植物细胞工程要点内容.docx

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植物细胞工程要点内容

植物细胞工程重点，老师上课时指点的。

题型为：

名词解释，填空，单选，判断，简答。

0.绪论

1细胞工程（cellengineering）:

应用细胞生物学和分子生物学方法，借助工程学的试验方法或技术，在细胞水平上改造生物遗传特性和生物学特性，已获得特定的细胞、细胞产品或新生物体的有关理论和技术方法的学科。

细胞工程的核心技术：

细胞培养与繁殖。

目的：

获得新形状，新个体，新物质。

2为什么细胞工程是现代生物技术的桥梁和纽扣？

细胞工程把蛋白质工程，基因工程，生物制药等学科和代谢工程，动植物改良，组织工

程等学科联系在一起。

3细胞工程研究范畴：

细胞工程研究范畴涉及细胞，组织，器官，胚胎的培养，细胞融合和亚细胞操作技术。

4细胞工程与相关学科的关系

（1）细胞工程的建立依赖于相关学科理论的发展；

（2）细胞工程为生物学研究提供了新的实验体系，从而又促进了生物科学的迅速发展；

（3）细胞工程必须与其他的生物技术相结合才能更好的发挥作用。

5细胞工程的应用和意义：

（1）改善农业生产技术：

动植物品种改良与繁殖；

（2）保护生态环境：

生物工业避免化学工业污染；名贵药物的细胞生产保护自然资源；

（3）生物医药、生物材料的开发与应用：

以生物技术为依托的新型产业具有极大的商业潜

力，也是本世纪各国几句竞争的领域之一。

6本章小结

现代生物技术是一个综合技术体系；

细胞工程在现代生物技术中起着桥梁和纽带作用；

细胞工程的产生和发展依赖于生物科学相关领域的理论和技术发展；

细胞工程技术在现代农业、医学以及工业生产中具有广泛的应用前景。

1.第一章

1基本实验室包括：

准备室，无菌室，培养室。

2灭菌

（1）接种室灭菌：

紫外灯照射（无菌室、超净台）；熏蒸灭菌（无菌室）；喷雾消毒（超净台；无菌室）。

（2）接种工具、容器的灭菌：

干热灭菌或湿热灭菌。

在无菌操作时，把镊子、剪刀、解剖

刀等浸入95%勺酒精中，使用之前取出在酒精灯火焰上灼烧灭菌。

冷却后，立即使用。

（3）培养■基：

一般用高温蒸汽灭菌。

（4）不耐热类物质的灭菌。

过滤除菌：

某些激素（如天然生长素IAA、玉米素ZT、赤霉素

GA等）、维生素、抗生素等不耐热或射线照射的物质。

3培养基基本成分：

水，无机盐（大量元素和微量元素）；有机成分，激素和其他。

培养基其他成分：

琼脂糖，活性炭，附加复合成分（碳水化合物，维生素，肌醇，天

然复合物）。

（注：

加粗字体部分的答案不确定是否如此）

4常用的植物激素：

生长素（Auxins）;细胞分裂素（Cytokinins）;赤霉素（GA）。

生长素/细胞分裂素。

高：

有利于根的形成和愈伤组织的形成；适中：

有利于根芽的分化；低：

有利于芽的形成

5常用培养基:

MS培养基，^Vhite培养基，B5培养基，

N6培养基。

其中,

N6培养基是中国

人朱至靑发明的培养基6植物离体培养类型：

组织培养，器官培养，细胞培养。

7外植体取材原则。

根据培养需求选择植物部位；

多年生植物注意树龄和季节；

在不影响培养目的的前提下尽可能选择自然繁殖器官作为外植体。

8外植体灭菌：

外植体-清洗整理-杀菌剂灭菌-无菌水清洗。

外植体无菌处理：

组织清洗-70%酒精浸10〜30s-灭菌剂处理-无菌水涮洗。

（此步骤应在超净台上完成）

（住：

这两个知识点好像说的是同一个意思，大家自己看着办）

9本章小结。

细胞工程的核心是无菌操作和培养；

实验室建立在满足技术要求的同时要经济高效和实用；

设备配置应根据工作性质而定；

培养基是细胞生长的必需营养，根据细胞类型确定适宜配方；

适宜的外植体是培养的前提，光照、温度是植物离体培养的基本条件。

2.第二章

1细胞全能性：

一个细胞所具有的产生完整生物个体的固有能力称之为细胞的全能性。

脱分化：

培养条件下使已分化的细胞回复到原始无分化状态或分生细胞状态的过程。

再分化：

离体条件下，脱分化后具有分生能力的细胞，再经过细胞分化，重新形成各类组织

和器官、形成新个体的过程。

愈伤组织：

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。

2离体培养条件下，细胞全能性的表达是通过细胞脱分化和再分化实现的。

3细胞的脱分化分为3个阶段：

启动阶段：

液体蛋白体出现是脱分化的标志；

演变阶段：

细胞核向中央移动，质体演变成原生质体；

终结阶段：

细胞回复到分生细胞状态，细胞分裂即将开始。

4细胞脱分化调控的实质就是G0期细胞回复到分裂周期的调控过程。

5器官发生方式：

先芽后根，先根后芽，芽根同时。

6器官发生过程。

经过愈伤组织的器官发生：

愈伤组织的形成；生长中心的形成；器官原基及器官形成。

不经过愈伤组织的器官发生：

细胞第一次平周分裂；生长中心形成；原初分生组织；芽

原基形成。

7本章小结。

细胞全能性是细胞工程的基本理论基础；

细胞全能性的表达能力与细胞分化程度有关；

离体培养下细胞全能性表达是通过细胞分化和再分化实现的；

器官发生和体细胞胚胎发生是植物细胞再生个体的基本途径；

植物细胞离体再生能力是受遗传调控和培养条件的双重调节。

3.第三章

1细胞工程技术的双重性：

遗传稳定性，变异性。

2本章小结

细胞工程技术对培养细胞具有遗传稳定性和变异性的双重影响

体细胞变异在培养类型中具有普遍性，在变异形状上具有局限性

体细胞变异可自发产生，也可以通过理化因子诱导产生体细胞变异包括染色体数量和结构变

异，但大多数可利用变异多为基因突变

利用体细胞变异可以直接培育品种也可作为生物学相关研究的基础材料

4.第四章

1广义的组织培养依explant不同，可分为：

器官培养，茎尖分生组织培养，愈伤组织培养，细胞培养，原生质体培养。

2植物脱毒的基本原理和流程。

基本原理：

病毒在植物体内的分布具有不均匀性。

基本流程：

（1）母体植株的选择和预处理；

（2）茎尖分生组织培养再生植株；（3）脱毒效果检测；（4）脱毒苗的保存与繁殖。

3脱毒植物的鉴定方法：

直观鉴定，指示植物鉴定，抗血清反应鉴定，电镜技术鉴定。

4离体无性繁殖（快繁）：

人工控制的无菌环境下，使植物在培养基上繁殖的技术，跟常规

繁殖技术相比是一种微型操作过程，有时称之为微繁。

5离体无性繁殖的操作过程：

外植体选择；外植体培养；植物再生育增殖；生根培养。

6花药培养属于器官培养范畴，花粉培养也称小孢子培养，属于细胞培养范畴。

7花药培养：

把发育到一定阶段的花药接种在人工培养基上，使其发育和分化成为植株的过

程。

花粉培养（小孢子培养）：

从花药中分离出花粉粒，使之成为分散的或游离状态，通过培养使花粉粒脱分化,进而发育成完整植株的过程。

8花药或花粉培养在作物育种中的作用：

（1）缩短育种年限；

（2）提高了目标基因型的选择

效率；（3）诱变育种中的作用；（4）利于筛选隐性突变体，提高诱变效率，（5）利于获

得优良植株，（6）应用于远缘杂交，克服不育性。

9胚胎培养：

胚胎培养是将植物的胚胎与母体分离，培养在已知化学成分的培养基获得再生

植株的培养过程。

幼胚培养：

对发育早期的胚进行培养。

幼胚培养的方法：

1、材料的选择与灭菌：

确定授粉后天数与胚胎发育的相应关系，对于远

缘杂种胚，要在其夭折前培养。

2、幼胚的分离及培养。

（1）分离：

先取出胚珠，剥离珠被，

取出完整的幼胚，后培养。

（2）培养：

胚离体培养发育时期分为异养期和自养期。

在心形期转入自养生长。

对于难培养的幼胚，可利用胚乳看护培养。

10植物胚乳的发育特性。

植物胚乳可以分为两大类：

被子植物胚乳和裸子植物胚乳。

被子植物胚乳是双受精的产物，它由二个极核和一个雄配子融合形成，所以，在染色体倍性

上它属于三倍体组织。

裸子植物很特殊，它的胚乳在受精前就已形成。

裸子植物的胚乳为配子体的一部分，由大孢

子直接分裂发育而成，因此它是单倍体组织。

胚乳按发育初期是否形成细胞壁可分为三种类型：

核型胚乳：

胚乳最初发育经过一段游离核阶段，绝大多数被子植物的胚乳属于核型胚乳。

游

离核阶段时间长短因植物不同而异。

细胞型胚乳：

和核型胚乳不同，细胞型胚乳的发育不经过游离核阶段而按正常的细胞分裂方式进行。

胚乳初生核第一次分裂后即形成两个子细胞，以后每次分裂都形成细胞壁。

沼生目型胚乳：

沼生目型胚乳是核型与细胞型之间的中间型。

初生胚乳核第一次分裂为细胞

型，以后两个细胞中的核进行游离核分裂。

单子叶植物的某些类群。

11本章小结

植物脱毒快繁是无性植物种苗生产的最有效技术

植物花胚是创造单倍体的有效途径，被子植物胚乳培养可获得三倍体

外植体选择是植物组织培养的基本环节，根据不同培养目的确定取材原则

培养物增殖方式和植株再生途径直接影响遗传稳定性，应根据培养类型和目的慎重选择

5.第五章（细胞悬浮培养是重点）

1悬浮培养：

悬浮培养是指将单个游离细胞或小细胞团在液体培养基中进行培养增殖的技

术。

2由愈伤组织诱导进行悬浮培养的过程（由组织器官经愈伤组织分离单细胞）。

（1）诱导产生愈伤组织；

（2）愈伤组织反复继代，使组织不断增殖，提高愈伤组织松散性；

（3）将愈伤组织在液体培养基中培养，建立悬浮培养物。

3进行细胞悬浮培养时，幼胚、胚轴、子叶是最常使用的外植体。

4一个成功的悬浮细胞培养体系必须满足三个条件：

悬浮培养物分散性良好，均一性好，细

胞生长迅速。

（这道题很重要，你懂的•

5细胞同步化：

细胞同步化是指统一悬浮培养体系的所有细胞都同时通过细胞周期的某个特

定时期。

6获得同步化细胞的方法：

饥饿法，抑制剂法，分选法，低温处理。

7单细胞培养的方法。

平板培养法：

将一定密度的悬浮细胞与融化的琼脂培养基均匀混合后平铺一薄层在培养皿底

上的培养法；

看护培养:

操作方法是在固体培养基上置入一块活跃生长的愈伤组织，再在愈伤组织上放一

小片滤纸，待滤纸湿润后将细胞接种到滤纸上。

当培养细胞长出微小细胞团以后，将其直接

转置琼脂培养基上让其迅速生长；

微室培养:

对单细胞活体连续观察。

这一方法同样也可用于原生质体培养观察细胞壁的再生

与细胞分裂过程；

双层滤纸植板培养:

Horsch等（1980）将平板培养与饲养层培养技术相结合，建立了双层滤纸植板培养方法。

8本章小结

细胞规模化培养有可能成为新型生化工业的重要途径，细胞悬浮培养是细胞规模化培养的基

础

各种单细胞培养技术是细胞克隆的基础技术，也适用于植物花粉培养和原生质体培养高等生物细胞规模化培养体系的建立必须与生物反应器的研制相匹配

根据目的产物建立包括培养基、种细胞、培养方式等在内的一系列配套技术是商业化的前提

6.第六章

1原生质体：

指除去细胞壁的细胞或是说一个被质膜所包围的裸露细胞。

2本章小结

原生质体是植物除去细胞壁后的裸露细胞，是进行各种细胞操作的理想系统

原生质体的分离和纯化是原生质体操作和培养的前提

分离的原生质体活性受供体材料和分离条件的影响

原生质体属于细胞工程精细技术，培养技术的成熟程度将直接影响体系的应用

性细胞原生质体操作因具有众多的优点而成为未来研究的热点

7.第七章

1体细胞杂交：

两个离体细胞通过一定诱导技术使质膜接触而融合在一起随后导致两个细胞核物质融合的技术。

植物体细胞杂交则是指除去细胞壁的原生质体融合。

2根据融合时细胞的完整程度，原生质体融合可分为两大类：

对称融合（asymmetricfusion）—即两个完整的细胞原生质体融合。

非对称融合（symmetricfusion）—利用物理或化学方法使某亲本的核或细胞质失活后再进

行融合。

3.原生质体融合的方法。

PEG融合

优点：

融合成本低，勿需特殊设备；融合子产生的异核率较高；融合过程不受物种限制。

缺点：

融合过程繁琐，PEG可能对细胞有毒害。

电融合

与PEG融合比较起来，电融合有三大优点：

①不存在对细胞的毒害问题；②融合效率高；③融合技术操作简便。

4体细胞杂种的运用

①获得新物种；②获得新种质和新品种；③转移细胞质基因控制形状。

5影响原生质体融合的因素

①原生质体质量对细胞的融合起着至关重要的作用，高质量的原生质体是细胞融合的首

要条件；②融合方法；③融合参数，包括各种融合液都应选择适当。

6本章小结

植物体细胞杂交即原生质体融合，是获得胞质杂种的理想途径

体细胞杂交在远缘育种和新物种、新资源创造中具有深远意义

原生质体融合技术主要有PEG融合和电融合

杂种的成功培养是建立在原生质体培养技术上的，选择和鉴定是获得细胞杂种的关键

提高融合效率和培养重复性是该技术研究的重点

细胞杂种是体细胞遗传研究的良好体系

8.第八章

1人工种子：

任何一种繁殖体，无论是在涂膜胶囊中包裹的、裸露的或经过干燥的，只要能

够发育成完整的植株，均可称之为人工种子。

2人工种子的类型。

①根据包被的需要程度可分为三类：

裸露的或休眠的繁殖体、人工种皮包被的繁殖体、水凝胶包埋再包被人工种皮的繁殖体。

②根据繁殖体的类型可分为两类：

体细胞胚人工种子、非体细胞胚人工种子。

3人工种子的生产流程。

①繁殖体的人工诱导与生产增殖；②繁殖体的筛选和预处理；③人工种子的包埋。

4本章小结

人工种子是在实验室人工控制条件下生产的繁殖体，其应用具有众多生物学意义和社会意义

人工种子繁殖体包括体细胞胚、微型变态器官和微芽，根据植物种类不同可适当选择

人工种子应用的基本条件是繁殖体的工厂化生产和配套技术的成熟

无性繁殖的植物种子有望最先得以应用

9.第九章（了解即可）

1本章小结

生物细胞的低温冻存是防止生物种质灭绝的重要途径

低温冻存技术的应用取决于冻存技术和再培养技术的成熟程度

根据细胞类型选择冻存和解冻方法是再培养成功的前提

冻存和恢复过程中的遗传变异值得关注

各位，这是植物细胞工程平时的小测题目，答案是我自己填上去的，可以参考下~

一、名词解释：

细胞工程：

应用细胞生物学和分子生物学方法，借助工程学的试验方法或技术，在细胞水平

上改造生物遗传特性和生物学特性，已获得特定的细胞、细胞产品或新生物体的有关理论和

技术方法的学科

细胞脱分化：

培养条件下使一个已经分化的细胞回复到原始无分化状态或者分生细胞状态的

过程就是细胞脱分化

体细胞无性系：

把由任何形式的细胞培养所产生的植株统称为体细胞无性系

悬浮培养：

是指将单个游离细胞或小细胞团在液体培养基中进行培养增殖的技术

花粉培养：

从花药中分离出花粉粒，使之成为分散的或游离状态，通过培养使花粉粒脱分化进而发育成完整植株的过程.

外植体：

指用于离体培养的活的植物组织和器官等材料，它是植物离体培养的基础材料

极性：

指植物的器官、组织甚至单个细胞在不同轴向上存在着某种形态结构及生理生化上的

梯度差异

植物原生质体：

指除去细胞壁的细胞或是说一个被质膜所包围的裸露细胞。

植物体细胞杂交：

两个离体细胞通过一定诱导技术使质膜接触而融合在一起随后导致两个细胞核物质融合的技术。

植物体细胞杂交则是指除去细胞壁的原生质体融合

细胞同步化：

是指统一悬浮培养体系的所有细胞都同时通过细胞周期的某个特定时期

种质资源低温保存：

是指将植物的细胞或组织经过防冻处理后，在-80C以下的超低温下保

存的方法。

一、填空题：

1、离体培养中器官发生的方式有：

先芽后根、先根后芽、在愈伤组织的不同部位形成芽和根。

2、细胞工程技术的双重性：

遗传稳定性、变异性

3、花粉原生质体的具有单倍体、原生质体双重优点。

4、原生质体融合的种类：

对称融合、非对称融合。

三、问答：

1、什么是细胞全能性？

其内在含义有哪些？

一个细胞所具有的产生完整生物个体的固有能力称之为细胞的全能性。

内在含义：

细胞全能性的相对性

（1）不是所有基因型的所有细胞在任何条件下都具有良好的培养反应

（2）即使对于植物细胞而言，细胞全能性也并不意味着任何细胞均可以直接产生植物个体

（3）动、植物细胞全能性的表现程度存在明显的差异

2、什么是体细胞胚？

其内含包括哪些方面？

概念：

离体培养下没有受精过程，但经过了胚胎发生过程形成的胚的类似物（不管培养的细

胞是体细胞还是生殖细胞），统称为体细胞胚或胚状体。

内含有：

（1）体细胞胚是离体培养的产物，只限于离体范围使用，以区别于无融合生殖胚

（2）体细胞胚起源于非合子细胞，以区别于合子胚

（3）体细胞胚形成经过了胚胎发育过程，以区别与离体培养器官发生形成个体的途径

3、植物脱毒原理以及基本流程？

原理：

病毒在植物体内的分布具有不均匀性

基本流程：

（1）母体植株的选择和预处理

（2）茎尖分生组织培养再生植株

（3）脱毒效果检测

（4）脱毒苗的保存与繁殖

4、人工种子的概念和类型？

概念：

人工种子又称合成种子或体细胞种子，任何一种繁殖体，无论是在涂膜胶囊中包裹的、

裸露的或经过干燥的，只要能够发育成完整的植株，均可称之为人工种子。

类型：

人工种子根据包被情况和繁殖体类型有两种分类方法

（1）根据包被的需要程度可分为三类：

裸露的或休眠的繁殖体、人工种皮包被的繁殖体、水凝胶包埋再包被人工种皮的繁殖体

（2）根据繁殖体的类型可分为两类：

体细胞胚人工种子、非体细胞胚人工种子

5、金属制品、玻璃器皿、活性物质、溶液分别采用何种灭菌的方法？

（不好意思，这题的答案不是很确定）

金属制品：

使用前可采用干热灭菌；使用过程中的灭菌通常是将其浸泡在70%酒精中，再

以火焰将酒精烧去，待冷却后使用。

玻璃器皿：

干热灭菌：

160-180C,1.5-2.0h;湿热灭菌：

121C,20-30min

活性物质：

不耐热类物质：

过滤灭菌：

某些激素（如天然生长素IAA、玉米素ZT、赤霉素

GA等）、维生素、抗生素等不耐热或射线照射的物质。

溶液：

不稳定的药品溶液：

过滤灭菌。

稳定的溶液：

高压蒸汽灭菌

一、填空题20”

1、培养基的固化剂有琼脂、、等。

2、植物细胞工程是一门以条件下的植物组织和细胞的

和。

3、时变异幅度大的品系，可以从这些群体中选

择，进行，生产出的大量种

苗。

4、是区别于和的一种特殊的

诱变方法。

5、技术用于克服远源杂交不亲和，技术用于得到杂

合细胞，技术只可用于品种复壮。

6、组培中污染的原因主要有：

、设备和设

备、等原因。

二、判断题10”

1、植物组织培养是植物细胞工程的同义词或近义词

2、培养基不凝固可能是缺钙。

3、MS培养基没有加入氯化钙，但是加入了碘化钾。

4、由不定胚诱导出愈伤组织是脱分化而不是再分化。

5、植物组织培养中出现的突变有一些只是表型上的变异。

6、在植物组织培养的灭菌与处理中，热疗法是具有普遍效果的方法。

7、化学灭菌剂中的次氯酸钠是较稳定的灭菌剂。

8胞质体是不含细胞核的原生质体。

9、想不起来

10、想不起来

三、选择题16”

1、吸附剂：

PVP原生质体融合：

PEG细胞密实体积：

PCV生

长调节物质：

;

2、与固体培养基相比液体培养基的特点；

3、选择与现象相对应的激素配比：

形成绿色的愈伤组织：

（）

形成灰黄色的愈伤组织：

（）

直接产生愈伤组织：

（）

直接产生不定胚：

（）

AGA+2mg/LNAA

C3mg/LBA+0.1mg/LNAA

E3mg/LIBA

4、想不起来

四、简答题24”

B0.3mg/LBA+2mg/LNAA

DKt+2mg/LNAA

FKt+2mg/L2,4-D

1、如何检测原生质体的活力？

2、为什么花药培养可以得到单倍体？

3、培养容器的透气性对培养结果有什么影响？

4、植物组织培养植株再生的两种方式和两种途径

5、想不起来

6、想不起来

五、论述题30”

1、一般培养基的五种主要成分及其主要作用。

2、植物细胞工程的基本原理，这一原理的应用

3、适合进行快繁的植物有哪些特点？

1.在培养基中添加的主要成分有哪些？

不同维生素作用异同。

2.组培苗出瓶洗苗出于什么目的？

3.得到三倍体植株的细胞工程方法有哪些？

4.植株再生的方式和途径。

5.那些方式可以得到单倍体植株？

6.悬浮培养细胞的生长曲线。

7.培养容器的通气性对培养效果有什么影响？

8.如何降低快速繁殖种苗的变异程度？

9.如何开展突变体育种的工作，需要采用什么措施以提高效率？

同时，需要注意哪些方面的问题？

10.植物转基因有哪两种主要方式和原理？

11.游离原生质体的酶液包括哪些主要成分？

12.如何游离和检测原生质体的活性？

13.植物细胞工程的基本原理及应用。

14.外植体的材料选择和重要性。

15.农杆菌介导的植物转基因过程中常用的抗生素有哪些？

该如何使用？

16.一般培养基中含有哪些物质，以及各有什么作用？

17.植物细胞悬浮培养的方式和特点？