导剂有:NaNO

3、高pH的高浓度Ca2+、聚乙二醇(PEG)等;物理法,常采用的方法是电融合诱导法,是利用电场来诱导细胞彼此连接成串,再施加瞬间强脉冲促使质膜发生可逆性电击穿,促进细胞融合的技术。

14.怎样获得植物的单倍体、三倍体和四倍体?

植物四倍体获得的方法:因秋水仙素能特异性地与细胞中的微管蛋白分子结合从而使纺锤丝合成受阻,最终形成染色体加倍的核,故可用秋水仙素来获得四倍体,其具体方法是根据不同植物对秋水仙素的敏感性不同调整秋水仙素浓度,其有效含量一般在0.01%~0.4%,以0.2%左右最为常用,然后,以适宜浓度处理分裂能力强的细胞,处理方法包括浸染法、涂抹法等,浸染法是先将种子浸种催芽,待胚根露白时把种子浸在秋水仙素溶液内24h,浓度高时处理时间可相应短些,且对于幼嫩而分裂迅速的组织也可短些,且处理时温度应在18~25℃之间;另外还可用细胞松弛素B来处理。单倍体的获得方法是:花药和花粉培养,具体方法是先花药制备与培养:取特定时期(单核期)未开放的花蕾,低温处理(放在4℃冰箱预处理)3~5天,然后用70%乙醇擦拭花蕾表面,在无菌条件下剥取花粉,接种于适当的培养基中,于25℃光照条件下培养,然后通过分离、过筛、清洗获得花粉外植体,最后经过植株再生发育成单倍体植株。获得植物三倍体的方法是,用以上获得四倍体的方法得到四倍体后,再以二倍体作父本,与四倍体母本植株杂交便可获得。

15.鱼的三倍体的获得方法:(如何用细胞工程的方法获得动物的三倍体?)

(1)温度休克法获得。温度休克法包括冷休克法(0~5℃)和热休克法(30℃)两种其关键是能否成功地阻止细胞分裂或卵子第二极体的释放。一般来说冷水性鱼类应用热休克法好,温水性鱼类用冷休克法效果较好。(2)水静压法,指采用较高的水静压(如65kg/gm2)可抑制卵子第二极体的释放或细胞分裂,产生多倍体,处理时间较短,一般在3~5min。(3)体细胞杂交,即通过四倍体个体与二倍体个体杂交而获得。

如何利用细胞工程方法获得鱼类或者是贝类的三倍体,四倍体。

生物学:主要通过杂交尤其种间杂交获得异源多倍体

物理学:温度休克法、水静压法和高盐高碱法等

温度休克法原理阻止第二次成熟分裂或第二极体的排出

水静压法原理

抑制第二极体的放出或第一次卵裂产生多倍体

化学:化学物质可用来阻止第二极体的排出或受精卵的有丝分裂而产生3n或4n,如细胞松弛素B。细胞松弛素B原理能抑制肌动蛋白聚合微丝,从而抑制细胞质分裂。

三倍体---原理,四倍体---原理?

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0820020044 如何鉴定得到了三倍体/四倍体?

16.什么是植物细胞培养?其特点有哪些?

植物细胞培养是在离体条件下,将分离的植物细胞通过继代培养增殖,获得大量细胞群体的一种技术。其特点有:①D10-200um,较微生物大30-100倍,②以一定细胞数的非匀相细胞团形式存在,很少单一细胞悬浮生长;③具纤维素细胞壁和大液泡,很容易被剪切力损伤;④生长速度慢,操作周期长,分批培养需2-3周,半连续/连续培养则2-3个月;⑤培养基成分丰富/复杂,适合微生物生长,防止污染更困难;⑥一般需光照光合, O2 和 CO2的含量与传递对细胞培养影响较大等特点。

17.什么是植物细胞固定化培养,它有什么优点?

植物细胞固定化培养是将游离的细胞包埋在惰性支持物内部或贴附在它的表面多糖或多聚化合物置备成的网状支持物中、培养液呈流动状态进行无菌培养的技术。其方法有:吸附、交联、共价结合和包埋等。其优点有:①细胞包埋后所受剪切力损伤减小,维持了细胞稳定性,适于植物细胞传统生物反应器的大规模培养;②细胞密度较高时不会改变培养液流体性质,利于传质;③次级代谢产物在细胞停长后才大量合成,固定化可将细胞生长与产物合成2个阶段分开;④细胞生长较缓慢,利于次生代谢产物积累;⑤增加细胞之间接触,促进了细胞间信息传递,利于代谢产物合成;⑥固定化细胞可反复使用,可利于连续培养和收获产物,降低成本等优点。

18.什么是次级代谢产物,如何提高植物次级代谢产物?

次级代谢产物上通过次级代谢合成的产物,大多是分子结构比较复杂的小分子化合物,如抗生素、激素、生物碱、毒素等。提高次级代谢产物产量需要考虑的因素有;细胞株、培养工艺、培养技术及培养设备等,具体是选育优良的细胞株,培养时保证培养基和培养条件符合细胞生长和代谢的需要,通过添加次级代谢产物的前体物质进行调控,还可以通过添加表面活性剂增加细胞膜的通透性等。

限制植物细胞培养大规模生产有价值次级代谢产物的影响因素

1.生物因素

(1)细胞株(2)细胞凋亡(3)细胞团(4)生物合成机制 2.化学因素

(1)营养盐(2)前体(3)诱导子(4)反馈抑制 3.物理因素

主要包括:光照、温度、通气、搅拌、pH值等。 (1)光照(2)温度(3)pH 4.工程技术问题

(1)培养液的流变特性、(2)气体传递(3)搅拌与剪切力(4)泡沫与器壁表面粘附性

19.毛状根培养生产次级代谢产物:

毛状根又名发状根,是植株或组织、器官受到发根农杆菌感染后而形成的类似头发一样的根组织。利用毛状根培养可以克服天然根培养存在的难培养等问题与不足。将发根农根杆菌含有的Ri质粒中的T-DNA片段整合到植物细胞的DNA上诱导出毛状根;常用的毛状根诱导的方法有外植体接种法(共同培养2~3d)、茎秆接种法(植株的茎尖、叶片切去,划出伤口,将发根农杆菌接种在伤口处培养)和原生质体—农杆菌共培养法(培养3~5d)。毛状根培养的优点有;生长快,易培养;毛状根分化程度高,产生次级代谢产物能力强;通过

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0820020044 T-DNA改造,易于采用基因工程途径提高次级代谢产物产量等。

20.微藻特点与分类:

微藻分为原核藻类和真核藻类,现国内外已可以大量培养的微藻分别属于蓝藻门、绿藻门、金藻门和红藻门。微藻的特点有:①利用太阳能和CO2通过光合作用生产有机物,生长速度快,效率高,耗能低;②微藻提取有效成分需要复杂的前处理;③种类多,许多微藻可产生有生物活性的化合物;④可能利用贫瘠土地、盐碱地等极端环境;⑤微藻培养简单,容易产业化等。

21.动物细胞体外培养的特点有哪些?需要哪些条件?

培养特点有:①动物细胞大,无细胞壁,对机械搅拌或剪切力敏感;②动物细胞生长缓慢,易受污染;③正常细胞培养的世代数有限,只有癌细胞和发生转化的细胞才能无限生长下去;④动物细胞间主要以聚集体形式存在,大多需要贴附在载体表面才能生长等。动物细胞体外培养需要的条件有:①培养基,应包括细胞各种代谢所需的各种成分;②需平衡盐溶液、培养基pH调整液、细胞消化液和抗生素液等;③生长条件,包括温度、pH、渗透压、气体等;④培养工具,如GO2培养箱、相差显微镜、培养皿、培养瓶等。

22.动物细胞大规模培养的方法有哪些?各自主要是为了解决什么问题?

动物细胞大规模培养的方法及其为了解决的问题是:⑴转瓶(管)培养系统,为了解决从小量培养到大规模培养的过度问题;⑵微载体培养,为摆脱传统的培养瓶(管)培养限制,实现三维立体贴附培养;⑶中空纤维生物反应器培养,为改善传统培养方法的气体、营养物质及水分等物质的通透性使水分子、营养物质和气体可以透过,细胞也能在上面贴附生长;⑷大规模培养方式,常采用的是流加式培养和灌流式培养的操作方式,该法是为使细胞持续生长到较高的密度,目标产品达到较高水平。

23.动物细胞原代培养及技术要点:

接种组织块直接长出单层细胞或将组织分散成单外细胞再进行培养,在首次传代前的培养称为原代培养。原代培养的优点有:在一定程度上能反映体内的形态学特征,原代细胞是很好的实验材料,原代培养也是建立各种细胞系(株)必经的阶段。

原代培养取材时需要注意的几个问题是:①选择性取材,应选分化程度低、容易培养的组织,如胚胎、新生组织等;②取材要注意使用新鲜材料和保鲜,取材后一般6h内分离细胞;③取材应该严格无菌;④防止细胞机械损伤;⑤避免组织干燥等。 动物细胞原代培养有组织块原代培养和细胞原代培养。

24.与常规细胞工程技术相比,转基因技术在生物遗传改造方面有什么特点?

转基因技术是通过人工方式将外源基因整合到生物体基因组内,并使该转基因生物能稳定地将此基因遗传给后代的技术。其与常规细胞工程技术相比,在生物遗传改造方面的特点有:可实现不同种类生物之间的基因重组,可使人类根据自己的意愿定向地改造生物的遗传特性,创造新的生命类型等。

25.乳腺生物反应器:

乳腺生物反应器是将外源基因置于乳腺特异性调节序列之下,使之在乳腺中表达,然后通过回收乳汁获得有重要价值的生物活性蛋白的技术。其在生产药用蛋白上具有巨大的优势,主要表现在:①生产出的药用蛋白与天然蛋白质的活性一致;②动物乳腺不仅能大量持续地表达蛋白质,可维持所表达蛋白质的稳定性,而且可通过诱导系统调控表达;③成本低,

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0820020044 安全性可靠;④药物分离纯化工艺简便等。

26.干细胞有什么特征?如何获得?

特性:具有自我维持与自我更新的能力,具有多方向分化的潜能,即可发育成各种胚胎组织的细胞,或可分化为本系统各谱系的细胞,干细胞分裂能力可维持相当长时间,有的可保存终生,既有生理性的更新能力,也具有对损伤与疾病导致的反应与修复能力。形态特征:通常呈圆形或椭圆形,体积小,核质比例大,具有较高的端粒酶活性,因此具有较强的增殖能力。增殖缓慢,质稳性。

获得的方法:可从早期胚胎内生细胞团或原始生殖细胞也可从自发或诱发的畸胎细胞中分离得到,也可通过核移植方法获得(?)。 伦理方面的问题??

27.目前,胚胎干细胞研究存在的问题:

有:⑴来源限制;⑵体外培养困难;⑶安全性不高;⑷伦理道德问题等。

28.什么叫组织工程,其基本要素有哪些?组织工程有什么作用?

组织工程是利用生命科学、医学、工程学的原理与技术,利用细胞、生物材料、细胞因子实现组织修复或再生的一门技术。其基本要素包括:种子细胞、支架材料、细胞因子三个。 其作用主要表现在临床应用上,如用组织工程技术生产一些骨、肌腱、血管,人工肝等器官为医疗提供原料等。

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第三篇:植物细胞工程

一、教学目标

1、细胞的全能性(理解)

2、简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。(知道)

二、教学重点和难点 1.教学重点

(1) 植物组织培养的原理和过程。 (2) 植物体细胞杂交的原理。 2.教学难点 植物体细胞杂交

三、教学过程 导入:

我们已经所学及疑问

1、有性生殖中,受精卵经分裂、分化形成各种组织、器官,最后形成个体。 三倍体如何繁殖后代?

2、细胞的全能性

体细胞具有全能性的原因是什么?

各种细胞表达全能性的能力是否一样?

在生物体内,体细胞有没有表达全能性,为什么? 体细胞在什么条件下才会表达全能性?

(一)植物组织培养

1、概念

2、植物组织培养的过程。(如下)

脱分化 再分化

外植体 → 愈伤组织 → 根、芽 →植物体

3、条件

4、证明:

(二)植物体细胞杂交

1、 过程 植物细胞A 植物细胞B ↓ 去壁

原生质体 A 原生质体B

原生质体融合

↓ 再生细胞壁

杂种细胞

2、优点: 克服远源杂交不亲和障碍,培育作物新品种。 ↓ 细胞分裂

愈伤组织

↓细胞分化

杂种植株

第四篇:题库细胞工程

²

细胞工程:以生物细胞、组织或器官为研究对象,运用工程学原理,按照预定目标,改变生物性状,生产生物产品,为人类生产或生活服务的科学。

²

培养基母液:把培养基中的各种大量元素用量扩大l0倍,微量元素、有机元素和激素等用量扩大l00倍,分别或混合溶解制成浓缩液,这种浓缩液称为母液 ²

植物生长调节物质:调节植物生长的物质,以极微小的量影响到植物细胞的分裂、分化、发育,影响植物的形态建成、开花、结实、成熟、脱落、衰老和休眠、萌发等许许多多的生理生化活动,包括植物激素和人工合成的植物生长调节剂

²

离体培养:指从植物体分离出符合需要的组织、器官、细胞或原生质体等,通过无菌操作,在人工控制条件下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

²

细胞全能性:是指细胞具有发育成完整个体的遗传潜能。也可以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能。

²

外植体:指用于离体培养的活的植物器官、组织、细胞和原生质体等

²

愈伤组织:自然条件下,植物在受伤之后,创伤部位的细胞脱分化不断增殖,形成松散排列、无特定结构的非器官化组织

组织培养中,人工培养基上由外植体细胞经脱分化产生的一团不定形的、疏松排列的、没有分化的薄壁细胞

²

极性:通常是指在器官、组织甚至细胞中,在不同的轴向上存在某种形态结构和生理生化上的梯度差异。

²

细胞分化:由发育起始状态的合子沿个体发育方向不断分化出形态结构、生理功能不同的细胞、组织、器官而最终形成完整植株的过程

²

细胞去分化:一个成熟细胞回复到分生状态或胚性细胞状态的现象,即失去已分化细胞的典型特征的过程

²

细胞再分化:脱分化的分生细胞重新恢复分化能力,沿着正常的发育途径,形成具有特定结构和功能的细胞的过程

²

胚状体:经体细胞胚发生形成类似合子胚的结构

²

次生胚:有些植物从体细胞胚的细胞中又可产生体细胞胚,这一过程称为重复体细胞胚胎发生,形成的体细胞胚称为次生胚 ²

胚性细胞:又称体胚原始细胞,一类独特的细胞,它与分生细胞相似,通常较小,近圆形,具较大的核和核仁,并能高度染色,胞质浓厚

²

看护培养:用一块活跃生长的愈伤组织块来看护单个细胞使其生长和增殖 ²

人工种子:将植物离体培养中产生的胚状体(体胚)或者能发育成完整植株的分生组织(不定芽、小鳞茎、短枝、毛状根、愈伤组织等),包裹在有养分和具有保护功能的物质中形成的类似于天然植物种子的结构,并在适宜条件下发芽出苗的颗粒体。

²

原生质体:去除细胞壁后存活的植物细胞

²

细胞系:经过再培养后而形成的具有增殖能力、特性专

一、类型均匀的培养细胞 ²

细胞融合:是在自发或人工诱导下,两个不同基因型的细胞或原生质体融合形成一个杂种细胞。

²

体细胞杂交:采用细胞融合的方法,使原来不能或很难进行有性杂交的两种生物,通过体细胞融合将它们的染色体核基因共存于一个杂交细胞 ²

体细胞变异:非性细胞产生的遗传变异或表观遗传变异

体细胞无性系变异:植物外植体经组织、细胞培养的脱分化和再分化过程,表现于再生植株中的变异

²

突变体:是指发生突变的个体,具有与野生型不同的表型的特点。 由于基因或染色体的DNA序列发生改变,导致细胞或生物体获得了不同于野生型(原始、未突变)的新表型

²

异核体:不同种属或同一种属的不同生物个体的亲本细胞发生融合所形成的含有不同细胞核的融合细胞

²

成批培养:将一定量的细胞或细胞团分散在一定量的液体培养基中进行密封培养看卖弄

²

原代培养:也称初代培养期。从体内取出组织接种在培养瓶中培养到第一次传代前阶段,一般持续1-4周。

继代培养:是指愈伤组织在培养基上生长一段时间后,营养物枯竭,水分散失,并已经积累了一些代谢产物,此时需要将这些组织转移到新的培养基上,这种转移称为继代培养或传代培养 接触抑制:当细胞在基质上分裂增殖,逐渐汇合成片即每个细胞与其周围的细胞相互接触时,细胞就停止增殖,即细胞密度不再增加

【简答题】:

1.简述细胞工程在生物技术领域中的地位。

细胞工程是细胞水平上的生物工程,是现代生物技术的桥梁与纽带,也是该领域中最直接应用于生产实践并取得显著效益的应用科学。它与其他相关学科理论(基因工程、发酵工程、生化工程等)交叉发展,必须与其它生物技术相结合才能更好地发挥作用

2.目前,常用的植物细胞培养基种类有哪些?各有什么特点?

1)MS培养基

特点是无机盐和离子浓度较高,是较稳定的平衡溶液。养分的数量和比例较合适

2)B5培养基

其主要特点是含有较低的铵,这是因为铵对不少培养物的生长有抑制作用。

3)White培养基

其特点是无机盐数量较低,适于生根培养

4)N6培养基

其特点是成分较简单,KNO3和(NH4)2SO4含量高。 5)KM8P培养基

其特点是有机成分较复杂,它包括了所有的单糖和维生素,广泛用于原生质融合培养。

3.配制培养基时,为什么要先配母液?如何配制母液?

1)培养基中含有的元素很多,每次配制培养基时,要对所有的元素一个个进行称量、溶解,非常繁琐。特别是微量元素用量很少,用普通天平很难称量准确。配制母液不但可以保证各物质成分的准确性及配制时的快速移取,而且还便于低温保藏,可多次利用

2)确定培养基----按照扩大倍数称量----溶解----按顺序混合----定容----母液分装----贴标签----保存于冰箱

大量元素应配成浓度为10倍的母液,一般将微量元素配制成100倍的母液,使用时再稀释100倍

配置时化合物应分别称量,分别溶解;混合时注意先后顺序,防止产生沉淀;混合时要边搅拌边混合

4.例举三种常用的物理灭菌方式,简述其原理和优缺点。

湿热灭菌:在密闭的蒸锅内,蒸汽不能外溢,压力不断上升,使水的沸点不断提高,从而锅内温度也随之增加。在0.1MPa的压力下,锅内温度达到121℃。在此蒸汽温度下,可以很快杀死各种细菌及其高度耐热的芽孢(穿透力强) 干热灭菌:利用烘箱烘烤灭菌,温度与灭菌时间成反比,一般设定160℃,灭菌时间2-3h,主要用于玻璃器皿的灭菌

过滤灭菌:用细菌不能通过致密具孔滤材的原理以除去气体或液体中微生物的方法。常用于气体、热不稳定的药品溶液或原料的除菌

5.常用的灭菌方法有哪些,各有哪些优缺点?

1)湿热灭菌(高压蒸汽灭菌) 优点:高温高压蒸汽对生物材料有良好的穿透力,能造成蛋白质变性凝固而使微生物死亡,是一种最有效的灭菌方法。 缺点:如果是对培养基或液体溶液灭菌,灭菌时间与需要灭菌的培养基或液体溶液的体积密切相关,时间不足达不到灭菌效果,时间过长培养基内的化学物质遭到破坏,影响培养基成分。

2)过滤除菌 优点:有些灭菌的材料不能受热,可以用过滤法来灭菌,可以滤除绝大多数微生物的营养细胞 缺点:易污染,过滤法的最大缺点是不能滤除病毒.多数滤器具吸附性

3)干热灭菌 优点:在干热条件下可将细菌杀死,方便,不易污染,杀菌效果较理想 缺点:干热灭菌存在能源消耗大、浪费时间、安全性差问题;在干燥状态下,热穿透力弱,温度不宜均匀

4)紫外线灭菌 优点:具有较高的杀菌效率,运行安全可靠;对隐孢子虫和贾第虫有特效消毒效果;不产生有毒有害产物;操作简单 缺点:由于紫外线穿透物质的能力很弱,所以只适于空气中和物体表面的灭菌,而且要求距照射物质以不超过1.2m为宜。

5)药剂灭菌 优点:方法简便,只需要药剂喷洒在要消毒的空间或材料表面即可,杀菌又除尘 缺点:浓度太高,可能有腐蚀作用

6.配制培养基时,加入一定量的植物生长调节物质,它们在离体培养过程中有哪些作用?

包括植物生长调节剂与植物激素,是植物细胞生长的调节物质,以极微小的量起作用。它能诱导细胞分裂、愈伤组织再分化以及胚状体发育。植物激素主要包括生长素类、细胞分裂素类和赤霉素类,有时也使用脱落酸、乙烯等物质。

生长素类:用于诱导愈伤组织的形成、根的分化以及细胞的分裂和伸长,诱导胚状体产生

细胞分裂素类:促进细胞分裂和分化,诱导胚状体和不定芽形成,延缓组织的衰老并增强蛋白质的合成

赤霉素:加速细胞的伸长生长,也促进细胞分裂。

大多数情况下对组培中器官和胚状体的形成表现抑制作用,但对已形成器官和胚状体的生长通常有促进作用 脱落酸:适量的ABA可提高体细胞胚发生的频率和质量,抑制异常体细胞胚的发生

7.试述植物细胞全能性的含义和应用。

含义:植物细胞无论是体细胞还是生殖细胞均具有该物种的全套遗传信息;只有在适宜的条件下,植物细胞才具有发育成完整植株的能力;植物每个细胞均具有发育成完整植株的能力

应用:无性系的快速繁殖;培养无病毒种苗;新品种的选育(花培和单倍体育种、离体胚培养和杂种植株的获得、体细胞诱变和突变体筛选、细胞融合和杂种植株的获得);人工种子;药用植物和次生物质的工业化生产

8.实现植物细胞全能性的条件是什么?

具有较强全能性的细胞从植物组织抑制性影响下解脱出来,使其处于独立发育的离体条件下;赋予离体细胞一定刺激,包括营养物质、植物激素、光周期、温度、酸碱度等

9.优良愈伤组织有何生长特性?

(1)高度的胚性或再分化能力,以便从这些愈伤组织得到再生植物

(2)容易散碎,以便用这些愈伤组织建立优良的悬浮系,并且在需要时能从中分离出全能性的原生质体

(3)旺盛的自我增殖能力,以便用这些愈伤组织建立大规模的愈伤组织无性系 (4)经过长期继代保存而不丧失胚性,便有可能对它们进行各种遗传操作 10.何为胚状体?胚状体和合子胚有何异同?

胚状体 离体培养条件下,没有经过受精过程,但是经过了胚胎发育过程所形成的胚状类似物,此现象无论在体细胞培养还是生殖细胞培养中均可以看到,因而统称为体细胞胚或胚状体。

异:胚状体起源于非合子细胞,是体细胞体外培养而来,不同于合子胚,合子胚是经过受精发育而来的

与合子胚相比,体细胞胚子叶不规范、胚小、含水量高、对脱水敏感、没有休眠

相同点:都含有一整套遗传信息,都可以发育成新一代生物个体。胚状体的维管束与合子胚一样,是独立产生的,与母体维管束不相连 11.影响胚状体发生的主要因素有哪些?

因素:氮源【NH4+与NO3-的相对和绝对量都影响体细胞胚的发生,诱导培养基中还原态氮的存在与否最为关键】

生长素【内源IAA含量上升或维持在相对高水平是诱导胚性细胞发生的基础,胚性愈伤组织内源生长素的含量远高于非胚性愈伤组织】

组织起源【对于距活体胚胎发育较近的组织和成熟及未成熟的胚胎在离体条件下可能更利于体细胞胚的诱导】

供体植物的基因型、培养物的生理状况、培养基中的外源激素、天然提取物和活性炭等都可影响胚状体的发生

12.如何区分离体培养条件下的不定芽和胚状体?

体细胞胚经过了胚胎发育过程,具有胚根、胚芽和胚轴的完整结构

体细胞胚最根本的特征为两极性,即在发育的早期阶段从方向相反的两端分化出茎端和根端;不定芽是在器官发生方式分化的单极性特征下形成的。体细胞胚的维管组织分布是独立的“Y”字形结构,与外植体组织无结构上的联系;而愈伤组织上分化的不定芽一般在愈伤组织表面,与外植体或愈伤组织的维管组织相联系

13.目前研制的人工种子结构是怎样的?

人工种子由以下三部分组成:

①具有良好发育的体细胞胚,并能发育成正常完整植株:广义的体细胞胚由组织培养中获得的体细胞胚即胚状体、愈伤组织、原球茎、不定芽、顶芽、腋芽或小鳞茎等繁殖体组成。②人工胚乳,一般由含有供应胚状体养分的胶囊组成,养分包括矿质元素、维生素、碳源及激素等。③胶囊之外的包膜称之为人工种皮,有防止机械损伤及水分干燥等保护作用。

14.控制胚性细胞同步化的方法有哪些?

①抑制剂法促进细胞同步分裂;培养初期加入DNA合成抑制剂,使DNA合成暂时停止,当除去DNA合成抑制剂,细胞开始进行同步分裂 ②低温处理促进细胞同步分裂;抑制了细胞分裂,一段时间后再恢复正常培养温度

③渗透压控制同步化法;不同发育阶段的胚,具有不同的渗透压要求,通过调节渗透压来控制胚的发育,使其停留在某一阶段,然后同步发育 ④同步胚的分段收集筛选法;用不同孔径的尼龙网或采用密度梯度离心来选择不同发育阶段的胚,然后再转入适宜它们发育的培养基上,使幼胚继续发育。 ⑤通气法。乙烯的产生与细胞分裂密切相关,在细胞分裂达到高峰前,有一个乙烯合成高峰,在培养基中通入乙烯或氮气,控制细胞同步分裂 15.植物离体无性繁殖主要适用于哪些植物?与常规无性繁殖相比有什么优势?

植物离体无性繁殖主要适用于园艺观赏植物、农作物、药用植物及经济林木的种苗生产。 (1)周期短,便于控制培养条件。繁殖速度快,经济效益高。(2)占用空间小,不受地区、季节限制。(3)繁殖珍稀、濒临苗木和突变体,是优良品种培养的有效途径。(4)利物保持原来品种的特性。

16.分离植物单细胞的方法有哪些?

有以下三种:

(一)机械法:主要通过机械磨碎、切割植物体从而获得游离的单细胞。

(二)酶解法:主要是根据植物细胞壁的组成特点选用某一专一性水解酶,在温和条件下将壁物质分解掉,从而释放出细胞。

(三)愈伤组织诱导法:通过组织培养获得callus,由于细胞结构松散,可通过高频振动使单个细胞分离处理

17.植物单细胞培养的方法有哪些?各有何特点?

1、平板培养法

特点:单细胞在培养基中分布均匀,便于定点观察,易筛选;通气差,排泄物易积累造成细胞毒害

2、看护培养

特点:简便、成功率高;不能在显微镜下直接观察.

3、饲养层培养

特点:操作简便;不能在显微镜下追踪细胞的分裂和细胞团的形成

4、微室培养法

特点:在培养过程中可连续进行显微镜观察;由于培养基少,水分难以保持,培养基的成分及pH等也易于变动,细胞短期培养后往往不能再生长。

5、液体浅层静置培养法

特点: 易于补加新鲜培养基、可以镜检

6悬浮培养法

特点:能提供大量同步分裂的细胞,且细胞增殖速度快,可用于大规模工业化生产

7双层滤纸植板法:在饲养细胞层与靶细胞层之间放两层滤纸,上面一层滤纸用于把靶细胞转移到其它培养基上继续培养。

8条件培养:含有植物细胞培养上清液或静止细胞;在平板培养和看护培养的基础上发展起来的;看护培养中愈伤组织可以提供单细胞生长繁殖所需的物质;植物细胞上清液或静止细胞也有相同效果 18.什么叫细胞的悬浮培养?分批培养和连续培养各有何特点?

细胞的悬浮培养:将游离的单细胞或细胞团按照一定的细胞密度悬浮在液体培养基中进行培养的方法。

分批培养特点:培养系统基本处于封闭状态,要及时更换培养液进行继代培养;细胞数量随着培养时间的变化呈S形曲线;操作简单,重复性好,往往能获得理想的培养效果;特别适合于突变体的筛选、遗传转化等研究

连续培养特点:培养过程中培养液不断得到更换;设备复杂,但便与自动化,产品质量稳定;营养物利用率低于分批培养,菌种易退化,易污染,因此连续时间有限

19.在细胞悬浮培养中,如何进行细胞生长量的计算?

(1)细胞计数:通常用血球计数器计数,计算较大的细胞数量时,可以使用特制的计数盘; (2)细胞密实体积(PCV):以每毫升培养液中细胞总体积的毫升数表示,测定时,将细胞 离心于离心管内,测定细胞层所占的体积。

(3)细胞鲜重:将悬浮培养物倒在下面架有漏斗的已知重量的湿尼龙网上,用水洗去培养基,真空抽滤以除去细胞上沾着的多余水分,称重

(4)细胞干重:用以知质量的干尼龙网依上法收集细胞,在60°C下烘箱内烘12h,细胞干重恒定后再称重

(5)有丝分裂指数:指在一个细胞群体中,处于有丝分裂的细胞占总细胞的百分数。通过富尔根染色法对愈伤组织染色,再在载玻片上制片并镜检,随机检查500个细胞,统计处于有丝分裂各个时期的细胞数。指数越高,表明细胞分裂速度越快

20.悬浮培养细胞同步化的方法主要有哪些?

1、物理方法

(1)分选法: 细胞体积大小分级,直接将处于相同周期的细胞利用一定大小的筛网过滤分选,然后将同一状态的细胞继代培养于同一培养体系中

(2)冷处理法: 收集细胞,在4℃温度下处理数天,添加新鲜培养液培养.

2、化学方法

(1) 饥饿法:先对细胞断绝供应一种进行细胞分裂所必需的营养成分或激素,使细胞停滞在G1期或G2期,经过一段时间的饥饿之后,当重新在培养基中加入这种限制因子时,静止细胞就会同步进入分裂。

(2)抑制法:通过向培养基中添加尿苷(1μg/ml),5-氟脱氧尿苷(2 μg/ml)等化学抑制剂抑制细胞分裂,可使培养细胞同步化。 (3)有丝分裂抑制法:在指数生长期的细胞悬浮培养物中加入一定浓度的秋水仙素

21.在植物细胞培养中如何提高植物次生代谢产物的产量?

(一)筛选得到高产细胞系(株)常用方法有:

1、克隆选择(有相同遗传基因的细胞群)

指通过单细胞克隆技术和细胞团克隆技术,将培养细胞中能够积累较多次生代谢物且具有相同遗传基因的细胞群挑选出来,并加以适当的培养形成高产细胞系。

2、抗性选择

指在选择压力下,通过直接或间接的方法得到抗性变异的细胞系。

3、诱导选择

是通过化学诱变或紫外线照射等各种物理化学方法诱变产生比原亲本细胞全成能力高的细胞系(株)

(二)培养条件 1适宜温度

2、不断调节PH

3、营养成分:一方面要满足植物细胞的生长所需,另一方面要使每个细胞都能合成和积累次生代谢产物。

4、光:包括光强、光质和光照时间对细胞生长和次生代谢产物合成都有一定影响。

5、通气量和搅拌转速

6、前体饲喂

7、诱导子的应用:诱导子是指能引起植物细胞某些代谢强度或代谢途径的物质,可分为生物诱导子和非生物诱导子。不同诱导子作用于不同植物可以产生多种多样的次生代谢产物。

8培养方法:两步培养法、两相培养法(有利于代谢物的分离提取,促进胞内代谢物的分泌)等

22.简述细胞活力鉴定的方法。

1、相差显微镜观察法:观察细胞质环流和正常细胞核的存在

2、FDA染色法 :在活细胞内FDA可以被酯酶裂解,将能发荧光的极性部分(荧光素)释放出来。荧光素不能自由地穿越细胞质膜,能在完整的活细胞中积累,紫外线照射下发绿色荧光

3、伊凡蓝染色法:只有活力受损伤的细胞和死细胞能够摄取这种染料

4氧电极法:活细胞光合作用放出氧气

23.简述细胞计数的方法

24.影响原生质体分离效果的因素有哪些?试做分析。

(1)材料种类和生理状况:植物幼苗或新生枝的完全伸展叶片的叶肉组织是分离原生质体的最方便、最合适的植物材料。用于分离原生质体的愈伤组织或悬浮细胞应当处于生长早期或指数生长期

(2)酶解温度:温度高、得率高,但存活率低 (3)酶解时间:过短得率小、过长存活率低 (4)渗透压稳定剂的种类和浓度:因种而异

(5)氧气:酶解时尽量采用振荡,使细胞得到足够的氧气进行呼吸作用 (6)黑暗:抑制原生质体形成细胞壁 (7)酶液活力:储存时间过长会使酶液失活

25.制备原生质体时为何要在等渗或稍高渗溶液中进行?

只有培养在等渗或稍高渗培养基中植物才能正常生长 如果植物的原生质体培养在非等渗或低渗或高渗培养液中植物有可能会因为浓度差而吸水或是失水从而导致植物的死亡, 所以植物的原生质体要培养在等渗或稍高渗培养基中。

26.原生质体再生植株的基本过程。 (1)细胞壁再生

(2)细胞分裂:分裂前细胞质增加、色素体扩大、颜色加深

(3)再生植株:直接分裂形成苗(第一次分裂便表现极性);通过愈伤组织形成苗;通过球状体再生成苗(原生质体---细胞---表面光滑的球状体或盘状体---通过出芽方式形成小苗) 27.简述原生质体培养的意义。

研究细胞壁的再生过程和植株的再生过程;为植物细胞融合扫平了障碍,特别是为制造新杂种(种间杂种)开辟了道路;原生质体可摄入外源DNA、细胞器、细菌或病毒颗粒,这些特性可与植物全能性相结合,为植物遗传修饰打下基础;获得细胞无性系和选育突变体的优良起始材料

28.原生质体的培养方法有哪些?各有何优缺点?

⑴液体浅层培养法: 优点:

原生质体在液体环境中有较强的吸收营养物质的能力,表现出较强的细胞分裂能力。操作简单,对原生质体的损伤小,且易于添加新鲜培养基和转移培养物。 缺点:

原生质体分布不均匀,常常发生原生质体之间的粘连现象而影响其进一步的生长和发育。此外,难以跟踪观察某一个细胞的发育情况。 ⑵双层培养法——液体-固体双层培养法:

 优点:

固体培养基中的营养物质可以缓慢放到液体培养基中,如果在下层固体培养基中添加一定量的活性炭,则还可能吸附培养物产生的一些有害物质,促进原生质体的分裂和细胞团的形成。

 缺点:

不易观察细胞的发育过程。 ⑶固体平板培养法

 优点:

使原生质体处于固定位置,避免了细胞间有害代谢产物的影响,有利于对单个原生质体的细胞壁再生及细胞团形成的全过程进行定点观察。

缺点:操作要求比较严格,温度对原生质体与培养基混合有一定影响;另外,固体中单细胞生活能力弱,通气状况不良,第一次细胞分裂时间会推迟2d左右。

(4)琼脂糖珠培养:

优点:摇床震荡培养,改善了培养物的通气和营养环境,从而促进了原生质体的分裂和细胞团的形成

29.原生质体融合要经过哪些过程?

30.PEG融合与电融合各有何特点?两种方法的原理和关键技术是什么?

PEG法特点:(1)融合率10%左右,融合较繁琐(2)具有一定毒害作用;容易形成由2个以上原生质体融合形成的融合体

电融合特点:(1)效率高(70 %以上),但存活率低;对原生质体伤害性小 (2)装置精巧、方便简单、可在显微镜下观察或录像观察融合过程。 (3)免去PEG诱导后的洗涤过程、诱导过程可控制性强等。

PEG诱导融合法原理:PEG为多聚化合物,其分子具有轻微的负极性,可与具有正极性基团的水、蛋白质和糖类等形成氢键,在原生质体之间形成分子桥,从而使原生质体发生粘连。当用培养基将与膜相连的PEG分子洗掉后,膜上电荷发生紊乱而重配。

电融合的原理:①交流电场使原生质体表面电荷偶极化,沿着电极排列,形成串珠。②施加直流电场后,形成串珠的原生质体在质膜接触处发生穿孔,开始遗传物质的交流。 【老师ppt 在直流电脉冲的诱导下,细胞膜表面的氧化还原电位发生改变,使异种细胞粘合并发生质膜瞬间破裂,进而质膜开始连接,直到闭和成完整的膜,形成融合体】

31.原生质体融合产物有哪些类型? 杂种细胞:原生质和核都融合

异核体:细胞质融合,细胞核没有融合 同核体:同一亲本的原生质体融合产生

非对称杂种:由于人工处理或其它原因造成某一亲本的染色体部分丢失 细胞质杂种:某一亲本染色体全部丢失而细胞质融合

32.体细胞杂交有何意义?

(1)实现远缘杂交,形成新的物种。

克服常规有性远缘杂交存在的生殖隔离和杂交不亲和的障碍,为广泛重组遗传物质、形成新的物种开辟的新途径

(2)创造细胞质杂种。融合了双亲的细胞质,可将细胞质基因重组,将双亲细胞质基因遗传给子代

(3)培育作物新种质和新品种。通过近缘种内或种间的体细胞杂交可获得稳定的具有双亲两套染色体的体细胞杂种植株。往往可育,能作为育种的新材料通过常规育种获得新品种

33.什么是植物体细胞无性系变异?引起或影响植物体细胞无性系变异的因素有哪些?

植物细胞、组织、器官在无菌条件下进行离体人工培养,经过脱分化和再分化过程,重新形成愈伤组织和完整植株时所产生的变异 称为植物体细胞无性系变异

因素:(1)自发突变,与培养物的遗传背景、外植体类型及培养类型有关,同时也受培养时间、培养成分等因素的影响

(2)人工诱变,包括物理诱变和化学诱变。物理诱变就是利用X射线、γ射线、β射线、中子、激光、电子束、离子束、紫外线等物理因素辐射诱发变异。化学诱变是利用化学试剂诱发的变异。诱变剂包括碱基类似物,烷化剂,DNA分子结构插入物三大类。

34.试述植物体细胞无性系变异的遗传学基础。

体细胞无性系变异的遗传基础:

(1)染色体组型变异,如出现多倍体和非整倍体。

(2)染色体结构变异,由染色体重排造成的基因丢失,或“关闭”一个能使其相应隐性基因产生表现型效应的显性等位基因等。 (3)基因突变

(4)DNA总量变异和DNA重复序列拷贝数的变异 (5)基因丢失 (6)DNA碱基修饰

(7)转座子的激活,由转座引起突变。 (8)基因重排

35.试述农杆菌Ti质粒基因转化的原理。

农杆菌是普遍存在于土壤中的一种革兰氏阴性细菌G-,它能在自然条件下趋化性地感染大多数双子叶植物的受伤部位,并诱导产生冠瘿瘤或发状根

根癌农杆菌中含有Ti质粒,其上有一段T-DNA,农杆菌通过侵染植物伤口进入细胞后,可将T-DNA插入到植物基因组中。因此可以将目的基因插入到经过改造的T-DNA区 ,然后借助农杆菌的感染实现外源基因向植物细胞的转移与整合,通过细胞和组织培养技术,再生出转基因植株

36.植物基因转化的方法有哪些?各自的特点是什么?

1)农杆菌介导法:受体类型广泛,简单易行、周期短、转化频率高,转化体常出现“嵌合”现象,影响转化频率的因素相对较少等。

2)病毒介导法:特点是 病毒增殖水平较高、增殖速度快,基因组较小,宿主范围广,易于纯化等。

3)基因枪转化法:适用范围广、无宿主限制、靶受体类型广泛、可控度高、操作简便、快速等。

4)电击法 特点是 对细胞不产生毒性,但对细胞损伤较大 5)PEG介导法:特点是成本低廉、效果稳定

6)花粉管通道法: 特点是方便易行,不需专门仪器和昂贵药品,直接得到转化的种子,受季节限制。

7)显微注射法:特点是转化效率高,转化细胞的培养过程无需特殊的选择系统。

【老师ppt】

(1)农杆菌介导转化法:优: 转化效率高;能够插入非重排的外源DNA长片段;DNA片段主要以单拷贝或低拷贝形式插入;不需要特殊的专用设备

缺:转化的寄主范围有限,特别是对许多单子叶植物不适用;外源的转基因只能以T-DNA插入的方式被导入寄主细胞 (2)基因枪介导转化法

与农杆菌转化相比,基因枪法转化的一个主要优点是不受受体植物范围的限制 (3)花粉管通道法:

优:不依赖组织培养人工再生植株,技术简单,不需要装备精良的实验室,常规育种工作者易于掌握

缺:不同作物导入DNA的最佳时间有较大差异,要针对不同的植物作出相应的改动

(4)DNA直接转换法:适用对农杆菌感染不敏感的植物 (5)化学药剂诱导法:在没有载体的情况下可使用,但转化率低 (6)电击法:对细胞不产生毒性,但对细胞损伤较大 (7)显微注射法:适合大细胞操作,主要用于动物细胞

(8)低能离子束法、激光束法、超声波法、脂质体介导、病毒介导、转座子介导等

37.试述转基因植物在农业生产上的应用。

在农业生产上的应用主要有:1.抗除草剂转基因植物;2.抗虫转基因植物;3.抗病转基因植物;4.抗逆转基因植物;5.改良作物营养质的转基因植物。

【问答题】:

1.离体无性繁殖一般可分为哪几个阶段?简述其操作的一般程序。

离体无性繁殖一般可分为5个阶段。

1、植株的准备:供体植株应生长旺盛、健壮、不病虫害,并尽可能生长在干净的环境中。

2、无菌培养物的建立:获得无菌材料并诱导外植体生长和发育。包括从供体植株上采取外植体进行消毒、接种及启动外植体生长等程序。

3培养物的增殖:通过反复培养使第一阶段获得的数量有限的嫩枝、芽苗、胚状体或原球茎等培养物的总量增加。

4生根培养:将增殖阶段形成的无根芽苗转移到生根培养基上诱导产生不定根,获得健壮的具有根、芽、茎的完整小植株。

5试管苗的移栽及鉴定:移栽是将具根试管苗转移到土壤中的过程,是试管苗从离体培养逐步适应温室或田间生长环境的过程

2.简述植物细胞大规模培养反应器的类型及原理。 机械搅拌式反应器:利用机械搅动使细胞得以悬浮和通气

鼓泡式反应器:从反应器底部通入无菌空气产生大量气泡,带动培养液循环 气升式反应器:利用通入反应器的无菌空气带动培养液循环

光生物反应器:植物体内的多种酶需要光照的刺激和诱导才能合成或表现较高的生理活性

转鼓式反应器:通常是通过转盘或转鼓的旋转达到混合的目 3.简述植物细胞固定化的几种方法。

1、包埋法:将细胞包埋在多孔载体内部

包括:凝胶包埋法 以各种多孔凝胶为载体,将细胞包埋在凝胶的微孔内,固定后细胞被限制在凝胶的微孔内进行生长、繁殖和新陈代谢 使用的载体:海藻酸钙凝胶、角叉菜胶、明胶、聚丙烯酰胺凝胶、光交联树脂、琼脂等

半透膜包埋法 将细胞包埋在由各种高分子聚合物制成的小球内

2、吸附法 :使用固体吸附剂(惰性材料),将细胞吸附在其表面而使细胞固定化的方法

包括:物理吸附法(physical adsorption)作用力:氢键、疏水键。 离子结合法 作用力:离子键

3、共价结合法:细胞表面上功能团和固相支持物表面的反应基团之间形成化学共价键连接,从而形成为固定化细胞

4、交联法:利用双功能或多功能试剂,直接与细胞表面的反应基团(如氨基酸、羟基、咪唑基等)发生反应,使其彼此交联形成网状结构的固定化细胞,其结合力是共价键

4.试述原生质体分离的方法和步骤。

(1)机械法:在高渗溶液中细胞质壁分离的状态下,用利刀切割细胞壁,使原生质体流出或释放出来

高渗溶液预处理----轻微质壁分离----利刀切割或机械磨损组织

(2)酶解法:常用的制备原生质体的酶包括;果胶酶、蜗牛酶、纤维素酶等。实际应用中需要根据不同的细胞来源选择合适的酶。 酶解法分:

顺序法(两步法):先用果胶酶预处理,再用纤维素酶 直接法(一步法):直接用果胶酶和纤维素酶 优点:获得量大,适用广泛。

缺点:商品酶制剂均含有核酸酶、蛋白酶、过氧化物酶以及酚类物质。会影响所获原生质体的活力。

【ppt】

(1)取生长旺盛的植物细胞

(2)悬浮于有渗透压稳定剂的高渗溶液中

(3)加入适量的细胞壁水解酶,在一定条件下使细胞壁解体 (4)分离除去细胞壁碎片等杂质 (5)得到原生质体

5.植物体细胞无性系突变体筛选的方法有哪些?

(一)从再生植株中直接筛选有用突变株(常规育种)

(二)对离体培养物的筛选 1.直接筛选法

(1)正选择法:在离体培养基中加入对正常细胞有害的化学物质,使正常表型细胞死亡(一步、多步)

(2)负选择法:使用特定培养基使突变体细胞受到抑制不分裂呈休眠状态,然后用一种对休眠态突变细胞无害,而能毒害正常生长细胞的药物淘汰掉正常型细胞,最后用正常培养基恢复突变细胞的生长(主要适用于营养缺陷型或温度敏感型突变体的筛选) 2.间接筛选法:借助与突变表现型有关的性状作为选择指示或筛选压的方法

(三)绿岛法:利用已分化组织进行筛选的方法。例如,一些除草剂只作用于绿色光合细胞,可以对整棵植株用除草剂,使抗性细胞存活下来,形成局部绿色斑点(绿岛),然后切下该部位细胞进行培养,再分化形成抗性植株

6.成批培养(batch culture)细胞的生长曲线包括哪几个时期?各时期有何特点? 延迟期:细胞很少分裂、数目不增加

对数生长期:细胞开始分裂,数目开始大量增加 直线生长期:细胞生长旺盛,数目大增 减慢期:细胞分裂速度减慢 静止期:细胞停止分裂

死亡期:细胞开始死亡,数量减少

第五篇:细胞工程学习总结

主要学习内容

1 植物细胞工程? 是在植物细胞全能性的基础上,以植物细胞为基本单位,在体外条件下进行培养、繁殖或人为的精细操作,使细胞的某些生物学特性按照人们的意愿发生改变,从而改良品种或创制新种,或加速繁殖植物个体,或获得有用产物的过程。 2 植物细胞的全能性? 生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能的特性。 3植物细胞的全能性原理 ? 生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质, 都有发育成为完整个体所必需的全部基因,从理论上讲,生物体 的每一个活细胞都应该具有全能性。 4 植物组织与器官培养? 是指在无菌条件下,将离体的植物器官、组织、细胞(体细胞、生殖细胞等)、胚胎、原生质体等培养在人工配置的培养基上,给予适当的培养条件,诱发产生愈伤组织、潜伏芽,或者长成新的完整植株的一种实验技术。 5 愈伤组织? 是指由外植体组织增生的细胞产生的一团不定型的疏散排列的薄壁细胞。 6 脱分化? 一个已经停止分裂的成熟细胞转变为分生状态,并形成未分化的细胞团或愈伤组织的现象。 7 再分化? 指原已分化的细胞过脱分化后再次分化的现象,最终可进一步形成完整的小植株。 8继代培养 ? 是指愈伤组织在培养基上生长一段时间后,营养物枯竭,水分散失,并已积累了一些代谢产物,此时需要将这些组织转移到新的培养基上进行培养的方式。 9 植物细胞培养? 是指在离体条件下,将愈伤组织或其他易分散的组织置于液体培养基中进行振荡培养,得到悬浮细胞,再通过继代培养使细胞增殖,从而获得大量细胞群体的技术。它是在组培基础上发展起来的。 10 动物细胞培养? 动物细胞与组织培养是从动物体内取出细胞或者组织,模拟体内的生理环境,在无菌、适温和丰富的营养条件下,使离体细胞或者组织生存、生长并维持结构和功能的一门技术。 11细胞系? 由初代培养产生的能进行无限次传代培养的细胞群称细胞系. 12干细胞? 是指具有无限或较长期的自我更新能力,并能产生至少一种高度分化子代细胞的细胞。 13胚胎干细胞? 指由胚胎内细胞团或原始生殖细胞经体外抑制培养而筛选出的细胞。 14成体干细胞? 指存在于一种已经分化组织中的未分化细胞,这种细胞能够自我更新并且能够特化形成组成该类型组织的细胞。 15全能干细胞? 具有自我更新和分化形成任何类型细胞的能力,有形成完整个体的分化潜能。 16细胞融合(体细胞杂交) ? 将不同来源的原生质体相融合并使之分化再生、形成新物种或新品种的技术。 17合胞体 ? 在细胞融合过程中,开始阶段只来自两个细胞的细胞质先聚集在一起,而细胞核仍保持彼此独立,这种特定阶段的细胞结构称为合胞体。 18同核体 ? 基因型相同的细胞融合成的杂交细胞称为同核体。是由同源的原生质体融合产生的。 19异核体 ? 来自不同基因型的细胞融合形成的杂交细胞为异核体。由非同源的原生质体融合产生的。

20杂种细胞(体细胞杂种) ? 来自不同细胞核的染色体合并到一个细胞核内,产生出杂种细胞。由于这种杂种细胞的双亲都是体细胞,因此又叫做体细胞杂种。 21单克隆抗体(McAb) ? 是由遗传性高度一致的克隆细胞分泌出的成分单

一、有特异性的抗体。 22胚胎移植? 也称受精卵移植,是指将良种母畜配种后,从其生殖道(输卵管或子宫角)取出受精卵或早期胚胎,移植到同种生理状态相同的母畜体内,使之继续发育成为新个体技术,所以也称为“借腹怀胎”。 23染色体工程? 是人们按照一定的设计,有计划地消减、添加或代换同种或异种染色体,从而达到定向改变遗传特性和选育新品种的一种技术。广义上讲它还应包括染色体内部的部分遗传操作技术,因此也称为染色体操作。 24 雌核发育? 是单性生殖的一种,指卵子依靠自己的细胞核发育成个体的生殖行为。同种或异种精子进入卵内只起刺激卵子发育的作用,不形成雄性原核和提供遗传物质,其子代的遗传物质完全来自雌核,只具有母本的性状。

25 转基因动物?将外源重组基因转染并整合到动物受体细胞基因组中,从而形成在体表达外源基因的动物,称为转基因动物。

26随着细胞生物学,分子生物学,遗传学等学科发展核研究的日益深入,细胞工程近年来得到快速的发展,以及成为现代生物工程的一个重要代表性领域,具体而言,细胞工程的一些研究领域包括:1动植物细胞与组织培养 2细胞融合 3染色体工程 4胚胎工程 5细胞遗传工程

27 动植物细胞与组织培养可分为三个层次上的培养:细胞培养、组织培养和器官培养

28植物细胞与组织培养技术最显著的价值在于: 优良植物的快速繁育与代谢产物的大量制备方面。

29染色体工程主要分为: 动物染色体工程和植物染色体工程

30 胚胎工程采用的新技术包括:胚胎分割技术、胚胎融合技术、卵核移植技术、体外授精技术、胚胎培养、胚胎移植以及性别鉴定技术、胚胎冷冻技术 31当今,细胞工程已经称为生物学家手中经常应用的技术之一。并已经成为生物工程的重要组成部分和主导领域之一,涉及面及其广泛,在许多领域都有非常重要的应用价值,并且已经取得了惊人成就。如1动植物细胞与组织培养2细胞融合3染色体工程4胚胎工程5细胞遗传工程?

32 细胞工程应用,内容包括

1、优质植物快速培育与繁殖

2、动物胚胎工程快速繁殖优良、濒危品种

3、利用动植物细胞培养生产活性产物、药品

4、新型动植物品种的培育

5、供医学器官修复或移植的组织工程

6、转基因动植物的生物反应器工程

7、珍惜动植物资源的保存与保护

8、在遗传学、发育学等领域的理论研究

9、在能源、环境保护等领域的应用1234567?

33胚胎工程的最成功的应用领域体现在畜牧业---,主要是采用胚胎移植技术进行优良品种的快速繁殖与胚胎保存-----,----?

34 染色体工程技术最大的价值体现在-新品种的培育------,主要是单倍体和多倍体----,---育种方法?

35植物细胞工程主要利用传统的-杂交,回交---,-------的方法达到改变染色体的目的?

36动物细胞培养基分类: 1)天然培养基2)合成培养基3)无血清培养基 37干细胞增殖特性1缓慢性:2自稳性:干细胞能自我更新维持自身数目 的恒定

38干细胞的分类,按发生学来源:1胚胎干细胞2 成体干细胞 按分化潜能: 1全能干细胞2多能干细胞3单能干细胞 39体外受精技术主要包括以下几个主要方面:12345?

精子的采集与获能、卵子的回收及成熟培养、体外受精、受精卵的体外发育及试管胚胎的移植等。

40 胚胎工程是在胚胎移植技术上发展起来的现代生物技术,在畜牧业生产和临床上具有广泛的应用,它主要包括12345等?

外受精技术、胚胎移植技术、胚胎分割技术、胚胎冷冻保存技术和性别控制技术 41染色体要确保在细胞分裂中保持稳定,必须要能够自我复制和向子细胞中平均分配。它需要3个关键序列,包括123。? 自主复制DNA序列、着丝粒DNA序列和端粒DNA序列

42人造微小染色体在大片段DNA分子的克隆、基因组分析、基因功能鉴定、基因治疗以及研究染色体结构与功能关系等研究中得到了广泛的应用,具有极为重要的价值。目前,正在研究或应用的有123?

43转基因动物的方法,123?

反转录病毒法;基因显微注射法;胚胎干细胞移植法 44植物组织培养基本步骤 ?

①培养材料的采集;②培养材料的消毒;③制备外植体;④接种和培养;⑤根的诱导;⑥组织苗的练苗移栽。 45图绘植物体细胞杂交的基本过程?

46植物间的体细胞杂交意义?

植物间的体细胞杂交所得到的杂交细胞,已达到了完整的植株水平,获得了新的杂交植物,使来自两个亲本细胞的基因有可能都被表达,这就打破了远缘生物不能杂交的屏障,提供了创造新物种的可能。 47图绘植物组织培养过程?

48 动物细胞特点?

无细胞壁;倍增时间长,生长缓慢;培养中需氧量少,对搅拌敏感;多以聚集体存在;原代细胞培养50代即开始退化;细胞连接复杂 49动物细胞体外培养特点?

1)营养条件苛刻除一般的营养物质外,还要血清;2)适应性差, 对环境敏感包括对PH、溶解氧、二氧化碳等;3)培养时间长,易污染 主要是生长缓慢;显著的污染是培养基的PH迅速改变. 50动物细胞体外培养条件?

温度:37度;pH:7.2-7.4;气体:氧,二氧化碳,氮气;营养条件:培养基;需要多种氨基酸,维生素,辅酶,核酸,嘌呤,嘧啶,激素和生长因子,其中多种成分可以由血清提供。

51图绘动物细胞体外细胞生长增殖过程?

52异种细胞移植存在的问题?

•非自体细胞移植过程中必然发生不同程度的排斥反应,与器官移植不同,它不具有正常器官的解剖结构,一般不需吻合血管;

•在提纯、培养的过程中,常发生损伤和活力丧失或减弱,经过几代传代繁殖后,有可能发生变异;

•由于失去正常生存环境,长期生长常不利。

•非自体细胞用于组织工程实践时,病人的免疫系统摧毁植入物是最大的难题。 •尽管同种异休移植免疫排斥反应与异种移植免疫排斥反应机理明显不同,但仍有一些共同特点,补体介导的排斥反应被认为是异种移植的主要障碍(超急性排斥)。

•一旦超急性排斥得以防止,异种移植将面临与同种异体移植物排斥相同的许多问题。

53体外受精的意义?

家畜体外受精技术经过近20年的发展,已取得很大进步,为实现动物胚胎的工厂化生产提供了可能,对充分发挥良种母畜的繁殖潜力,加快家畜品种改良和优良品种遗传资源的开发与利用,加速畜牧业的发展具有重要的科学意义和实用价值。

54胚胎移植的意义?

①发挥优良母畜的繁殖力,迅速扩大优良畜种数量,加速优良畜种的推广 应用;②缩短世代间隔、增加选择强度,促进家畜改良速度;③长期保存 冷冻胚胎,便于优良品种的种质运输和保存;④是胚胎分割、胚胎嵌合、 性别鉴定和核移植等其它胚胎生物技术的基础,也是基础生命科学研究的 重要手段。

55 雌核发育的意义?

为生产单性种群提供了可能;能迅速地产生同源型二倍体;提供某些致死突变种的生物品质;在农牧渔业生产中,可人工控制性别繁殖;广泛地用于进行基因-着丝点的定位研究;可利用产生新的纯系来筛选除去有害的等位基因。 56染色体分离的基本原理? 由于荧光染料Hoechst 只对A-T特异性染色,而染料Chromomycin只对G-C特异性染色。染色体上DNA的碱基序列是不同的,因此这些特异性染料和不同染色体上DNA结合的量和比例是不同的。结合这些染料后,再经激光照射,染色体就会呈现不同的荧光带。将特定染色体发出的荧光波长输入计算机,通过计算机控制就可将发出同一波长的染色体收集在一起,从而实现染色体的分离。 57体内干细胞的意义?

•在于源源不断地补充体内一些短命组织的细胞来源,如血液细胞、皮肤细胞以及精巢等,或者组织或器官受到局部损伤时,它们可以再分裂形成新的该组织和器官,是体内的一种自我修复机制。

•人类干细胞工程就是利用人体内干细胞的特征来达到体外产生人类所需的产物的探索。主要用于器官修复,基因治疗等。 58动物细胞融合技术主要应用?

(1)染色体的基因定位这是融合细胞技术应用的主要成果之一。如:将人体细胞与小鼠细胞融合,在杂种细胞系中,优先排斥人染色体,因此,每种细胞系都仅含有一条或若干条特异性的人染色体。通过对这些细胞系生理生化功能分析,就可以断定特定的人染色体的功能。已经证明,仅保留着1号人染色体的人-小鼠杂种细胞系,才能合成人尿苷单硷酸激酶,证实编码这种激酶的人基因定位在1号染色体上。(2)遗传疾病的治疗与基因互补分析。将不同人类疾病遗传缺陷的突变细胞融合,产生的杂种细胞由于基因的互补作用,可恢复其正常的表型。应用基因互补分析,断定突变体所涉及的基因数目,分析基因的结构,剖析遗传疾病的病因:杂种细胞测定。不互补,缺失同一基因或同一基因产生同样突变;互补,缺失不同基因或同一基因不同部位发生突变

(3)制备特殊活性物质:生产单克隆抗体:将能分泌胰岛素、生长激素等具有特殊功能的细胞,与在体外能长期传代存活的骨髓瘤细胞融合,就可能选择到既能生产特殊活性物质,又具长寿命的杂种细胞克隆系。应用细胞融合技术,有可能得到生产生长激素、促性腺激素、催乳素、胰岛素等各种杂种细胞系。 59图绘单克隆抗体技术过程?

免疫动物;融合细胞的制备;细胞融合;杂和细胞筛选;抗体检测;大规模生产

60单克隆抗体技术应用?

①病毒性疾病的诊断和治疗:可检测多种病毒中非常细微的株间差异,鉴定细菌的种型和亚种。诊断异常准确,误诊率大大降低。例如,抗乙型肝炎病毒表面抗原(HBsAg)的单克隆抗体,灵敏度比当前最佳的抗血清还要高100倍,能检测出抗血清的60%的假阴性。

②癌症治疗:可检查出尚无临床表现的极小肿瘤病灶,检测心肌梗死的部位和面积。人们正在研究“生物导弹”——单克隆抗体作载体携带药物,使药物准确地到达癌细胞,以避免化疗或放射疗法把正常细胞与癌细胞一同杀死的副作用。在人体扫描图技术和肿瘤定位方面已获得很大进展。

③生产免疫避孕药:可精确地检测排卵期,将早期胚胎来制备单克隆抗体。新一代免疫避孕药就是用精子,卵透明带或早期胚胎来制备单克隆抗体,将它们注入妇女体内,人体就会产生对精子的免疫反应,从而起到避孕作用。

④生产生物药品:生物药品主要有各种疫苗、菌苗、抗生素、生物活性物质、抗体等,是生物体内代谢的中间产物或分泌物。过去制备疫苗是从动物组织中提取,得到的产量低而且很费时。现在,利用细胞工程或细胞融合途径,大大提高了效率,还能制备出多价菌苗,可同时抵御两种以上的病原菌的侵害。 ⑤免疫学研究:鉴定、区分各种抗原检测抗原上的决定簇;对抗体的基因定位及表达进行研究。

⑥大分子蛋白的提纯:将抗体交联到溴化氢活化的琼脂糖基质上,制成免疫亲和层析柱。提纯得到的蛋白质杂质含量低,对产物起始浓度求低。 61 转基因动物制备过程 ?

外源目的基因的制备;外源目的基因有效导入生殖细胞或胚胎干细胞;选择获得携有目的基因的细胞;选择合适的体外培养系统和宿主动物;转基因细胞胚胎发育及鉴定;筛选所得的转基因动物品系。 62转基因动物在生命科学基础研究中的应用?

研究基因的结构与功能;研究基因的组织特异性表达;研究发育相关基因的表达与调控;克隆在发育中起重要作用的基因;基因多级调节系统的研究;细胞功能研究。

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