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离体授粉:
离体条件下,使胚珠或子房完成授粉、受精形成种子、幼苗的过程。
条件培养基:
含有植物细胞培养上清液或静止细胞的培养基。
悬浮细胞培养周期:
植板率:
每个平板接种细胞总数中形成细胞团的百分率。
植板率=每平板形成的细胞团数/每平板接种的细胞总数*100%
简述题、填空、选择、计算题
第一章
细胞工程的理论基础是什么?
细胞的全能性
植物细胞工程的奠基人?
当时有什么重大发现?
三个重要人物:
White(美),高特里特(法),诺比考特(Nobecourt);
两个重要发现:
B族V和IAA显著促进其生长
植物激素控制器官学说?
是谁提出的?
Skoog和Miller提出了植物激素控制器官形成学说:
生长素/细胞分裂素的相对浓度可以控制器官分化,比值高时促进生根,比值低时促进茎芽的分化,二者浓度相当时,形成愈伤组织。
植物细胞组织培养的过程?
一、配制培养基
二、灭菌
三、接种
四、培养
五、驯化移栽
细胞工程的主要内容?
1.器官、组织、细胞培养-----离体或体外培养;
2.细胞融合(细胞杂交);
3.细胞核移植技术;
4.胚胎移植技术(胚胎工程);
5.染色体导入技术(染色体工程);
6.转基因生物与生物反应器;
7.干细胞与组织工程
细胞工程的主要特征?
(1)培养条件可以人为控制,不受季节限制,可以工厂化生产产品。
(2)无菌培养环境。
排除了微生物如真菌、细菌以及害虫等的侵入,能保证产品质量。
(3)繁殖系数大,培养周期短。
(4)通常打破了正常的植物发育过程和格局;
(5)在细胞水平上进行遗传操作。
植物细胞工程在农业生产中有哪些应用?
1、用于植物遗传育种①种质资源离体保存;
②花粉花药培养产生单倍体;
③胚乳培养产生三倍体;
④胚培养拯救杂种胚克服远缘杂交障碍;
⑤原生质体培养进行体细胞杂交;
⑥植物体细胞无性系变异诱导和筛选;
⑦植物基因转移。
2、优质植物的快速繁殖与脱毒;
3、细胞培养生产名贵药物。
4、基础研究中的应用
第二章
植物细胞工程实验室必备的设备条件?
超净工作台,天平,冰箱,培养室,高压灭菌器,培养容器,药品
超净工作台的类型及结构?
气流水平型净化工作台
气流垂直型净化工作台
植物细胞工程的基本技术有哪些?
一.洗涤技术
二.灭菌、消毒技术
三、无菌操作技术
四、培养条件及其控制技术
五、观察分析技术
六、培养基配制技术
七、外植体选择、消毒技术
培养技术有哪些?
固体培养:
将外植体接种在加有凝固剂的培养基上进行静止培养的技术。
液体培养:
外植体悬浮在未加凝固剂的液体培养基中培养的方法。
继代也不能过于频繁.
如何控制培养条件?
1.化学条件:
①培养基成分及激素。
②渗透压
③pH值:
不同植物对培养基最适pH值要求不同,大多在5-6.5左右,一般培养基要求5.8
2.生物条件:
植物材料、外植体来源、大小、细胞密度等。
3.物理条件:
温度:
培养室一般所用的温度是25±
2℃。
低于15℃或高于35℃,对生长都是不利的。
光:
光强(1000—30001x)、光质(白、蓝、绿、红)、光周期(10-16h)
气体:
液培——振荡;
固培——通气性好的瓶盖或瓶塞。
湿度:
培养基中的湿度为100%。
培养室内RH70-80%。
固体培养和液体培养各自的特点?
固体培养
优点:
简便易行,所占空间小。
一般实验室均可进行。
缺点:
①养分浓度差,造成培养物生长缓慢,愈伤组织生长不均衡。
②气体交换不畅。
③生长过程中排出的有害物质,对培养物产生危害。
液体培养
A、不使用凝固剂,节约生产成本B、营养吸收充分
植物组织培养的灭菌方法有哪些?
物理方法:
物理灭菌干热、湿热、灼烧、紫外线、过滤除菌等。
化学方法:
消毒剂、抗菌素灭菌
各种物品、用具(①培养基②玻璃器皿③接种工具④工作服、帽子、口罩 ⑤接种室、培养室、超净台⑥酶液、激素(ZT、ABA、IAA)、抗生素、天然物质⑦培养材料⑧操作者的双手)的消毒灭菌方法?
培养基:
湿热灭菌法
玻璃器皿、接种工具:
干热灭菌法
工作服、帽子、口罩、超净台:
照射灭菌
接种室、培养室:
熏蒸灭菌
酶液、激素、抗生素、天然物质:
抗菌素灭菌(?
)
培养材料:
药剂灭菌
操作者的双手:
消毒剂
培养基的主要组成?
1.无机物:
大量,微量
2.有机物:
①维生素,②氨基酸③肌醇④碳源⑤天然复合物
3.植物生长调节物质:
生长素类;
细胞分裂素类;
赤霉素类;
脱落酸;
乙烯
4.琼脂
5.水
6.其它成分:
活性炭
碳源种类及作用?
种类:
蔗糖,使用浓度在10-50g/L,果糖、葡萄糖、麦芽糖、山梨糖、甘露糖及可溶性淀粉等。
作用:
提供能源;
调节渗透压。
活性炭、琼脂的作用?
琼脂:
固定培养物
活性炭:
吸附作用;
易于生根。
常用植物生长调节物质的种类及作用?
如何溶解?
生长素:
常用种类:
IAA(吲哚-3-乙酸),IBA(吲哚-3-丁酸),2,4-D(二氯苯氧乙酸)
NAA(萘乙酸)
生理作用:
①促进细胞生长和细胞分裂,诱导形成愈伤组织、促进根的分化。
②与细胞分裂素配合使用诱导芽分化和胚状体发生。
活性顺序:
诱导愈伤:
2,4-D>
NAA;
诱导生根:
IBA>
IAA;
溶解:
95%乙醇或1NNaOH(KOH),后者的效果最好。
细胞分裂素(CTK):
BAP(苄氨基嘌呤),6-BA(苄基腺嘌呤),ZT(玉米素,KT(激动素糠基嘌呤);
促进细胞的分裂和器官分化、诱导胚状体和不定芽的形成、延缓组织的衰老并增强蛋白质的合成。
诱导芽分化时因植物而异。
1NHCl溶解,ZT用95%乙醇较好
如何计算营养成分及激素母液的吸取量?
分哪几类母液?
直接称取法
根据试剂特性一般将母液分五种:
量元素母液;
②微量元素母液;
③Fe盐;
④有机物;
⑤激素或植物生长调节剂
培养基的配制程序?
1称量药品
2溶解
3调节pH
4溶化琼脂
5过滤分装
6包扎标记
7灭菌
8倒平板
培养基的灭菌程序?
1、加水
2、装锅
3、盖紧锅盖加热
4、排冷气
5、升压保温(0.1MPa,121℃,15-20min)
6、降压排气
7、出锅,平放。
植物材料的来源?
1、田间栽培或采集野生植物
2、温室栽培植物
3、实验室制作无菌苗
外植体如何进行选择原则?
①选择优良的种质②选择健壮的植株③选择最适的时期④选取适宜的大小
为什么实验室常用无菌苗作为外植体的来源?
外植体的消毒程序?
流水冲洗外植体→70%乙醇(浸泡或涂擦几秒-1分钟)→消毒剂(如0.1%的升汞5-10分钟)→无菌水3-5次→用于接种。
第三章
植物细胞全能性表达的条件和阶段?
表达全能性的两个条件和阶段
器官形成途径?
1.直接发生(器官型):
特点:
繁殖系数高。
遗传稳定性强。
适合于苗木和以品种繁殖为目的的快速繁殖。
2.间接发生(器官发生型)。
出芽数量多,但有变异的可能。
3.体细胞胚胎发生
体细胞胚胎与合子胚的区别?
1.没有真正的胚柄
2.子叶常不规范。
3.体积小
4.无休眠
体细胞胚胎和不定芽的区别?
1.双极性结构
2.与外植体或愈伤组织无维管束联系
3.起源于单细胞。
体细胞胚胎发生特点?
1.胚状体产生的数量多,速度快,增殖率及成苗率高
2.胚状体发生不同步
体细胞胚胎再生植株的应用?
1、种质资源保存。
2、制作人工种子。
3、基因工程的受体材料。
愈伤组织的类型?
胚性和非胚性愈伤组织
影响植物离体形态发生的因素?
1、外植体
①植物种类和基因型
②生理状态
③外植体大小
④极性的作用
⑤母体植株健壮
⑥培养时间
2、培养基(营养成分,激素,培养基的性质,渗透压等)
3、物理条件(温度,光,水,气)
第四章
大多数植物离体快繁所用外植体是什么?
为什么?
其培养阶段?
离体快繁所用的外植体是不定芽,原因:
繁殖速率高,数量大,同时能保持该植物种的遗传稳定性
培养阶段:
1)起始培养阶段
2)增殖培养阶段
3)生根培养阶段
4)驯化移栽阶段
植物脱毒方法及脱毒苗的鉴定方法?
植物脱毒方法
1.茎尖或茎尖分生组织培养法
2.热处理法
3.微尖嫁接离体培养法
4.珠心组织培养法
5.愈伤组织培养法
脱毒苗的鉴定方法
1.直接检测法
2.指示植物法
3.抗血清鉴定法
4.电子显微镜检测
5.分子检测
茎尖或分生组织培养脱毒的意义及原理?
植株脱除病毒的意义:
1、脱毒的种苗用于生产能大幅度提高作物产量和品质。
2、可有效地解决因病毒引起的品种退化问题。
3、便于进行国际间种质交换.
4、减少环境污染,有利于保护环境.
茎尖分生组织培养脱毒的原理:
1)能量竞争
2)传导抑制
3)激素抑制
4)酶缺乏
5)抑制因子
试管苗的生长环境?
试管苗生长的环境——高恒温、高湿、弱光照、无菌
胚培养的类型?
成熟胚培养(营养需求简单)
幼胚培养(营养需求全面,需调节渗透压)
单倍体人工加倍方法及其影响因素?
单倍体植株的加倍方法:
(1)自然加倍
(2)人工加倍
秋水仙素人工加倍的影响因子:
浓度,处理时间,处理温度,处理部位
未授粉胚珠及子房培养的目的?
获得单倍体植株
花粉、花药培养的意义?
1、加速杂种纯合,缩短育种年限。
2、排除显、隐性基因的干扰,提高选择效率。
3、与诱变育种结合加快获得新品种的进程。
4、单倍体在远缘杂交中的利用
5、利用单倍体对栽培品种进行纯化
6、理想的转基因受体。
7、基础理论研究
胚胎培养及离体受粉、受精、体细胞杂交分别解决育种中存在的什么问题?
胚胎培养:
1.克服远缘杂交的不育性,获得稀有杂种植物。
如幼胚培养。
2.打破种子休眠,提早结实,缩短育种年限。
如苹果种子的成熟胚培养。
3.促进生活力低下或无生活力的种子萌发,胚的发育。
如银杏种子的胚培养。
4.测定种子生活力。
如休眠种子的胚培养。
5.获得三倍体或单倍体植株。
6.用于胚胎学理论研究。
1、克服自交不亲和性,进行作物改良。
2、克服远缘杂交的不亲和性。
体细胞杂交
1.克服远缘杂交不亲和性,创造新物种、新种质。
2.通过原生质体进行外源基因导入。
3.研究细胞膜、细胞器、染色体的行为。
第五章
细胞悬浮培养的特点及意义?
细胞悬浮培养的特点:
1.改善营养供应。
2.细胞自身毒害小。
3.改善气体交换。
4.能大量提供均匀的植物细胞。
5.细胞增殖速度快,适应于大规模工业化生产。
6.成本较高。
需要特殊设备。
细胞悬浮培养的意义:
1.快速繁殖
2.人工种子
3.制备原生质体
4.突变体筛选
5.次生代谢产物生产
植物细胞次生产物积累特性?
生长偶联型——产物合成与细胞生长成正比。
中间型——产物仅在细胞生长下降时合成。
非生长偶联型——产物合成在细胞生长停止以后。
植物单细胞培养方法?
1、平板培养
2、看护培养
3、微室培养
4、条件培养法
植物细胞规模化培养体系的建立?
1高产细胞株诱导和筛选;
2种子细胞增殖与放大培养。
3植物细胞大规模培养的技术要求
1、培养细胞遗传稳定,产物的产量恒定
2、细胞生长及生物合成速度快。
在较短的时间内能得到较高产量的终产物。
3、代谢产物应在细胞中积累而不被迅速分解,最好能将其释放到培养基中。
植物细胞大规模的培养方式?
有哪些培养系统?
植物细胞大规模培养的培养方式
1、成批培养
2、半连续培养
3、连续培养
植物细胞大规模的培养系统
1、悬浮细胞培养系统
2、固定化细胞培养系统
植物细胞两相培养技术的意义?
1.减少由于产物的积累在胞内形成的反馈抑制,有利于提高产物含量。
2.有利于产物向胞外分泌、分离纯化。
3.对于易水解的产物,能够及时移走代谢物,防止代谢物的水解。
4.可以实现连续培养,从而大大降低生产成本。
开发利用药用植物生产有效成分的方法有哪些?
各有何利弊?
最有效的途径是什么?
1、化学合成(有毒副作用)
2、直接从野生药用植株中分离提取(破坏生态环境)。
3、从大田栽培药用植物中分离提取:
A.生产周期很长,占地面积大。
B.繁殖系数小、耗种量大的药用植物。
C.因病毒危害导致一些药用植物退化,严重影响产量和品质。
D.含量降低。
利用细胞工程开发药用植物生产有效成分,其意义:
A.细胞培养生产次生代谢物,便于工业规模化生产。
B.离体快繁生产替代资源,保护自然资源。
C.不受季节、气候和地域限制,可常年生产。
D.不占用耕地,提高生产效率。
E.控制药材质量,改良药材品质。
G.发展新型生物技术产业。
第六章
常用于分离原生质体的材料有哪些?
叶片,愈伤组织
植物原生质体制备、植株再生程序?
1、植物材料来源
2、预处理
3、分离
4、纯化
5、活力测定
6、培养
7、植株再生
原生质体再生植株的阶段有哪些?
1、细胞壁的再生
2、细胞分裂和生长
3、愈伤组织形成
4、愈伤组织分化及植株再生
分离原生质体的渗透压稳定剂有哪些?
常用的渗透压稳定剂:
甘露醇、山梨醇、蔗糖、葡糖糖、盐类(KCL、MgSO4·
7H2O)等
原生质体培养的意义?
原生质体培养的意义
1.可建立单细胞无性系;
2.是遗传转化及细胞器转移的良好受体;
3.是体细胞杂种形成的重要环节;
4.是分离植物细胞器的理想材料;
5.是基础研究的良好实验系统。
植物原生质体融合的方法?
1、PEG诱导融合
2、电融合
PEG融合的原理及其特点?
PEG分子具有轻微的负极性,可与具有正极性基团的水、蛋白质和碳水化合物等形成H键,从而在原生质体之间形成分子桥,在高Ga2+和高PH作用下使原生质体发生粘连进而促使原生质体融合,同时PEG能增加类脂膜的流动性,促使原生质体的核、细胞器发生融合。
优点:
融合成本低。
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。
电融合原理及特点?
电融合原理:
利用改变电场诱导原生质体彼此连接成串,再施以瞬间强脉冲使质膜发生可逆性电击穿,促使原生质体融合的方法。
特点
1、融合效率高(60%),适于大规模融合。
2、对原生质体伤害较小,可直接进行培养。
3、融合技术操作简便。
植物体细胞杂交的程序及意义?
体细胞杂交的程序:
1、原生质体分离
2、原生质体纯化
3、原生质体融合
4、杂种细胞的选择
5、杂种细胞的培养、愈伤组织的形成
6、器官分化及杂种植株再生
7、杂种植株鉴定
体细胞杂交的意义:
杂种细胞的选择方法和体细胞杂种的鉴定方法?
杂种细胞的选择方法:
1、互补选择
2、白化互补选择
3、遗传互补选择法
4、营养代谢互补选
5、抗性互补选择
6、可见标记法(外观选择)
7、荧光标记选择
体细胞杂种的鉴定:
1、杂种植物形态特征、特性鉴定
2、杂种植物的核型分析
3、同功酶谱鉴定
4、DNA分子标记鉴定
第七章
人工种子的基本结构?
人工种子的基本结构:
1、体细胞胚或微器官
2、人工种皮
3、人工胚乳
研究人工种子的意义?
1.不受季节限制,周期短,不存在品种退化,有利于工厂化生产。
2.有利于快速繁殖性状优良、遗传特性稳定的植物种和品种。
3.可大量繁殖无病毒材料,提高植物抗性、产量和品质。
4.有利于对生育周期长的多年生植物、育性不良难以有性繁殖的植物(如甘薯)、杂种一代等进行繁殖。
5.人工种子体积小,便于储运。
6.人工种子像天然种子一样,具有坚硬的种皮,适于机械化播种。
人工种子的制作程序?
外植体的选择和消毒→愈伤组织的诱导→体细胞胚的诱导→体细胞胚的同步化→体细胞胚的分选→体细胞胚的包裹→包裹外膜→发芽成苗试验→体细胞胚变异程度与农艺研究。
超低温保存植物种质资源的程序
培养材料的准备→预处理→冰冻→贮存→解冻→细胞活力和变异的评价→培养及植株再生。
第八章
植物遗传转化受体体系
1、愈伤组织受体体系
2、直接分化受体体系
3、悬浮细胞受体体系
4、原生质体受体体系
5、生殖细胞受体系统
6、活体受体体系
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