离体培养下的遗传与变异
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⽣物技术概论试题(部分)第⼀部分分类练习⼀、名词解释⽣物技术、细胞⼯程、基因⼯程、酶⼯程、蛋⽩质⼯程、发酵⼯程、⼈类基因组计划、蛋⽩质组学、组织培养、⽣长因⼦、⼈⼯种⼦、连续培育、细胞分化、愈伤组织、分批发酵、肝细胞、TE细胞、酶分⼦修饰、酶反应器、⽣物传感器、⽣物芯⽚、细胞融合、细胞培育、⽆菌操作、组织培养、单倍体、花药培养、花粉培养、胚珠培养、单克隆抗体、体细胞克隆、受体细胞、载体、PCR、限制性内切酶、⽬的基因、转化⼦、花粉管通道法、报告基因、重组⼦、转基因技术、动物反应器、基因治疗、离⼦交换、吸附、超临界流体萃取、固定化细胞、外植体、继代培养、悬浮培养、固定化培养、转基因植物、蛋⽩质功能改性、细胞融合、DNA粘性末端、重组质粒⼆、简答题1、细胞全能性学说的基本内容是什么?2、植物材料与细胞全能性表达有何关系?对培养中的选材有何指导意义?3、细胞脱分化在细胞结构上有何变化?4、细胞周期的调控在细胞脱分化中有何作⽤?5、细胞分化有什么基本特征?6、蔗糖在组织培养过程中的功能是什么?7、与器官发⽣形成个体相⽐体细胞胚形成个体有哪些特点?8、如何理解体细胞胚的遗传稳定性和变异性?9、离体培养物的遗传变异机理是什么?10、哪些因素会影响培养物的遗传变异?11、从体细胞变异的分⼦基础分析体细胞变异的外遗传变异,实践中如何应⽤这些外遗传变异?12、总体上讲离体培养的条件主要有哪些?13、为什么茎尖分⽣组织培养能够除去植物病毒?14、花药培养过程中花药为什么要经过低温处理?15、花药培养中再⽣植株的形成途径与再⽣植株倍性有何关系?16、⽤于建⽴悬浮细胞系的愈伤组织有何要求?17、⼀个好的悬浮细胞系有哪些特征?18、悬浮细胞系在继代培养中其群体⽣长有何规律?19、哪些因素会影响原⽣质体培养?20、原⽣质体融合要经过哪些过程?21、对称融合与⾮对称融合的细胞杂种有何异同?22、胚乳培养有何意义?23、同是薄壁细胞为什么胚乳薄壁细胞培养⽐较困难?24、细胞⼯程对实验室的基本要求有哪些?25、为什么胚乳培养物及其再⽣植株的倍性常发⽣紊乱?26、何为正选择?何为负选择?27、⼈⼯种⼦利⽤有何优点?28、⽤于制备⼈⼯种⼦的繁殖体主要有那些?29、为什么说微型变态器官是最有可能作为⼈⼯种⼦的繁殖体?30、同游离酶相⽐,固定化酶的性质改变主要有哪些?31、固定化操作对酶反应系统的影响主要有哪些?32、固定化酶有何性质?33、固定化酶有哪些指标?34、酶反应器有哪些基本类型?描述其特点?35、酶反应器有何设计原则?36、传感器的有哪些类型?各有何特点?37、蛋⽩质⼯程为什么⼜称为第⼆代基因⼯程?⼆者有何联系与区别?38、简述氨基酸的基本理化性质?39、蛋⽩质的基本组件有哪些?40、什么是蛋⽩质组学?研究细胞内所有蛋⽩质的组成及其动态变化规律的科学,它从更深⼀个层次—蛋⽩质组层次上揭⽰⽣命活动的本质及其规律。
1. 细胞全能性学说的基本内容是什么?2. 植物材料与细胞全能性表达有何关系?对培养中的选材有何指导意义?3. 细胞脱分化在细胞结构上有何变化?4. 细胞周期的调控在细胞脱分化中有何作用?5. 细胞分化有什么基本特征?6. 何谓体形态发生?离体培养条件下有哪些途径?7. 培养条件下的器官发生有哪些方式?提出以何种方式为宜?8. 分析经过愈伤组织的器官发生过程。
9. 从叶肉细胞向TE细胞转分化的过程全面理解细胞的脱分化与在分化。
10. 蔗糖在组织培养过程中的功能是什么?11. 为什么培养物在长期继代过程中形态发生能力会丧失?12. 体细胞胚与合子胚有何异同?13. 与器官发生形成个体相比体细胞胚形成个体有哪些特点?14. 如何理解体细胞胚的遗传稳定性和变异性?15. 为什么离体培养中IAA,NAA和2,4-D地效用不同?16. 离体培养物的遗传变异有何特点?17. 离体培养物的遗传变异机理是什么?18. 哪些因素会影响培养物的遗传变异?19. 从体细胞变异的分子基础分析体细胞变异的外遗传变异,实践中如何应用这些外遗传变异?20. 总体上讲离体培养的条件主要有哪些?21. 为什么茎尖分生组织培养能够除去植物病毒?22. 哪些因素会影响茎尖培养的脱毒效果?23. 微繁殖中芽的增殖方式有哪些?各有何特点?24. 为什么用于繁殖的组培技术要尽量避免使用外源激素?25. 花药培养过程中花药为什么要经过低温处理?26. 花药培养时为什么要用较高浓度蔗糖和较低浓度激素?27. 花药培养中再生植株的形成途径与再生植株倍性有何关系?28. 幼胚培养时胚的发育方式有哪几种?各有何特点?29. 未授粉胚珠子房培养与授粉后胚珠子房培养有何不同?30. 植物胚乳有哪些类型?31. 用于建立悬浮细胞系的愈伤组织有何要求?32. 一个好的悬浮细胞系有哪些特征?33. 悬浮细胞系在继代培养中其群体生长有何规律?34. 为什么原生质体要培养在等渗培养基中?35. 哪些因素会影响原生质体培养?36. PEG融合与电融合各有何特点?37. 电融合的原理是什么?38. 原生质体融合要经过哪些过程?39. 对称融合与非对称融合的细胞杂种有何异同?40. 体细胞杂种有哪些遗传特征?41. 胚乳培养有何意义?42. 同是薄壁细胞为什么胚乳薄壁细胞培养比较困难?43. 细胞工程对实验室的基本要求有哪些?44. 为什么胚乳培养物及其再生植株的倍性常发生紊乱?45. 细胞突变体筛选有何特点?46. 何为正选择?何为负选择?47. 人工种子利用有何优点?48. 用于制备人工种子的繁殖体主要有那些?49. 为什么说微型变态器官是最有可能作为人工种子的繁殖体?50. 培养条件下的动物细胞有那些特点?。
第十二章植物体细胞无性系变异与体细胞遗传第一节 植物体细胞无性系变异概念与应用一、植物体细胞无性系及其变异概念体细胞无性系和体细胞无性系变异(somaclone and somaclonal variation ):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,称为体细胞无性系。
其所产生的变异称为体细胞无性系变异。
二、植物体细胞无性系变异的应用1、体细胞无性系变异与抗病育种2、体细胞无性系变异与抗非生物胁迫(耐盐、耐铝、耐旱、抗除草剂、抗虫;种子品质改良;外源基因的整合)。
3、遗传研究4、发育生物学研究5、生化代谢途径研究第二节 植物体细胞无性系变异的遗传学基础与特点一、遗传学基础1、染色体数目变化大量研究表明,染色体变异是植物组织培养的一个基本特点。
培养时间的长短(时间延长染色体变化明显) 愈伤组织细胞染色体数目 植物种类不同而不同同一物种不同基因型同一基因型不同外植体(细胞、原生质体、器官) 同一外植体不同生理年龄李士生和张玉玲(1991)以小麦幼穗为外植体于不同培养基和不同培养时间研究愈伤组织染色体的变化如下表:培养时间延长,各培养基上愈伤组织中正常二倍体细胞的频率有逐渐上升趋势。
细胞和原生质体培养较难,尤其是禾本科植物,因此有关他们的染色体数变化的详细报道还很少,有待进一步研究。
2、染色体结构变化染色体断裂与重组。
在马铃薯、黑麦草和燕麦的体细胞无性系变异中发现染色体易位。
在黑麦草和大麦等体细胞无性系变异中发现染色体缺失、重复、到位以及其它的微小的染色体重组。
3、单基因突变4、细胞质遗传上的改变5、DNA序列的选择性扩增和丢失与核的变化6、转座子激活7、DNA甲基化8、非正常有丝分裂二、影响体细胞无性系变异的因素1.供体植物供体植物的倍性、基因型、外植体等2.培养基及培养方式不同激素浓度与染色体倍性。
3.继代培养的次数一般而言,离体培养时间越长,继代次数越多,细胞变异的几率就越高。
采用流式细胞仪鉴定3种秋海棠愈伤组织的遗传变异[摘要]采用流式细胞仪,对3种离体培养多年的秋海棠属植物的dna含量进行了测定。
结果表明:掌叶秋海棠的dna含量发生了非整倍性变化,离体培养材料是温室保存材料的1.5倍,其它两种秋海棠的dna含量无明显变化。
[关键词]秋海棠;愈伤组织;变异;dna含量离体保存是种质资源保存的一条重要途径,具有节省人力、物力、财力以及避免自然灾害和病虫害等优点。
但是在离体保存过程中常有遗传变异的发生,因此需要对离体保存材料进行鉴定。
目前的鉴定方法包括形态学标记、细胞学标记、分子标记等。
秋海棠属植物的染色体很小,计数十分困难。
而且某些种类的细胞质中含有许多小颗粒,与因缢缩而变得极小的染色体难以区分,观察难度较大。
本研究用流式细胞仪对3种培养多年的秋海棠进行了dna含量分析,以期为进一步研究该属植物离体培养的遗传变异规律提供基础。
1.材料与方法1.1植物材料供试材料为温室中保存和以愈伤组织形式保存10年的的花叶秋海棠(β.cathayana)、掌叶秋海棠(β.hemsleyana)和假厚叶秋海棠(β.pseudodryadis)。
培养基为1/2ms培养基,不加激素,每2个月继代一次。
实验前随机选取3种秋海棠属植物的愈伤组织进行培养,直至幼嫩叶片长出。
1.2方法选取叶片约1cm2,加入0.5ml的otto i buffer和2μl/ml 的β巯基乙醇,用手术刀将其切碎,室温孵育30min后用200目尼龙网过滤得到悬浮液。
采用同样的方法获得水稻悬浮液。
往悬浮液中加入1ml的otto iibuffer(50μg·l-1的碘化丙啶和50μg·l-1的rnase),200目尼龙网过滤后置于常温黑暗条件下染色1h。
1.3分析方法流式细胞仪系统为facsaria(美国bd公司)。
以水稻为内标,每个种测定5个样品,每个样品至少收集20,000个细胞,变异系数控制在8%以内。
绪论1,细胞工程:是应用细胞生物学和分子生物学方法,借助工程学的实验方法或技术,在细胞水平上研究改造生物遗传特性和生物学特性,以获得特定的细胞、细胞产品或新生物体的有关理论和技术方法的学科.广义的细胞工程包括所有的生物组织、器官及细胞离体操作和培养技术。
狭义的细胞工程是指细胞融合和细胞培养技术。
根据研究对象的不同,高等生物的细胞工程分为动物细胞工程和植物细胞工程。
动物细胞工程包括细胞培养技术(包括组织培养、器官培养),细胞融合技术,胚胎工程技术(核移植、胚胎分割等),克隆技术(单细胞系克隆、器官克隆和个体克隆)。
植物细胞工程包括植物组织、器官培养技术,细胞培养技术,原生质体融合与培养技术,亚细胞水平的操作技术等。
2,植物细胞工程:以植物组织细胞为基本单位,在离体条件下进行培养、繁殖或人为的精细操作,使细胞得某些生物学特性按人们的意愿发生改变,从而改良品种或创造新物种,或加速繁殖植物个体,或获得有用物质的过程称…植物细胞工程的应用:1,利用细胞融合技术,克服远缘杂交不亲和性。
2,利用培养变异,筛选优良的突变体。
3,倍性育种,缩短育种年限. 4, 离体种质保存.5, 细胞培养生产有用的物质.第二章一,实验室设置及内部设备实验室建设应考虑的问题: 1、实验的性质 2、实验室的规模细胞工程实验室:基本实验室:准备室、无菌操作室、培养室贮藏室辅助实验室:细胞学实验室、生化分析实验室温室1、准备室完成所使用的各种药品的贮备、称量、溶解、配制、培养基分装及高压灭菌;器皿、材料的洗涤等工作。
主要设备纯水器工作台药品厨天平电磁炉冰箱玻璃器皿酸度计高压灭菌锅干燥箱等2、无菌操作室(接种室)用于植物材料的消毒、接种、培养物的转移、原生质体的制备以及一切需要进行无菌操作的技术程序。
接种室应用推拉门,设有缓冲间,面积2m2为宜。
进入接种室前更衣换鞋,减少带入接种室杂菌.接种室主要设备超净工作台:每次实验前要用紫外灯灭菌20min,关掉紫外灯开始工作,工作过程中注意一直开着吹风机。
一、名词解释细胞工程:以细胞生物学与分子生物学为基础理论,采用原生质体融合、亚细胞操作、细胞培养等方法与技术,在细胞水平上改造生物遗传物质,以获得新的性状的细胞系、生物体及生物次生代谢物质.免疫性:通常指机体对感染疾病具有的高度抗性.抗原:是一类能够诱导机体诱导免疫应答并能与相应抗体或T细胞受体发生特异反应的物质。
抗体:机体经抗原刺激后在体液中出现特异性的反应物质。
细胞克隆系:由最初一个细胞无性繁殖而形成的细胞团。
多克隆抗体:当机体接受抗原刺激时,因一般抗原分子上存在多种不同的抗原决定簇,可同时引起多种克隆细胞应答,而产生多特异性的多个克隆体系。
单克隆抗体:指来自一个B淋巴细胞的单克隆杂交瘤细胞株所分泌的、针对同一抗原决定簇的抗体。
它们具有完全相同的分子结构和性状。
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。
亚原生质体:在原生质体分离过程中,有时会引起细胞内含物的断裂而形成一些较小的原生质体核质体:由原生质膜和薄层细胞质包围细胞核形成的小原生质体胞质体:不含细胞核而仅含有部分细胞质的原生质体。
植物次生代谢产物:是指植物中一大类并非植物生长发育所必需的小分子有机化合物,其产生和分布通常有种属、器官组织和生长发育期的特异性。
次生代谢:次生产物在植物中的合成与分解过程生长偶联型:产物合成与细胞生长成正比。
非生长偶联型:产物合成在细胞生长停止以后。
中间型:产物仅在细胞生长下降时合成,细胞处于指数生长期或停止生长产物都不合成。
全能性:一个生活细胞所具有的产生完整生物个体的潜在能力称之为细胞的全能性细胞脱分化:培养条件下使一个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细胞脱分化过程中生理活动与细胞结构的变化细胞分化:导致细胞形成不同结构,引起功能改变或潜在发育方式改变的过程极性指植物的器官、组织、甚至单个细胞在不同的轴向上存在的某种形态结构以及生理生化上的梯度差异器官发生:是指培养条件下的组织或细胞团(愈伤组织)分化形成不定根、不定芽等器官的过程.外植体:由活体植物上切取下来,用以进行离体培养的那部分组织或器官。
植物细胞工程考试重点资料一、名词解释1、离体繁殖:是指人工操纵的无菌条件下,使植物在人工培养基上繁殖的技术。
2、外植体:取至生物体用于组织培养的活的生物细胞或者组织切段、或者用于继代培养的组织培养物均称之为外植体。
3、悬浮培养:是指将单个游离细胞或者小细胞团在液体培养基中进行培养增殖的技术。
4、互不选择:两个具有不一致生理或者遗传特性的亲本,在形成杂种细胞时能产生互补作用,根据这一特性进行杂种细胞选择的方法称互补选择。
5、极性:是指植物的器官、组织、甚至单个细胞在不一致的轴向上存在的某种形态结构与生理生化上的梯度差异。
它是植物细胞分化中的一个基本现象。
6、体细胞胚:离体培养下没有通过受精过程,但通过了胚胎发育过程所形成的胚的类似物。
7、TE细胞:植物在系统发育中,由根与芽的原形成层或者次生形成层细胞分化形成的管状细胞,它在维管系统的形成中具有中心作用。
在离体培养条件下,TE细胞由愈伤组织薄壁细胞分化形成,这也是愈伤组织细胞分化器官的前提。
8、人工种子:又称合成种子或者体细胞种子,任何一种在离体培养条件下产生的繁殖体,不管是在涂膜胶囊中包裹的、裸露的或者通过干燥的,只要能够发育成完整的植株。
均称之为人工种子。
9、器官发生:植物的离体器官发生是指培养条件下的组织或者细胞团(愈伤组织)分化形成不定根、不定芽等器官的过程。
10、脱分化:培养条件下使一个已分化的细胞回复到原始无分化状态或者分生细胞状态中的过程。
11、生长素感应:生物细胞由生长素受体感受生长素信号与其结合,继而使生长素受体被活化的过程。
12、转分化:在培养条件下,具有一定分化程度的植物细胞在不通过分裂,但通过类似脱分化过程与再分化过程而转变为另一类分化细胞的过程。
13、体细胞无性系:有任何形式的细胞培养所产生的植株。
14、玻璃化冻存:是指在超低温储存生物细胞中,通过一定程序使细胞质液体转变为非晶体(玻璃化)的固化过程。
15、早熟萌发:幼胚接种后,离体胚不继续胚性生长,而是在培养基上迅速萌发呈幼苗,通常称之为早熟萌发。