细胞工程-第七章 人工种子
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第三章植物组织与细胞培养的基本原理.一、单选题1、植物组织培养是建立在__ _理论基础上的。
A进化论 B植物细胞全能性 C基因决定论 D细胞多样性2、植物组织培养的培养基不含__ _。
A含 N物质 B碳源 C血清 D生长激素3、过滤除菌适用对象_ __。
A玻璃器皿 B塑料器皿 C金属器皿 D易被高温破坏的材料如抗生素、激素等试剂4、将___ 重新转移到成分相同的新鲜培养基上生长的过程称为继代培养。
A外殖体 B愈伤组织 C 生根苗 D 幼苗5、下列植物细胞全能性最高的是()A. 形成层细胞B. 韧皮部细胞C. 木质部细胞D. 叶肉细胞6、植物组织培养过程中的脱分化是指()A. 植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞B. 未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程C. 植物的器官、组织或细胞,通过离体培养产生愈伤组织的过程D. 取植物的枝芽培育成一株新植物的过程三、判断题1、根尖、茎、芽、嫩叶、种子、花粉均是植物组织培养外殖体的来源。
( √ )2、一个细胞由分生状态转变为成熟状态的过程,叫脱分化。
( × )3、所有的植物培养材料都必须高压灭菌锅灭菌121℃、15分钟。
( × )4、继代培养的最适时间是愈伤组织的生长达到高峰期时。
(×)5、高温处理和低温处理均是控制胚状体同步化的方法(×)第四章植物离体无性繁殖和脱毒技术一、选择题(单选)1. 甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。
目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗,以保证该品种的品质和产量水平。
这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的 A. 有丝分裂 B. 分化 C. 减数分裂 D. 全能性2、人工种子是指植物离体培养中产生的胚状体,包裹在含有养分和具有保护功能的物质中,并在适宜条件下能够发芽出苗的颗粒体。
下列与人工种子形成过程无关的是()A.细胞的脱分化和再分化 B.细胞的全能性 C.细胞有丝分裂 D.细胞减数分裂3. 植物组织培养依据的原理,培养过程的顺序及诱导的植物激素分别是()①体细胞全能性②离体植物器官,组织或细胞③根,芽④生长素和细胞分裂素⑤生长素和乙烯⑥愈伤组织⑦再分化⑧脱分化⑨植物体A. ①、②⑧⑥⑦③⑨、④B. ①、②⑦⑥⑧③⑨、⑤C. ①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤D. ①、②⑨⑧⑥⑦③、④4. 有关细胞全能性的叙述中,不正确的是()A. 受精卵在自然条件下能够使后代细胞形成完整的个体,全能性最高B. 卵细胞与受精卵一样,细胞未分化,全能性很高C. 生物体内细胞由于分化,全能性不能表达D. 植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性5、胚状体是在植物组织培养的哪一阶段上获得的()A.愈伤组织 B.再分化 C.形成完整植株 D.取离体组织二、判断题1、无病毒苗(脱毒苗)就是植物体已没有病毒感染了(×)2、茎尖外植体的大小与脱毒效果成正比。
植物人工种子的研究进展摘要:文章简述了植物人工种子具有生产不受环境影响、节约良田、提高育种效率、缩短育种时间、节约劳动力等优点,介绍了人工种子制作过程中的胚状体的诱导和形成,人工胚乳、人工种皮等的工艺流程。
关键词:人工种子;胚状体;人工胚乳;人工种皮正文:自“人工种子”概念提出以来,国内外已有很多关于该领域的研究报道,尤其是人工种子技术在经济作物生产方面的应用已产生了较大的经济效应。
近年来,国内关于人工种子的研究范围越来越广,不仅对粮食作物和经济植物,如水稻[1]、小麦[2],甘薯[ 3~5]、马铃薯[6]、胡萝卜[ 7~ 10]、枣[11]、啤酒花[12]、番木瓜[13]等人工种子的研究,在观赏植物[14~ 16]、沉水植物[17],重要珍稀药用植物(如半夏、金线莲、石斛、杜鹃兰等)中也展示了重要的应用前景;国外的人工种子研究亦很活跃,如人工种子生产技术的应用、人工种子体细胞胚培养方法、人工种子的田间生长状况等。
本文综述了30多年来国内外在人工种子方面的研究进展,以使读者对人工种子的技术流程、应用价值及发展前景有一个全方位的了解,从而更好地推动该技术的快速发展。
1 人工种子的概念及优点1.1人工种子的概念植物人工种子(Artificial seeds)或合成种子(Sin the tic seeds)技术是在植物离体培养技术基础上发展起来的一门新兴技术,欧洲把它列入“尤里卡”计划,美国已研制出了胡萝卜(Caucus carotid L. )、芹菜(Ape um grave lens L. )、莴苣(Lactic sativa. )等植物的人工种子;日本正致力于研究水稻和蔬菜等作物的人工种子;我国对人工种子的研究走在了世界前列,把此项研究列为“863”高新技术发展计划。
完整的人工种子包括3大基本部分:人工种胚、人工胚乳、人工种皮。
人工种子的概念是Murashige于1978年提出的,1977年Murashige在国际园艺作物组织培养讨论会上提出了建立大规模、高速度无性繁殖技术的设想,并在1978年首次报道了人工种子概念。
一、名词解释细胞工程:是应用细胞生物学和分子生物学和分子生物学的理论和方法,按照人们的设计蓝图,在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。
通过细胞工程可以生产有用的生物产品或培养有价值的植株,并可以产生新的物种或品系。
外植体:是指用于离体培养的活的植物组织、器官等材料。
植物组织培养:(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。
(狭义)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。
愈伤组织:在离体培养过程中形成的具有分生能力的一团不规则细胞,多在外植体切面上产生。
胚状体〔embroid〕:—对应于胚〔embryo〕,在离体培养过程中产生一种形似胚(具有明显的根端和芽端),功能与胚相同的结构。
离体无性繁殖:是在人工控制的无菌条件下,使植物在人工培养基上繁殖的技术。
跟常规的繁殖方法相比它是一种微型操作过程,因此,有时就直接称之为微繁继代培养:更换新鲜培养基来繁殖同种类型的材料(愈伤组织.芽等)。
细胞分化:指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。
细胞脱分化:已分化好的细胞在人工诱导条件下,恢复分生能力,回复到分化组织状态的过程。
细胞再分化:脱分化后具有分生能力的细胞再经过与原来相同的分化过程,重新形成各类组织和器官的过程。
人工种子:亦称体细胞种子。
早期的人工种子概念是:体细胞胚经过人工种皮包被后而形成的体细胞种子。
现在指任何一种经人工种皮包被或裸露的,具有形成完整植株能力的繁殖体均可称之为人工种子。
植物细胞全能性:指每个植物细胞都具有形成完整植株的能力,因为每个细胞都具有全套的遗传基因,无论是性细胞还是体细胞在特定条件下可以进行表达。
细胞工程(植物部分)名称解释1、植物细胞工程:植物细胞工程是植物生物技术的一个重要组成部分,是在离体培养条件下,在细胞水平上对植物材料进行遗传操作的技术,即对植物体的任何一个部分(器官、组织、细胞、原生质体)进行离体诱导使其称为完整植株的技术。
2、细胞全能性:每个细胞都含有个体的全部遗传信息,都有分化成一个完整生物个体的固有能力称之为细胞的全能性。
3、细胞分化:是指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。
4、脱分化:分化细胞在一定条件下,可以转变为胚性状态,重新获得分裂能力,称为脱分化。
5、再分化:是脱分化后的分生细胞(愈伤组织)在一定条件下,重新分化为各种类型的细胞,并进一步发育成完整植株。
6、外植体:植物组织培养中用来进行无菌培养的离体材料,可以是器官、组织、细胞和原生质体等。
7、愈伤组织: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、松散的细胞团称为愈伤组织。
植物细胞培养:是指在离体条件下对植物单个细胞或小的细胞团进行培养使其增殖的技术。
8、悬浮细胞的同步化:是指同一悬浮培养体系的所有细胞都同时通过细胞周期的某一特定时期。
9、细胞平板培养:将制备好的单细胞悬浮液,按照一定的细胞密度,接种在1mm 左右的薄层固体培养基上进行培养,称之为平板培养10、看护培养:用一块愈伤组织或植物离体组织看护单细胞使其生长增殖的一种单细胞培养方法。
11、微室培养:人工制造一个小室,将单细胞培养在小室中的少量培养基上,使其分裂增殖形成细胞团的方法,称微室培养。
12、饲养层培养基技术:将饲养细胞先用射线辐射处理,然后将饲养细胞和培养细胞混合植板,经过照射的细胞对于培养细胞起到一个饲养作用。
13、离体无性繁殖:利用离体培养技术,将来自优良植株的茎尖、腋芽、叶片、鳞片等器官、组织和细胞进行离体培养,在短期内获得大量遗传形状一致的个体的方法。
也称之为微繁、快速繁殖。
14、植物脱毒:利用植物组织培养技术,脱除植物细胞中浸染的病毒,生产健康的繁殖材料。
细胞工程题一、名词解释1.植物组织培养:是指将植物组织在适当培养条件下诱导长成完整植株的技术。
2.植物的器官发生:指离体培养的组织或细胞团分化形成不定根、不定芽等器官的过程。
3.脱分化:已有特定结构和功能的植物组织的细胞,在一定的条件下被诱导改变原有的发育途径,逐步失去原有的分化状态,转变为具有分生能力的胚性细胞的过程。
4.愈伤组织: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5.外植体:植物体上切下来进行培养的部分组织或器官。
可以是器官、组织、细胞和原生质体。
6.继代培养: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7.体细胞胚:又叫胚状体,是指离体培养条件下没有经过受精过程而形成的胚胎类似物。
8.植物胚胎培养:指对植物的胚及胚器官进行人工离体无菌培养,使其发育成幼苗的技术。
9.人工种子:又称合成种子或体细胞种子,是指将植物离体培养的胚状体或芽包裹在含有养分和保护功能的人工胚乳和人工种皮中的类似种子的颗粒。
10.植物脱毒:利用物理、化学或生物学方法脱除植物所感染的病毒,在无菌条件下培养不带病毒的植株,进行快速繁育无病毒种苗的技术。
11.看护培养:指用一块活跃生长的愈伤组织来看护单个细胞,使其持续分裂和增殖的一种培养方法。
这块愈伤组织被称为看护组织。
12.细胞系:是以一种细胞为主、能在体外长期生存的不均一的细胞群体13.细胞株:是指从一个经过生物学鉴定的细胞系用单细胞分离培养或通过筛选的方法,由单细胞增殖形成的细胞群。
14.细胞融合:指使用人工方法使两个或两个以上的细胞合并形成一个细胞的技术。
15.体细胞杂交: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。
16.单倍体:细胞中含有正常体细胞一半染色体数的个体,即具有配子染色体组的个体。
17.花药和花粉培养:指离体培养花药和花粉,形成花粉植株,从中鉴定出单倍体植株并使之二倍体化的细胞工程技术。
第二章细胞工程实验室组成及无菌操作技术1、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。
2)5B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N培养基其特点是成分较简单,KNO3和(NH4)2SO4含量高。
4)65)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。
2、简要说明MS培养基的基本组成。
1)大量元素母液配制MS培养基的大量元素主要包括硝酸铵(NH4NO3)、硝酸钾(KNO3)、磷酸二氢钾(KH2PO4)、硫酸镁(MgSO4•7H2O)和氯化钙(CaCl2,CaCl2•2H2O)五种化合物。
2)微量元素母液配制MS培养基的微量元素由7种化合物(除Fe外)。
3)铁盐母液配制MS培养基中的铁盐是硫酸亚铁(FeSO4•4H2O)和乙二胺四乙酸二钠(Na2•EDTA)的螯合物,必须单独配成母液。
4)有机母液的配制MS培养基的有机成分有甘氨酸、肌醇、烟酸、烟酸硫胺素和盐酸吡哆素。
5)激素母液配制MS培养基中的激素有生长素类、细胞分裂素3、配制培养基时,为什么要先配制母液?如何配制母液?为了避免每次配制时都要称量各种化学药品,常常把培养中必需的一些化学药品,以10倍、50倍或100倍的量,配制成一种浓缩液,这种浓缩液被称为母液。
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去,而且还便于低温保藏。
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,--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、常用的灭菌方法有哪些,各有哪些优缺点?(一)物理灭菌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。
专题2细胞工程2.1.2 植物细胞工程的实际应用寄语:世事洞明皆学问,人情练达即文章。
【学习目标】1、理解微型繁殖技术的应用。
2、了解单倍体育种过程和优点。
【课题重点】植物细胞工程应用的实例。
【课题难点】列举植物细胞工程的实际应用。
【学习过程】一、植物繁殖的新途径1.微型繁殖(1)微型繁殖技术:用于优良品种的技术。
(2)特点:①保持优良品种的。
②高效快速地实现种苗。
(3)实例:20世纪60年代,荷兰的科学家就成功地实现了利用来培育兰花。
2.作物脱毒(1)材料:植物的(如)。
分生区附近的病毒极少,甚至。
(2)脱毒苗:切取(例如茎尖)进行组织培养获得的。
(3)优点:使农作物。
3.人工种子(1)概念:一植物组织培养得到的、、顶芽和等为材料,经过人工包装得到的种子。
(2)特点:①后代无。
②不受、和限制。
(3)人工种子的制备,如图人工种子主要由三部分组成,一是胚状体(分生组织),它相当于天然种子的胚,是有生命的物质结构;二是供胚状体维持生命力和保证其在适宜的环境条件下生长发育的人工胚乳;三是具有保护作用的“人工种皮”。
二、作为新品种的培育1.单倍体育种染色体加倍(1)方法:离体培养植株纯合子植株。
(2)优点:①后代是纯合子,能。
②明显缩短了。
2.突变体的利用(1)产生原因:在植物的组织培养过程中,易受和(如、等)的影响而。
(2)利用:筛选出对人们有用的,进而培育成。
三、细胞产物的工厂化生产1.细胞产物种类:、脂肪、糖类、、香料、生物碱等。
2.技术:植物技术。
3.实例:我国利用植物组织培养技术实现了大量生产;另外,三七、紫草和银杏的也都已经实现了工厂化生产。
课堂小结1.微型繁殖技术微型繁殖是快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,实际上是无性生殖的一种。
在繁殖的过程中,细胞进行有丝分裂,因此亲、子代细胞内DNA相同,具有相同的基因,因此能保证亲、子代遗传特性不变。
利用这种技术能高效快速实现种苗的大量繁殖。
优点:选材少、培养周期短,繁殖率高,便于自动化管理。
细胞工程学名词解释总结高技术:指那些能带来高经济效益、具有高增值作用,并能向经济和社会各领域广泛渗透的新技术。
生物技术:指通过技术手段,利用生物体或生物过程来生产有经济价值产品或创造新物种的综合技术。
狭义指基因重组、细胞融合、固定化酶与细胞、生物反应器等技术领域。
广义包括资源、能量、粮食、饲料生产以及为净化环境所进行的物质分解及发酵技术等。
生化工程:是由生物科学与化学工程相结合的交叉学科,研究生物技术的实验室成果转化为生产力过程的工程技术问题。
细胞工程:是指以细胞为研究对象,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性状,以获得特定细胞、组织产品或新型物种的综合技术。
干热灭菌:指在干燥环境(如火焰或干热空气)进行灭菌的技术。
主要适用于玻璃器皿的消毒灭菌。
湿热灭菌:湿热灭菌即高压蒸气灭菌,指用饱和水蒸气、沸水或流通蒸汽进行灭菌的方法。
(是最常用和最有效的一种方法。
布类、胶塞、金属器械、玻璃器皿及某些培养用液都可用此法消毒灭菌)。
细胞计数:用血球计数板计数细胞悬液中的细胞数目,然后根据需要进行必要的调整。
mtt法:又称mtt比色法,是一种检测细胞存活和生长的方法。
在一定细胞数范围内,mtt结晶形成的量与细胞数成正比。
活细胞表现出线粒体脱氢酶活性,可将染料mtt还原为难溶的紫色结晶物沉积在细胞内,经酸性异丙醇溶解后呈现的色度可反映出生活细胞的代谢水平,而死细胞则无此酶活性。
活体染色:在体外条件下用某种染色剂对活的组织或细胞进行染色,而对活细胞的生理活动不产生任何明显的影响。
成集落试验:在集落刺激因子存在下培养细胞,可刺激培养细胞分化产生大小不同的细胞集落,这样的集落形成细胞称体外培养集落形成细胞,它是检验培养细胞能否增殖的过硬指标之一。
污染:一切与培养无关的杂质(微生物、化学物、细胞等)进入培养系统,影响培养物的正常生理机能。
动物细胞工程:以动物细胞为基本单位在体外条件下进行培养、繁殖和人为操作,使细胞产生某些人们所需要的生物学特性,从而改良品质,加速繁殖动物个体或获得有用品系的技术。
植物细胞全能性:植物体的每个细胞都携带有该物种的全部遗传信息,因而只要在适当的条件下,植物一切生活细胞都具有分化为一个完整植株的潜在能力,这就是细胞的全能性。
这是细胞工程的理论基础。
细胞分化:个体细胞发育过程中,后代细胞在形态、结构和生理功能上发生差异的过程。
脱分化:原已分化的细胞,失去原有的形态和机能,又回复到没有分化的无组织的细胞团或愈伤组织,这个过程称为脱分化。
再分化:由脱分化状态的细胞再度分化形成另一种或几种类型的细胞的过程,称为再分化愈伤组织:外植体在离体条件下,细胞经脱分化等一系列过程,转变为一种能迅速增殖的无特定结构和功能的细胞团,称为愈伤组织。
愈伤组织细胞大而不规则,高度液泡化、没有次生细胞壁和胞间连丝。
继代培养:对来自于外植体所增殖的培养物通过更新新鲜培养基及不断切割或分离,进行连续多代的培养.外植体:植物组织培养中用来进行离体无菌培养的材料,可以是器官、组织、细胞和原生质体。
器官发生:指离体培养条件下的组织或细胞团分化形成不定根、不定芽等器官过程。
体细胞胚:由外植体可直接形成胚状体,外植体也可以经脱分化先形成愈伤组织,再由愈伤组织形成胚状体。
胚状体是由体细胞发育而来人工种子:通过将植物组织培养中所产生的体细胞胚或珠芽等包埋在“人工胚乳”和“人工种皮”里,制成的具有播种功能、类似天然种子的颗粒就称为人工种子。
繁殖系数:也叫增殖系(倍)数或增殖率,是指繁殖材料在一个培养周期内增殖的倍数。
污染:指在组织培养过程中培养基和培养材料滋生杂菌,导致培养失败的现象。
褐变:指在组织培养中,由于材料被切割而使多酚氧化酶活化将组织中的酚类物质氧化形成棕褐色的醌类物质,并向培养基中扩散,抑制培养物生长甚至导致其死亡的现象。
玻璃化:指组织培养过程中的特有的一种生理失调或生理病变,试管苗呈半透明状外观形态异常的现象。
悬浮培养:将游离的单细胞或小的细胞团,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。