第一篇：細(xì)胞工程綜述

細(xì)胞工程綜述

摘要：

細(xì)胞是生命活動(dòng)的最基本單位，為各種基因的表達(dá)和產(chǎn)物的合成提供了基礎(chǔ)和載體。當(dāng)前細(xì)胞工程所涉及的主要技術(shù)領(lǐng)域有細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞融合、細(xì)胞拆合、染色體操作及基因轉(zhuǎn)移等方面。通過(guò)細(xì)胞工程可以生產(chǎn)有用的生物產(chǎn)品或培養(yǎng)有價(jià)值的植株，并可以產(chǎn)生新的物種或品系。

關(guān)鍵字：

細(xì)胞融合；細(xì)胞培養(yǎng)；概述；種類(lèi)；應(yīng)用；展望

正文：

一、細(xì)胞的概述

細(xì)胞工程是生物工程的一個(gè)重要方面?？偟膩?lái)說(shuō)，它是應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)和分子生物學(xué)的理論和方法，按照人們的設(shè)計(jì)藍(lán)圖，進(jìn)行在細(xì)胞水平上的遺傳操作及進(jìn)行大規(guī)模的細(xì)胞和組織培養(yǎng)。細(xì)胞工程所涉及的范圍很廣，按生物類(lèi)型可分為動(dòng)物細(xì)胞工程、植物細(xì)胞工程和微生物細(xì)胞工程，按實(shí)驗(yàn)操作對(duì)象可分為細(xì)胞與組織培養(yǎng)、細(xì)胞融合、細(xì)胞核移植、染色體操作及基因轉(zhuǎn)移等方面。通過(guò)細(xì)胞工程可以生產(chǎn)有用的生物產(chǎn)品或培養(yǎng)有價(jià)值的植株，并可以產(chǎn)生新的物種或品系。

細(xì)胞工程就是在細(xì)胞水平研究、開(kāi)發(fā)。利用各類(lèi)細(xì)胞的工程。亦即人們根據(jù)科學(xué)設(shè)計(jì)改變細(xì)胞的遺傳基礎(chǔ)，及通過(guò)無(wú)菌操作，大量培養(yǎng)細(xì)胞、組織乃至完整個(gè)體的技術(shù)。迄今為止，人們已經(jīng)從基因水平、細(xì)胞器水平以及細(xì)胞水平開(kāi)展了多層次的大量一丁作，在細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞融合、細(xì)胞代謝物的生產(chǎn)和生物克隆等諸多領(lǐng)域取得一系列令人矚目的成果。

細(xì)胞工程是一種細(xì)胞水平上的遺傳工程，它是將一種生物細(xì)胞中攜帶遺傳信息的細(xì)胞核或染色體整個(gè)地轉(zhuǎn)移給另一種生物細(xì)胞，使新細(xì)胞產(chǎn)生具有人們所需要的功能，從而改變受體細(xì)胞的遺傳特性，打破只有同種生物才能進(jìn)行雜交的限制，為改良品種或創(chuàng)造新品種開(kāi)拓了廣闊前景，細(xì)胞工程包含細(xì)胞融合、體細(xì)胞雜交、動(dòng)植物細(xì)胞規(guī)模培養(yǎng)核和卵移以及植物組織培養(yǎng)技術(shù)等方面。

當(dāng)前細(xì)胞工程所涉及的主要技術(shù)領(lǐng)域有細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞融合、細(xì)胞拆合、染色體操作及基因轉(zhuǎn)移等方面。通過(guò)細(xì)胞工程可以生產(chǎn)有用的生物產(chǎn)品或培養(yǎng)有價(jià)值的植株，并可以產(chǎn)生新的物種或品系。

1.細(xì)胞融合技術(shù)

細(xì)胞融合技術(shù)是指把兩個(gè)細(xì)胞（可以是同種細(xì)胞，也可以是異種細(xì)胞）在融合劑的作用下，融合成一個(gè)細(xì)胞的技術(shù)。應(yīng)用細(xì)胞融合技術(shù)進(jìn)行細(xì)胞雜交，能夠克服遠(yuǎn)緣雜交不育的缺陷，對(duì)培育新品種具有廣闊的應(yīng)用前景。

2．細(xì)胞拆合技術(shù)

細(xì)胞拆合技術(shù)也稱(chēng)為細(xì)胞核（包括細(xì)胞器）移植技術(shù)，是將細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)用某種方法拆開(kāi)，然后再把分離的細(xì)胞核和胞質(zhì)體重新組合成一個(gè)新細(xì)胞。把從細(xì)胞中分離出來(lái)的染色體或基因轉(zhuǎn)入另一個(gè)細(xì)胞中，賦予重建的細(xì)胞以某種新的功能，這屬于染色體導(dǎo)入或基因轉(zhuǎn)移的技術(shù)范疇。

3．細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)

細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)是將生物體內(nèi)的某一組織分散成單個(gè)細(xì)胞，接種在人工配制的適于細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育的培養(yǎng)基上，然后在適當(dāng)?shù)臒o(wú)菌的生長(zhǎng)條件下(如一定的光照、溫度或pH值等)進(jìn)行培養(yǎng)，使細(xì)胞能夠生長(zhǎng)和不斷增殖的技術(shù)。由于從組織中分離單細(xì)胞并分化成生物體的技術(shù)難度較大，目前多采用組織培養(yǎng)技術(shù)。如通過(guò)植

物胚胎（成熟或未成熟胚）或器官（根尖、莖尖、葉原基、花藥等）的離體培養(yǎng)，再生成新植株（試管苗）。這種方法能快速、大量繁殖一些有價(jià)值的苗林、花卉、藥材和瀕危植物等。

二、細(xì)胞工程的應(yīng)用

（一）動(dòng)物細(xì)胞工程的應(yīng)用

1.在疫苗生產(chǎn)上的應(yīng)用疫苗是一種其主要成分具有免疫原性的蛋白質(zhì)。它是利用動(dòng)物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)的最成熟的一種產(chǎn)品。例如講乙型肝炎表面抗原基因插入哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行高效表達(dá)，已生產(chǎn)出乙型肝炎疫苗。

2．在干擾素生產(chǎn)上的應(yīng)用干擾素是以一種在同種細(xì)胞上具有廣譜抗病毒活性的蛋白質(zhì)，其活性的發(fā)揮受細(xì)胞基因組的調(diào)節(jié)和控制，涉及RNA和蛋白質(zhì)的合成。

3.繁育優(yōu)良品種 目前，人工受精、胚胎移植等技術(shù)已廣泛應(yīng)用于畜牧業(yè)生產(chǎn)。精液和胚胎的液氮超低溫（-196攝氏度）保存技術(shù)的綜合使用，使優(yōu)良公畜、禽的交配數(shù)與交配范圍大為擴(kuò)展，并且突破了動(dòng)物交配的季節(jié)限制。另外，可以從優(yōu)良母畜或公畜中分離出卵細(xì)胞與精子，在體外受精，然后再將人工控制的新型受精卵種植到種質(zhì)較差的母畜子宮內(nèi)，繁殖優(yōu)良新個(gè)體。綜合利用各項(xiàng)技術(shù)，如胚胎分割技術(shù)、核移植細(xì)胞融合技術(shù)、顯微操作技術(shù)等，在細(xì)胞水平改造卵細(xì)胞，有可能創(chuàng)造出高產(chǎn)奶牛、瘦肉型豬等新品種。特別是干細(xì)胞的建立，更展現(xiàn)了美好的前景。

4.臨床醫(yī)學(xué)與藥物自1975年英國(guó)劍橋大學(xué)的科學(xué)家利用動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)首次獲得單克隆抗體以來(lái)，許多人類(lèi)無(wú)能為力的病毒性疾病遇到了克星。用單克隆抗體可以檢測(cè)出多種病毒中非常細(xì)微的株間差異，鑒定細(xì)菌的種型和亞種。這些都是傳統(tǒng)血清法或動(dòng)物免疫法所做不到的，而且診斷異常準(zhǔn)確，誤診率大大降低。

（二）植物細(xì)胞工程的應(yīng)用

1.在果樹(shù)園林花卉林木生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用細(xì)胞工程技術(shù)主要是微繁殖和去病毒技術(shù)。幾乎所有的果樹(shù)都患有病毒病，而且多是通過(guò)營(yíng)養(yǎng)體繁殖代代相傳的。用去病毒試管苗技術(shù)，可以有效地防止病毒病的侵害，恢復(fù)種性并加速繁殖速度。近年來(lái)，對(duì)經(jīng)濟(jì)林木組織培養(yǎng)技術(shù)的研究也受到很大的重視。采用這一技術(shù)可比常規(guī)方法提前數(shù)年進(jìn)行大面積種植。特別是有些林木的種子休眠期很長(zhǎng)，常規(guī)育種十分費(fèi)時(shí)。植物細(xì)胞工程技術(shù)使現(xiàn)代花卉生產(chǎn)發(fā)生了革命性的變化。1960年，科學(xué)家首次利用微繁殖技術(shù)將蘭花的愈傷組織培養(yǎng)成植株后，很快形成了以組織培養(yǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的工業(yè)化生產(chǎn)體系——蘭花工業(yè)?，F(xiàn)在，世界蘭花市場(chǎng)上有150多種產(chǎn)品，其中大部分都是用快速微繁殖技術(shù)得到的試管苗。從此，市場(chǎng)供應(yīng)擺脫了氣候、地理和自然災(zāi)害等因素的限制。

2.糧食與蔬菜生產(chǎn)利用細(xì)胞工程技術(shù)進(jìn)行作物育種，是迄今人類(lèi)受益最多的一個(gè)方面。我國(guó)在這一領(lǐng)域已達(dá)到世界先進(jìn)水平，以花藥單倍體育種途徑，培育出的水稻品種或品系有近百個(gè)，小麥有30個(gè)左右。在常規(guī)的雜交育種中，育成一個(gè)新品種一般需要8～10年，而用細(xì)胞工程技術(shù)對(duì)雜種的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)，可大大縮短育種周期，一般提前2～3年，而且有利優(yōu)良性狀的篩選。前面已介紹過(guò)的微繁殖技術(shù)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上也有廣泛的用途，其技術(shù)比較成熟，并已取得較大的經(jīng)濟(jì)效益。蔬菜是人類(lèi)膳食中不可缺少的成分，它為人體提供必需的維生素、礦物質(zhì)等。蔬菜通常以種子、塊根、塊莖、插扦或分根等傳統(tǒng)方式進(jìn)行繁殖，化費(fèi)成本低。但是，在引種與繁育、品種的種性提純與復(fù)壯、育種過(guò)程的某些中間環(huán)節(jié)，植物細(xì)胞工程技術(shù)仍大有作為。

三、細(xì)胞工程種類(lèi)

1．染色體工程 染色體工程是按人們需要來(lái)添加或削減一種生物的染色體，或用別的生物的染色體來(lái)替換?？煞譃閯?dòng)物染色體工程和植物染色體工程兩種。動(dòng)物染色體工程主要采用對(duì)細(xì)胞進(jìn)行微操作的方法(如微細(xì)胞轉(zhuǎn)移方法等)來(lái)達(dá)到轉(zhuǎn)移基因的目的。植物細(xì)胞工程目前主要是利用傳統(tǒng)的雜交回交等方法來(lái)達(dá)到添加、消除或置換染色體的目的。

2．染色體組工程 染色體組工程是整個(gè)改變?nèi)旧w組數(shù)的技術(shù)。自從1937年秋水仙素用于生物學(xué)后，多倍體的工作得到了迅速發(fā)展，例如得到四倍體小麥，八倍體小黑麥等。

3．細(xì)胞質(zhì)工程 細(xì)胞質(zhì)工程又稱(chēng)細(xì)胞拆合工程，是通過(guò)物理或化學(xué)方法將細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞核分開(kāi)，再進(jìn)行不同細(xì)胞間核質(zhì)的重新組合，重建成新細(xì)胞?？捎糜谘芯考?xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)的關(guān)系的基礎(chǔ)研究和育種工作。

4．細(xì)胞融合工程 細(xì)胞融合工程是用自然或人工的方法使兩個(gè)或幾個(gè)不同細(xì)胞融合為一個(gè)細(xì)胞的過(guò)程。可用于產(chǎn)生新的物種或品系(植物上用得多，動(dòng)物上用得少)及產(chǎn)生單克隆抗體等。其中單克隆抗體技術(shù)利用克隆化的雜交瘤細(xì)胞分泌高度純一的單克隆抗體，具有很高的實(shí)用價(jià)值，在診斷和治療病癥方面有著廣泛的應(yīng)用前途。

四、對(duì)細(xì)胞工程的展望

細(xì)胞工程是一個(gè)非常年輕富有活力的領(lǐng)域。從誕生但現(xiàn)在還不到100年的歷史，組織培養(yǎng)技術(shù)與其他生物技術(shù)一起已經(jīng)成為世界經(jīng)濟(jì)中最具活力的支柱性的產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)影響。細(xì)胞工程已經(jīng)滲透到人類(lèi)生活的許多領(lǐng)域，取得了許多具有開(kāi)發(fā)性的研究成果。相信隨著人們對(duì)生命科學(xué)的認(rèn)識(shí)的不斷深入，細(xì)胞工程技術(shù)會(huì)得到更快的發(fā)展，在解決困擾人類(lèi)的人口、資源與環(huán)境等重大問(wèn)題上會(huì)有更大作為。隨細(xì)胞工程技術(shù)研究的不斷深入，它的前景和產(chǎn)生的影響將會(huì)日益地顯示出來(lái)。

參考文獻(xiàn)：

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[7]朱至清.2003.植物細(xì)胞工程.北京：化學(xué)工業(yè)出版社

第二篇：細(xì)胞工程

正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程

對(duì)于單因素或兩因素試驗(yàn)，因其因素少，試驗(yàn)的設(shè)計(jì)、實(shí)施與分析都比較簡(jiǎn)單。但在實(shí)際工作中，常常需要同時(shí)考察3個(gè)或3個(gè)以上的試驗(yàn)因素，若進(jìn)行全面試驗(yàn)，則試驗(yàn)的規(guī)模將很大，往往因?qū)嶒?yàn)條件的限制而難于實(shí)施。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)就是安排多因素試驗(yàn)、尋求最優(yōu)水平組合的一種高效率試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。

一、正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的概念及原理

1、正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本概念

正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)是利用正交表來(lái)安排與分析多因素試驗(yàn)的一種設(shè)計(jì)方法。它是由試驗(yàn)因素的全部水平組合中，挑選部分有代表性的水平組合進(jìn)行試驗(yàn)的，通過(guò)對(duì)這部分試驗(yàn)結(jié)果的分析了解全面試驗(yàn)的情況，找出最優(yōu)的水平組合。

2、正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原理

在試驗(yàn)安排中，每個(gè)因素在研究的范圍內(nèi)選幾個(gè)水平，就好比在選優(yōu)區(qū)內(nèi)打上網(wǎng)格，如果網(wǎng)上的每個(gè)點(diǎn)都做試驗(yàn)，就是全面試驗(yàn)。如上例中，3個(gè)因素的選優(yōu)區(qū)可以用一個(gè)立方體表示（圖10-1），3個(gè)因素各取3個(gè)水平，把立方體劃分成27個(gè)格點(diǎn)。若27個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)都試驗(yàn)，就是全面試驗(yàn)。3因素3水平的全面試驗(yàn)水平組合數(shù)為33=27，4因素3水平的全面試驗(yàn)水平組合數(shù)為34=81，5因素3水平的全面試驗(yàn)水平組合數(shù)為35=243，這在科學(xué)試驗(yàn)中是有可能做不到的。正交設(shè)計(jì)就是從選優(yōu)區(qū)全面試驗(yàn)點(diǎn)（水平組合）中挑選出有代表性的部分試驗(yàn)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)。

3、正交表及其基本性質(zhì)

3.1 正交表

由于正交設(shè)計(jì)安排試驗(yàn)和分析試驗(yàn)結(jié)果都要用到正交表，因此，我們先對(duì)正交表作一介紹。常用的正交表已由數(shù)學(xué)工作者制定出來(lái)，供進(jìn)行正交設(shè)計(jì)師選用（詳見(jiàn)有關(guān)參考書(shū)）。正交表記號(hào)為L(zhǎng)a（bc），其中L代表正交表，a表示試驗(yàn)的次數(shù)即行數(shù)，b表示因素的水平數(shù)，c表示因素的個(gè)數(shù)即列數(shù)。

3.2 正交表的基本性質(zhì)

3.2.1正交性

?任一列中，各水平都出現(xiàn)，且出項(xiàng)的次數(shù)相等；

? 任兩列之間各種不同水平的所有可能組合都出現(xiàn)，且出現(xiàn)的次數(shù)相等；

3.2.2代表性

? 一方面，任一列的各水平都出現(xiàn)，使得部分試驗(yàn)中包括了所有因素的所有水平；任兩列的所有水平組合都出現(xiàn)，使任意兩因素間的試驗(yàn)組合為全面試驗(yàn)。另一方面，由于正交表的正交性，正交試驗(yàn)的試驗(yàn)點(diǎn)必然均衡地分布在全面試驗(yàn)點(diǎn)中，具有很強(qiáng)的代表性。因此，部分試驗(yàn)尋找的最優(yōu)條件與全面試驗(yàn)所找的最優(yōu)條件，應(yīng)有一致的趨勢(shì)。

3.2.3綜合可比性

任一列的各水平出現(xiàn)的次數(shù)相等；任兩列間所有水平組合出現(xiàn)次數(shù)相等，使得任一因素各水平的試驗(yàn)條件相同。這就保證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擾。從而可以綜合比較該因素不同水平對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響情況。

根據(jù)以上特性，我們用正交表安排的試驗(yàn)，具有均衡分散和整齊可比的特點(diǎn)。?所謂均衡分散，是指用正交表挑選出來(lái)的各因素水平組合在全部水平組合中的分布是均勻的。

所謂均衡分散，是指用正交表挑選出來(lái)的各因素水平組合在全部水平組合中的分布是均勻的5、試驗(yàn)結(jié)果分析

? 分清各因素及其交互作用的主次順序，分清哪個(gè)是主要因素，哪個(gè)是次要因素； 判斷因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)影響的顯著程度； 找出試驗(yàn)因素的優(yōu)水平和試驗(yàn)范圍內(nèi)的最優(yōu)組合，即試驗(yàn)因素各取什么水平時(shí)，試驗(yàn)指標(biāo)最好； 分析因素與試驗(yàn)指標(biāo)之間的關(guān)系，即當(dāng)因素變化時(shí)，試驗(yàn)指標(biāo)是如何變化的。找出指標(biāo)隨因素變化的規(guī)律和趨勢(shì)，為進(jìn)一步試驗(yàn)指明方向； 了解各因素之間的交互作用情況； 估計(jì)試驗(yàn)誤差的大小。

5.1直觀分析法——極差分析法

計(jì)算簡(jiǎn)便，直觀，簡(jiǎn)單易懂，是正交試驗(yàn)結(jié)果分析最常用方法。

Rj為第j列因素的極差，反映了第j列因素水平波動(dòng)時(shí)，試驗(yàn)指標(biāo)的變動(dòng)幅度。Rj越大，說(shuō)明該因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響越大。根據(jù)Rj大小，可以判斷因素的主次順序。

Kjm為第j列因素m水平所對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)指標(biāo)和，kjm為Kjm平均值。由kjm大小可以判斷第j列因素優(yōu)水平和優(yōu)組合。

5.1.1確定試驗(yàn)因素的優(yōu)水平和最優(yōu)水平組合分析A因素各水平對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響。根據(jù)正交設(shè)計(jì)的特性，對(duì)A1、A2、A3、A4來(lái)說(shuō)，四組試驗(yàn)的試驗(yàn)條件是完全一樣的（綜合可比性），可進(jìn)行直接比較。如果因素A對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)無(wú)影響時(shí)，那么kA1、kA2、kA3、kA4應(yīng)該相等。如果kA1、kA2、kA3、kA4不相等。說(shuō)明，A因素的水平變動(dòng)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有影響。因此，根據(jù)kA1、kA2、kA3、kA4的大小可以判斷A1、A2、A3、A4對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響大小。由于試驗(yàn)指標(biāo)為產(chǎn)率，若kA2>kA3>kA1>kA4，所以可斷定A2為A因素的優(yōu)水平。

同理，可以計(jì)算并確定B、C、D因素的優(yōu)水平。

5.1.1確定試驗(yàn)因素的優(yōu)水平和最優(yōu)水平組合分析A因素各水平對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響。根據(jù)正交設(shè)計(jì)的特性，對(duì)A1、A2、A3、A4來(lái)說(shuō)，四組試驗(yàn)的試驗(yàn)條件是完全一樣的（綜合可比性），可進(jìn)行直接比較。如果因素A對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)無(wú)影響時(shí)，那么kA1、kA2、kA3、kA4應(yīng)該相等。如果kA1、kA2、kA3、kA4不相等。說(shuō)明，A因素的水平變動(dòng)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有影響。因此，根據(jù)kA1、kA2、kA3、kA4的大小可以判斷A1、A2、A3、A4對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響大小。由于試驗(yàn)指標(biāo)為產(chǎn)率，若kA2>kA3>kA1>kA4，所以可斷定A2為A因素的優(yōu)水平。

同理，可以計(jì)算并確定B、C、D因素的優(yōu)水平。

5.1.2確定因素的主次順序

根據(jù)極差Rj的大小，可以判斷各因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響主次。極差越大的，該因素對(duì)產(chǎn)率的影響越大，反之越小。

5.1.3繪制因素與指標(biāo)趨勢(shì)圖

以各因素水平為橫坐標(biāo)，試驗(yàn)指標(biāo)的平均值（kjm）為縱坐標(biāo)，繪制因素與指標(biāo)趨勢(shì)圖。由因素與指標(biāo)趨勢(shì)圖可以更直觀地看出試驗(yàn)指標(biāo)隨著因素水平的變化而變化的趨勢(shì)，可為進(jìn)一步試驗(yàn)指明方向。

最后得出試驗(yàn)的最優(yōu)組合和次優(yōu)組合。

5.2方差分析

極差分析法簡(jiǎn)單明了，通俗易懂，計(jì)算工作量少便于推廣普及。但這種方法不能將試驗(yàn)中由于試驗(yàn)條件改變引起的數(shù)據(jù)波動(dòng)同試驗(yàn)誤差引起的數(shù)據(jù)波動(dòng)區(qū)分開(kāi)來(lái)，也就是說(shuō)，不能區(qū)分因素各水平間對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)結(jié)果的差異究竟是由于因素水平不同引起的，還是由于試驗(yàn)誤差引起的，無(wú)法估計(jì)試驗(yàn)誤差的大小。此外，各因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響大小無(wú)法給以精確的數(shù)量

估計(jì)，不能提出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判斷所考察因素作用是否顯著。為了彌補(bǔ)極差分析的缺陷，可采用方差分析。

方差分析基本思想是將數(shù)據(jù)的總變異分解成因素引起的變異和誤差引起的變異兩部分，構(gòu)造F統(tǒng)計(jì)量，作F檢驗(yàn)，即可判斷因素作用是否顯著。

方差分析基本思想是將數(shù)據(jù)的總變異分解成因素引起的變異和誤差引起的變異兩部分，構(gòu)造F統(tǒng)計(jì)量，作F檢驗(yàn)，即可判斷因素作用是否顯著

5.2.1 偏差平方和

1616

nS總?（y?

n?1

2?y）?2

j2?n?12jyn?CT?IV2j2CT?G21616,G??n?1yn,f總?16?1?15S因素?Ij?II?III4?CT

Ij、IIj、IIIj、IVj分別表示第j列中1,2,3,4水平對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)結(jié)果之和。

總偏差平方和＝各列因素偏差平方和+誤差偏差平方和。

5.2.2自由度

f總=試驗(yàn)的次數(shù)-1；f因=因素的水平數(shù)-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

誤差的方差=誤差的偏差平方和/誤差的自由度

5.2.4構(gòu)造F統(tǒng)計(jì)量

5.2.5列方差分析表，作F檢驗(yàn)

? 當(dāng)FA>F0.01(f1，f2)時(shí)，說(shuō)明該因子水平的改變，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有高度顯著地影響，記作**。當(dāng)F0.01(f1,f2)>FA>F0.05(f1,f2)時(shí)，說(shuō)明該因子水平的改變，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有顯著地影響，記作*。當(dāng)F0.05(f1,f2)>FA>F0.10(f1,f2)時(shí)，說(shuō)明該因子水平的改變，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有一定的影響，記作*-。

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

6、驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)結(jié)果分析得出最優(yōu)生產(chǎn)條件，進(jìn)行最優(yōu)試驗(yàn)條件的驗(yàn)證。

7、結(jié)論

通過(guò)了驗(yàn)證試驗(yàn)，最后可以得出結(jié)論。

1] 唐宗祥等.小麥成熟胚離體培養(yǎng)研究[J].植物學(xué)報(bào),2003,5-6.[2] 騰世云,王殿久.小麥幼胚組織培養(yǎng)及其再生植株移栽條件的研究[J].植物生物學(xué)學(xué)報(bào),1990,1：49-55.[3] 王亞馥,崔凱榮,陳克明,等.小麥幼胚培養(yǎng)中體細(xì)胞胚發(fā)生和植株再生[J].植物學(xué)通報(bào)增刊,1992,：29.[4] Larkin PJ,Pyan SA,Brettell RIS,et al.Heritable Sornaclonal Variation

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大學(xué)學(xué)報(bào),1996,4:451-456.[11] 梁竹青，高明尉.不同小麥基因型對(duì)體細(xì)胞組織培養(yǎng)的反應(yīng)[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科

學(xué),1986,2:42-48.[12] 王大元.經(jīng)濟(jì)作物組織培養(yǎng)[M].北京:科學(xué)出版社,1988:73-78.[作者簡(jiǎn)介] 孫百虎（1981-）男，陜西西安人，助教，天津大學(xué)在讀碩士，研究方向：生物技術(shù)。

S因素

F因素?f因素S誤差

f誤差

第三篇：細(xì)胞工程說(shuō)課稿

《細(xì)胞工程》說(shuō)課稿

各位專(zhuān)家、領(lǐng)導(dǎo)下午好！

今天我就《細(xì)胞工程》的教學(xué)向各位作一簡(jiǎn)單匯報(bào)。

一、講教材

《細(xì)胞工程》我們采用的教材是國(guó)家高職高專(zhuān)“十一五”規(guī)劃教材，是在掌握“生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、普通生物學(xué)”等的基礎(chǔ)上進(jìn)行教學(xué)的。“細(xì)胞工程”是現(xiàn)代生物技術(shù)的重要組成部分，同時(shí)也是現(xiàn)代生物學(xué)研究的重要技術(shù)工具。所以通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生要掌握生物組織、器官及其細(xì)胞離體培養(yǎng)的原理與技術(shù)，為從事生物學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)研究及其與細(xì)胞工程有關(guān)的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)奠定良好的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。

本課程共分三大篇，第一篇為細(xì)胞工程的基本知識(shí)，第二篇為植物細(xì)胞工程，第三篇為動(dòng)物細(xì)胞工程。整個(gè)課程是以“細(xì)胞全能性”為基本理論，“無(wú)菌操作”為主要操作技能，“定方案-配培養(yǎng)基-選擇外植體-培養(yǎng)”為基本流程。1.教學(xué)目標(biāo)：理論知識(shí)方面，重點(diǎn)掌握本學(xué)科的基本原理和基本技術(shù)即：細(xì)胞全能性學(xué)說(shuō)在細(xì)胞工程中的指導(dǎo)作用；掌握不同組織、器官的培養(yǎng)特點(diǎn)和控制方法。了解細(xì)胞工程的各類(lèi)技術(shù)在現(xiàn)代生物學(xué)與生物技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用途徑與發(fā)展?jié)摿Α?/p>

實(shí)踐技能方面，重點(diǎn)掌握細(xì)胞工程的基本操作技術(shù)—無(wú)菌操作；掌握外植體選擇、愈傷組織和胚狀體誘導(dǎo)、器官發(fā)生調(diào)控等基本技術(shù)；

2.教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)：掌握”細(xì)胞全能性“理論的指導(dǎo)下，不同組織、器官和細(xì)胞培

養(yǎng)的調(diào)控方式。

3.情感態(tài)度：通過(guò)了解“細(xì)胞工程”技術(shù)在國(guó)民生活生產(chǎn)中的重要意義，來(lái)激發(fā)

學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和動(dòng)力。同時(shí)在實(shí)驗(yàn)操作中，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)互助精神。

二、講教法

主要通過(guò)已有的生物的基礎(chǔ)知識(shí)和生活中的實(shí)例來(lái)引出學(xué)生的參與。

《細(xì)胞工程》有三大篇組成，第一篇是基礎(chǔ)知識(shí)部分，主要內(nèi)容圍繞“基本儀器的功能，配制培養(yǎng)基和創(chuàng)造無(wú)菌環(huán)境”展開(kāi)。利用學(xué)生掌握的生物知識(shí)，根據(jù)培養(yǎng)基的功能讓學(xué)生嘗試著回答出“培養(yǎng)基的主要組成成分”。講到創(chuàng)造無(wú)菌環(huán)境部分，用家庭中開(kāi)水燙容器和大型餐廳用紫外消毒柜給餐具消毒的事例引出所用儀器設(shè)備以及環(huán)境消毒的原則和方法。第二篇和第三篇以同一種模式講解，多“以舊帶新”的方式講，在掌握植物組織培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，整個(gè)講課環(huán)節(jié)都可以在共性的基礎(chǔ)“選擇培養(yǎng)材料→選擇培養(yǎng)基→在合適條件下培養(yǎng)”上，然后根據(jù)每一章節(jié)的特殊之處進(jìn)行詳細(xì)講解。例如“莖尖脫毒技術(shù)”中，除植物組織培養(yǎng)流程之外，需要補(bǔ)充到病毒的檢測(cè)和脫毒的預(yù)處理，同時(shí)莖尖剝離技術(shù)也是需要掌握的重點(diǎn)技能。在課堂講操作原則，實(shí)踐課上進(jìn)行具體的操作。

三、講學(xué)法

學(xué)生在掌握基本知識(shí)和操作技能的基礎(chǔ)上，通過(guò)老師的提示，在課堂上回答新的

第四篇：題庫(kù)細(xì)胞工程

2

細(xì)胞工程：以生物細(xì)胞、組織或器官為研究對(duì)象，運(yùn)用工程學(xué)原理，按照預(yù)定目標(biāo)，改變生物性狀,生產(chǎn)生物產(chǎn)品，為人類(lèi)生產(chǎn)或生活服務(wù)的科學(xué)。

2

培養(yǎng)基母液：把培養(yǎng)基中的各種大量元素用量擴(kuò)大l0倍，微量元素、有機(jī)元素和激素等用量擴(kuò)大l00倍，分別或混合溶解制成濃縮液，這種濃縮液稱(chēng)為母液 2

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)：調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)的物質(zhì)，以極微小的量影響到植物細(xì)胞的分裂、分化、發(fā)育，影響植物的形態(tài)建成、開(kāi)花、結(jié)實(shí)、成熟、脫落、衰老和休眠、萌發(fā)等許許多多的生理生化活動(dòng)，包括植物激素和人工合成的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑

2

離體培養(yǎng)：指從植物體分離出符合需要的組織、器官、細(xì)胞或原生質(zhì)體等，通過(guò)無(wú)菌操作，在人工控制條件下進(jìn)行培養(yǎng)以獲得再生的完整植株或生產(chǎn)具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的其他產(chǎn)品的技術(shù)

2

細(xì)胞全能性：是指細(xì)胞具有發(fā)育成完整個(gè)體的遺傳潛能。也可以指?jìng)€(gè)體某個(gè)器官或組織已經(jīng)分化的細(xì)胞在適宜的條件下再生成完整個(gè)體的遺傳潛能。

2

外植體：指用于離體培養(yǎng)的活的植物器官、組織、細(xì)胞和原生質(zhì)體等

2

愈傷組織：自然條件下，植物在受傷之后，創(chuàng)傷部位的細(xì)胞脫分化不斷增殖，形成松散排列、無(wú)特定結(jié)構(gòu)的非器官化組織

組織培養(yǎng)中，人工培養(yǎng)基上由外植體細(xì)胞經(jīng)脫分化產(chǎn)生的一團(tuán)不定形的、疏松排列的、沒(méi)有分化的薄壁細(xì)胞

2

極性：通常是指在器官、組織甚至細(xì)胞中，在不同的軸向上存在某種形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理生化上的梯度差異。

2

細(xì)胞分化：由發(fā)育起始狀態(tài)的合子沿個(gè)體發(fā)育方向不斷分化出形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理功能不同的細(xì)胞、組織、器官而最終形成完整植株的過(guò)程

2

細(xì)胞去分化：一個(gè)成熟細(xì)胞回復(fù)到分生狀態(tài)或胚性細(xì)胞狀態(tài)的現(xiàn)象，即失去已分化細(xì)胞的典型特征的過(guò)程

2

細(xì)胞再分化：脫分化的分生細(xì)胞重新恢復(fù)分化能力，沿著正常的發(fā)育途徑，形成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的細(xì)胞的過(guò)程

2

胚狀體：經(jīng)體細(xì)胞胚發(fā)生形成類(lèi)似合子胚的結(jié)構(gòu)

2

次生胚：有些植物從體細(xì)胞胚的細(xì)胞中又可產(chǎn)生體細(xì)胞胚，這一過(guò)程稱(chēng)為重復(fù)體細(xì)胞胚胎發(fā)生，形成的體細(xì)胞胚稱(chēng)為次生胚 2

胚性細(xì)胞：又稱(chēng)體胚原始細(xì)胞，一類(lèi)獨(dú)特的細(xì)胞，它與分生細(xì)胞相似，通常較小，近圓形，具較大的核和核仁，并能高度染色，胞質(zhì)濃厚

2

看護(hù)培養(yǎng)：用一塊活躍生長(zhǎng)的愈傷組織塊來(lái)看護(hù)單個(gè)細(xì)胞使其生長(zhǎng)和增殖 2

人工種子：將植物離體培養(yǎng)中產(chǎn)生的胚狀體（體胚）或者能發(fā)育成完整植株的分生組織（不定芽、小鱗莖、短枝、毛狀根、愈傷組織等），包裹在有養(yǎng)分和具有保護(hù)功能的物質(zhì)中形成的類(lèi)似于天然植物種子的結(jié)構(gòu)，并在適宜條件下發(fā)芽出苗的顆粒體。

2

原生質(zhì)體：去除細(xì)胞壁后存活的植物細(xì)胞

2

細(xì)胞系：經(jīng)過(guò)再培養(yǎng)后而形成的具有增殖能力、特性專(zhuān)

一、類(lèi)型均勻的培養(yǎng)細(xì)胞 2

細(xì)胞融合：是在自發(fā)或人工誘導(dǎo)下，兩個(gè)不同基因型的細(xì)胞或原生質(zhì)體融合形成一個(gè)雜種細(xì)胞。

2

體細(xì)胞雜交:采用細(xì)胞融合的方法，使原來(lái)不能或很難進(jìn)行有性雜交的兩種生物，通過(guò)體細(xì)胞融合將它們的染色體核基因共存于一個(gè)雜交細(xì)胞 2

體細(xì)胞變異：非性細(xì)胞產(chǎn)生的遺傳變異或表觀遺傳變異

體細(xì)胞無(wú)性系變異：植物外植體經(jīng)組織、細(xì)胞培養(yǎng)的脫分化和再分化過(guò)程，表現(xiàn)于再生植株中的變異

2

突變體：是指發(fā)生突變的個(gè)體，具有與野生型不同的表型的特點(diǎn)。由于基因或染色體的DNA序列發(fā)生改變，導(dǎo)致細(xì)胞或生物體獲得了不同于野生型（原始、未突變）的新表型

2

異核體：不同種屬或同一種屬的不同生物個(gè)體的親本細(xì)胞發(fā)生融合所形成的含有不同細(xì)胞核的融合細(xì)胞

2

成批培養(yǎng)：將一定量的細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)分散在一定量的液體培養(yǎng)基中進(jìn)行密封培養(yǎng)看賣(mài)弄

2

原代培養(yǎng)：也稱(chēng)初代培養(yǎng)期。從體內(nèi)取出組織接種在培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)到第一次傳代前階段，一般持續(xù)1-4周。

繼代培養(yǎng)：是指愈傷組織在培養(yǎng)基上生長(zhǎng)一段時(shí)間后，營(yíng)養(yǎng)物枯竭，水分散失，并已經(jīng)積累了一些代謝產(chǎn)物，此時(shí)需要將這些組織轉(zhuǎn)移到新的培養(yǎng)基上，這種轉(zhuǎn)移稱(chēng)為繼代培養(yǎng)或傳代培養(yǎng) 接觸抑制：當(dāng)細(xì)胞在基質(zhì)上分裂增殖，逐漸匯合成片即每個(gè)細(xì)胞與其周?chē)募?xì)胞相互接觸時(shí)，細(xì)胞就停止增殖，即細(xì)胞密度不再增加

【簡(jiǎn)答題】：

1.簡(jiǎn)述細(xì)胞工程在生物技術(shù)領(lǐng)域中的地位。

細(xì)胞工程是細(xì)胞水平上的生物工程，是現(xiàn)代生物技術(shù)的橋梁與紐帶，也是該領(lǐng)域中最直接應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐并取得顯著效益的應(yīng)用科學(xué)。它與其他相關(guān)學(xué)科理論（基因工程、發(fā)酵工程、生化工程等）交叉發(fā)展，必須與其它生物技術(shù)相結(jié)合才能更好地發(fā)揮作用

2.目前，常用的植物細(xì)胞培養(yǎng)基種類(lèi)有哪些？各有什么特點(diǎn)？

1）MS培養(yǎng)基

特點(diǎn)是無(wú)機(jī)鹽和離子濃度較高，是較穩(wěn)定的平衡溶液。養(yǎng)分的數(shù)量和比例較合適

2）B5培養(yǎng)基

其主要特點(diǎn)是含有較低的銨，這是因?yàn)殇@對(duì)不少培養(yǎng)物的生長(zhǎng)有抑制作用。

3）White培養(yǎng)基

其特點(diǎn)是無(wú)機(jī)鹽數(shù)量較低，適于生根培養(yǎng)

4）N6培養(yǎng)基

其特點(diǎn)是成分較簡(jiǎn)單，KNO3和（NH4）2SO4含量高。5）KM8P培養(yǎng)基

其特點(diǎn)是有機(jī)成分較復(fù)雜，它包括了所有的單糖和維生素，廣泛用于原生質(zhì)融合培養(yǎng)。

3.配制培養(yǎng)基時(shí)，為什么要先配母液？如何配制母液？

1）培養(yǎng)基中含有的元素很多，每次配制培養(yǎng)基時(shí)，要對(duì)所有的元素一個(gè)個(gè)進(jìn)行稱(chēng)量、溶解，非常繁瑣。特別是微量元素用量很少，用普通天平很難稱(chēng)量準(zhǔn)確。配制母液不但可以保證各物質(zhì)成分的準(zhǔn)確性及配制時(shí)的快速移取，而且還便于低溫保藏，可多次利用

2）確定培養(yǎng)基----按照擴(kuò)大倍數(shù)稱(chēng)量----溶解----按順序混合----定容----母液分裝----貼標(biāo)簽----保存于冰箱

大量元素應(yīng)配成濃度為10倍的母液，一般將微量元素配制成100倍的母液，使用時(shí)再稀釋100倍

配置時(shí)化合物應(yīng)分別稱(chēng)量，分別溶解；混合時(shí)注意先后順序，防止產(chǎn)生沉淀；混合時(shí)要邊攪拌邊混合

4.例舉三種常用的物理滅菌方式，簡(jiǎn)述其原理和優(yōu)缺點(diǎn)。

濕熱滅菌：在密閉的蒸鍋內(nèi)，蒸汽不能外溢，壓力不斷上升，使水的沸點(diǎn)不斷提高，從而鍋內(nèi)溫度也隨之增加。在0.1MPa的壓力下，鍋內(nèi)溫度達(dá)到121℃。在此蒸汽溫度下，可以很快殺死各種細(xì)菌及其高度耐熱的芽孢（穿透力強(qiáng)）干熱滅菌：利用烘箱烘烤滅菌，溫度與滅菌時(shí)間成反比，一般設(shè)定160℃，滅菌時(shí)間2-3h，主要用于玻璃器皿的滅菌

過(guò)濾滅菌：用細(xì)菌不能通過(guò)致密具孔濾材的原理以除去氣體或液體中微生物的方法。常用于氣體、熱不穩(wěn)定的藥品溶液或原料的除菌

5.常用的滅菌方法有哪些，各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？

1）濕熱滅菌（高壓蒸汽滅菌）優(yōu)點(diǎn)：高溫高壓蒸汽對(duì)生物材料有良好的穿透力，能造成蛋白質(zhì)變性凝固而使微生物死亡，是一種最有效的滅菌方法。缺點(diǎn)：如果是對(duì)培養(yǎng)基或液體溶液滅菌，滅菌時(shí)間與需要滅菌的培養(yǎng)基或液體溶液的體積密切相關(guān)，時(shí)間不足達(dá)不到滅菌效果，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)培養(yǎng)基內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)遭到破壞，影響培養(yǎng)基成分。

2）過(guò)濾除菌 優(yōu)點(diǎn)：有些滅菌的材料不能受熱，可以用過(guò)濾法來(lái)滅菌，可以濾除絕大多數(shù)微生物的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞 缺點(diǎn)：易污染，過(guò)濾法的最大缺點(diǎn)是不能濾除病毒.多數(shù)濾器具吸附性

3）干熱滅菌 優(yōu)點(diǎn)：在干熱條件下可將細(xì)菌殺死，方便，不易污染，殺菌效果較理想 缺點(diǎn)：干熱滅菌存在能源消耗大、浪費(fèi)時(shí)間、安全性差問(wèn)題；在干燥狀態(tài)下，熱穿透力弱，溫度不宜均勻

4）紫外線滅菌 優(yōu)點(diǎn)：具有較高的殺菌效率，運(yùn)行安全可靠；對(duì)隱孢子蟲(chóng)和賈第蟲(chóng)有特效消毒效果；不產(chǎn)生有毒有害產(chǎn)物；操作簡(jiǎn)單 缺點(diǎn)：由于紫外線穿透物質(zhì)的能力很弱，所以只適于空氣中和物體表面的滅菌，而且要求距照射物質(zhì)以不超過(guò)1.2m為宜。

5）藥劑滅菌 優(yōu)點(diǎn)：方法簡(jiǎn)便，只需要藥劑噴灑在要消毒的空間或材料表面即可，殺菌又除塵 缺點(diǎn)：濃度太高，可能有腐蝕作用

6.配制培養(yǎng)基時(shí)，加入一定量的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)，它們?cè)陔x體培養(yǎng)過(guò)程中有哪些作用？

包括植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑與植物激素，是植物細(xì)胞生長(zhǎng)的調(diào)節(jié)物質(zhì)，以極微小的量起作用。它能誘導(dǎo)細(xì)胞分裂、愈傷組織再分化以及胚狀體發(fā)育。植物激素主要包括生長(zhǎng)素類(lèi)、細(xì)胞分裂素類(lèi)和赤霉素類(lèi)，有時(shí)也使用脫落酸、乙烯等物質(zhì)。

生長(zhǎng)素類(lèi)：用于誘導(dǎo)愈傷組織的形成、根的分化以及細(xì)胞的分裂和伸長(zhǎng)，誘導(dǎo)胚狀體產(chǎn)生

細(xì)胞分裂素類(lèi)：促進(jìn)細(xì)胞分裂和分化，誘導(dǎo)胚狀體和不定芽形成，延緩組織的衰老并增強(qiáng)蛋白質(zhì)的合成

赤霉素：加速細(xì)胞的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)，也促進(jìn)細(xì)胞分裂。

大多數(shù)情況下對(duì)組培中器官和胚狀體的形成表現(xiàn)抑制作用，但對(duì)已形成器官和胚狀體的生長(zhǎng)通常有促進(jìn)作用 脫落酸：適量的ABA可提高體細(xì)胞胚發(fā)生的頻率和質(zhì)量，抑制異常體細(xì)胞胚的發(fā)生

7.試述植物細(xì)胞全能性的含義和應(yīng)用。

含義：植物細(xì)胞無(wú)論是體細(xì)胞還是生殖細(xì)胞均具有該物種的全套遺傳信息；只有在適宜的條件下，植物細(xì)胞才具有發(fā)育成完整植株的能力；植物每個(gè)細(xì)胞均具有發(fā)育成完整植株的能力

應(yīng)用：無(wú)性系的快速繁殖；培養(yǎng)無(wú)病毒種苗；新品種的選育（花培和單倍體育種、離體胚培養(yǎng)和雜種植株的獲得、體細(xì)胞誘變和突變體篩選、細(xì)胞融合和雜種植株的獲得）；人工種子；藥用植物和次生物質(zhì)的工業(yè)化生產(chǎn)

8.實(shí)現(xiàn)植物細(xì)胞全能性的條件是什么？

具有較強(qiáng)全能性的細(xì)胞從植物組織抑制性影響下解脫出來(lái)，使其處于獨(dú)立發(fā)育的離體條件下；賦予離體細(xì)胞一定刺激，包括營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、植物激素、光周期、溫度、酸堿度等

9.優(yōu)良愈傷組織有何生長(zhǎng)特性？

（1）高度的胚性或再分化能力，以便從這些愈傷組織得到再生植物

（2）容易散碎，以便用這些愈傷組織建立優(yōu)良的懸浮系，并且在需要時(shí)能從中分離出全能性的原生質(zhì)體

（3）旺盛的自我增殖能力，以便用這些愈傷組織建立大規(guī)模的愈傷組織無(wú)性系（4）經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期繼代保存而不喪失胚性，便有可能對(duì)它們進(jìn)行各種遺傳操作 10.何為胚狀體？胚狀體和合子胚有何異同？

胚狀體 離體培養(yǎng)條件下，沒(méi)有經(jīng)過(guò)受精過(guò)程，但是經(jīng)過(guò)了胚胎發(fā)育過(guò)程所形成的胚狀類(lèi)似物，此現(xiàn)象無(wú)論在體細(xì)胞培養(yǎng)還是生殖細(xì)胞培養(yǎng)中均可以看到，因而統(tǒng)稱(chēng)為體細(xì)胞胚或胚狀體。

異：胚狀體起源于非合子細(xì)胞，是體細(xì)胞體外培養(yǎng)而來(lái)，不同于合子胚，合子胚是經(jīng)過(guò)受精發(fā)育而來(lái)的

與合子胚相比，體細(xì)胞胚子葉不規(guī)范、胚小、含水量高、對(duì)脫水敏感、沒(méi)有休眠

相同點(diǎn)：都含有一整套遺傳信息,都可以發(fā)育成新一代生物個(gè)體。胚狀體的維管束與合子胚一樣,是獨(dú)立產(chǎn)生的,與母體維管束不相連 11.影響胚狀體發(fā)生的主要因素有哪些？

因素：氮源【NH4+與NO3-的相對(duì)和絕對(duì)量都影響體細(xì)胞胚的發(fā)生，誘導(dǎo)培養(yǎng)基中還原態(tài)氮的存在與否最為關(guān)鍵】

生長(zhǎng)素【內(nèi)源IAA含量上升或維持在相對(duì)高水平是誘導(dǎo)胚性細(xì)胞發(fā)生的基礎(chǔ)，胚性愈傷組織內(nèi)源生長(zhǎng)素的含量遠(yuǎn)高于非胚性愈傷組織】

組織起源【對(duì)于距活體胚胎發(fā)育較近的組織和成熟及未成熟的胚胎在離體條件下可能更利于體細(xì)胞胚的誘導(dǎo)】

供體植物的基因型、培養(yǎng)物的生理狀況、培養(yǎng)基中的外源激素、天然提取物和活性炭等都可影響胚狀體的發(fā)生

12.如何區(qū)分離體培養(yǎng)條件下的不定芽和胚狀體？

體細(xì)胞胚經(jīng)過(guò)了胚胎發(fā)育過(guò)程，具有胚根、胚芽和胚軸的完整結(jié)構(gòu)

體細(xì)胞胚最根本的特征為兩極性，即在發(fā)育的早期階段從方向相反的兩端分化出莖端和根端；不定芽是在器官發(fā)生方式分化的單極性特征下形成的。體細(xì)胞胚的維管組織分布是獨(dú)立的“Y”字形結(jié)構(gòu)，與外植體組織無(wú)結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系；而愈傷組織上分化的不定芽一般在愈傷組織表面，與外植體或愈傷組織的維管組織相聯(lián)系

13.目前研制的人工種子結(jié)構(gòu)是怎樣的？

人工種子由以下三部分組成：

①具有良好發(fā)育的體細(xì)胞胚，并能發(fā)育成正常完整植株：廣義的體細(xì)胞胚由組織培養(yǎng)中獲得的體細(xì)胞胚即胚狀體、愈傷組織、原球莖、不定芽、頂芽、腋芽或小鱗莖等繁殖體組成。②人工胚乳，一般由含有供應(yīng)胚狀體養(yǎng)分的膠囊組成，養(yǎng)分包括礦質(zhì)元素、維生素、碳源及激素等。③膠囊之外的包膜稱(chēng)之為人工種皮，有防止機(jī)械損傷及水分干燥等保護(hù)作用。

14.控制胚性細(xì)胞同步化的方法有哪些？

①抑制劑法促進(jìn)細(xì)胞同步分裂；培養(yǎng)初期加入DNA合成抑制劑，使DNA合成暫時(shí)停止，當(dāng)除去DNA合成抑制劑，細(xì)胞開(kāi)始進(jìn)行同步分裂 ②低溫處理促進(jìn)細(xì)胞同步分裂；抑制了細(xì)胞分裂，一段時(shí)間后再恢復(fù)正常培養(yǎng)溫度

③滲透壓控制同步化法；不同發(fā)育階段的胚，具有不同的滲透壓要求，通過(guò)調(diào)節(jié)滲透壓來(lái)控制胚的發(fā)育，使其停留在某一階段，然后同步發(fā)育 ④同步胚的分段收集篩選法；用不同孔徑的尼龍網(wǎng)或采用密度梯度離心來(lái)選擇不同發(fā)育階段的胚，然后再轉(zhuǎn)入適宜它們發(fā)育的培養(yǎng)基上，使幼胚繼續(xù)發(fā)育。⑤通氣法。乙烯的產(chǎn)生與細(xì)胞分裂密切相關(guān)，在細(xì)胞分裂達(dá)到高峰前，有一個(gè)乙烯合成高峰，在培養(yǎng)基中通入乙烯或氮?dú)?，控制?xì)胞同步分裂 15.植物離體無(wú)性繁殖主要適用于哪些植物？與常規(guī)無(wú)性繁殖相比有什么優(yōu)勢(shì)？

植物離體無(wú)性繁殖主要適用于園藝觀賞植物、農(nóng)作物、藥用植物及經(jīng)濟(jì)林木的種苗生產(chǎn)。（1）周期短，便于控制培養(yǎng)條件。繁殖速度快，經(jīng)濟(jì)效益高。（2）占用空間小，不受地區(qū)、季節(jié)限制。（3）繁殖珍稀、瀕臨苗木和突變體，是優(yōu)良品種培養(yǎng)的有效途徑。（4）利物保持原來(lái)品種的特性。

16.分離植物單細(xì)胞的方法有哪些？

有以下三種：

(一)機(jī)械法:主要通過(guò)機(jī)械磨碎、切割植物體從而獲得游離的單細(xì)胞。

(二)酶解法：主要是根據(jù)植物細(xì)胞壁的組成特點(diǎn)選用某一專(zhuān)一性水解酶，在溫和條件下將壁物質(zhì)分解掉，從而釋放出細(xì)胞。

(三)愈傷組織誘導(dǎo)法：通過(guò)組織培養(yǎng)獲得callus，由于細(xì)胞結(jié)構(gòu)松散，可通過(guò)高頻振動(dòng)使單個(gè)細(xì)胞分離處理

17.植物單細(xì)胞培養(yǎng)的方法有哪些？各有何特點(diǎn)？

1、平板培養(yǎng)法

特點(diǎn)：?jiǎn)渭?xì)胞在培養(yǎng)基中分布均勻，便于定點(diǎn)觀察，易篩選；通氣差，排泄物易積累造成細(xì)胞毒害

2、看護(hù)培養(yǎng)

特點(diǎn)：簡(jiǎn)便、成功率高；不能在顯微鏡下直接觀察.3、飼養(yǎng)層培養(yǎng)

特點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便；不能在顯微鏡下追蹤細(xì)胞的分裂和細(xì)胞團(tuán)的形成

4、微室培養(yǎng)法

特點(diǎn)：在培養(yǎng)過(guò)程中可連續(xù)進(jìn)行顯微鏡觀察；由于培養(yǎng)基少，水分難以保持，培養(yǎng)基的成分及pH等也易于變動(dòng)，細(xì)胞短期培養(yǎng)后往往不能再生長(zhǎng)。

5、液體淺層靜置培養(yǎng)法

特點(diǎn): 易于補(bǔ)加新鮮培養(yǎng)基、可以鏡檢

6懸浮培養(yǎng)法

特點(diǎn)：能提供大量同步分裂的細(xì)胞，且細(xì)胞增殖速度快，可用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)

7雙層濾紙植板法：在飼養(yǎng)細(xì)胞層與靶細(xì)胞層之間放兩層濾紙，上面一層濾紙用于把靶細(xì)胞轉(zhuǎn)移到其它培養(yǎng)基上繼續(xù)培養(yǎng)。

8條件培養(yǎng):含有植物細(xì)胞培養(yǎng)上清液或靜止細(xì)胞；在平板培養(yǎng)和看護(hù)培養(yǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的；看護(hù)培養(yǎng)中愈傷組織可以提供單細(xì)胞生長(zhǎng)繁殖所需的物質(zhì)；植物細(xì)胞上清液或靜止細(xì)胞也有相同效果 18.什么叫細(xì)胞的懸浮培養(yǎng)？分批培養(yǎng)和連續(xù)培養(yǎng)各有何特點(diǎn)？

細(xì)胞的懸浮培養(yǎng)：將游離的單細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)按照一定的細(xì)胞密度懸浮在液體培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)的方法。

分批培養(yǎng)特點(diǎn)：培養(yǎng)系統(tǒng)基本處于封閉狀態(tài)，要及時(shí)更換培養(yǎng)液進(jìn)行繼代培養(yǎng)；細(xì)胞數(shù)量隨著培養(yǎng)時(shí)間的變化呈S形曲線；操作簡(jiǎn)單，重復(fù)性好，往往能獲得理想的培養(yǎng)效果；特別適合于突變體的篩選、遺傳轉(zhuǎn)化等研究

連續(xù)培養(yǎng)特點(diǎn)：培養(yǎng)過(guò)程中培養(yǎng)液不斷得到更換；設(shè)備復(fù)雜，但便與自動(dòng)化，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；營(yíng)養(yǎng)物利用率低于分批培養(yǎng)，菌種易退化，易污染，因此連續(xù)時(shí)間有限

19.在細(xì)胞懸浮培養(yǎng)中，如何進(jìn)行細(xì)胞生長(zhǎng)量的計(jì)算？

（1）細(xì)胞計(jì)數(shù)：通常用血球計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，計(jì)算較大的細(xì)胞數(shù)量時(shí)，可以使用特制的計(jì)數(shù)盤(pán)；（2）細(xì)胞密實(shí)體積（PCV）：以每毫升培養(yǎng)液中細(xì)胞總體積的毫升數(shù)表示，測(cè)定時(shí)，將細(xì)胞 離心于離心管內(nèi)，測(cè)定細(xì)胞層所占的體積。

（3）細(xì)胞鮮重：將懸浮培養(yǎng)物倒在下面架有漏斗的已知重量的濕尼龍網(wǎng)上，用水洗去培養(yǎng)基，真空抽濾以除去細(xì)胞上沾著的多余水分，稱(chēng)重

（4）細(xì)胞干重：用以知質(zhì)量的干尼龍網(wǎng)依上法收集細(xì)胞，在60°C下烘箱內(nèi)烘12h，細(xì)胞干重恒定后再稱(chēng)重

（5）有絲分裂指數(shù)：指在一個(gè)細(xì)胞群體中，處于有絲分裂的細(xì)胞占總細(xì)胞的百分?jǐn)?shù)。通過(guò)富爾根染色法對(duì)愈傷組織染色，再在載玻片上制片并鏡檢，隨機(jī)檢查500個(gè)細(xì)胞，統(tǒng)計(jì)處于有絲分裂各個(gè)時(shí)期的細(xì)胞數(shù)。指數(shù)越高，表明細(xì)胞分裂速度越快

20.懸浮培養(yǎng)細(xì)胞同步化的方法主要有哪些？

1、物理方法

(1)分選法: 細(xì)胞體積大小分級(jí)，直接將處于相同周期的細(xì)胞利用一定大小的篩網(wǎng)過(guò)濾分選，然后將同一狀態(tài)的細(xì)胞繼代培養(yǎng)于同一培養(yǎng)體系中

(2)冷處理法: 收集細(xì)胞,在4℃溫度下處理數(shù)天,添加新鮮培養(yǎng)液培養(yǎng).2、化學(xué)方法

(1)饑餓法：先對(duì)細(xì)胞斷絕供應(yīng)一種進(jìn)行細(xì)胞分裂所必需的營(yíng)養(yǎng)成分或激素，使細(xì)胞停滯在G1期或G2期，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的饑餓之后，當(dāng)重新在培養(yǎng)基中加入這種限制因子時(shí)，靜止細(xì)胞就會(huì)同步進(jìn)入分裂。

(2)抑制法：通過(guò)向培養(yǎng)基中添加尿苷(1μg/ml),5-氟脫氧尿苷(2 μg/ml)等化學(xué)抑制劑抑制細(xì)胞分裂,可使培養(yǎng)細(xì)胞同步化。(3)有絲分裂抑制法:在指數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞懸浮培養(yǎng)物中加入一定濃度的秋水仙素

21.在植物細(xì)胞培養(yǎng)中如何提高植物次生代謝產(chǎn)物的產(chǎn)量？

（一）篩選得到高產(chǎn)細(xì)胞系（株）常用方法有：

1、克隆選擇（有相同遺傳基因的細(xì)胞群）

指通過(guò)單細(xì)胞克隆技術(shù)和細(xì)胞團(tuán)克隆技術(shù)，將培養(yǎng)細(xì)胞中能夠積累較多次生代謝物且具有相同遺傳基因的細(xì)胞群挑選出來(lái)，并加以適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)形成高產(chǎn)細(xì)胞系。

2、抗性選擇

指在選擇壓力下，通過(guò)直接或間接的方法得到抗性變異的細(xì)胞系。

3、誘導(dǎo)選擇

是通過(guò)化學(xué)誘變或紫外線照射等各種物理化學(xué)方法誘變產(chǎn)生比原親本細(xì)胞全成能力高的細(xì)胞系（株）

（二）培養(yǎng)條件 1適宜溫度

2、不斷調(diào)節(jié)PH

3、營(yíng)養(yǎng)成分：一方面要滿(mǎn)足植物細(xì)胞的生長(zhǎng)所需，另一方面要使每個(gè)細(xì)胞都能合成和積累次生代謝產(chǎn)物。

4、光：包括光強(qiáng)、光質(zhì)和光照時(shí)間對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)和次生代謝產(chǎn)物合成都有一定影響。

5、通氣量和攪拌轉(zhuǎn)速

6、前體飼喂

7、誘導(dǎo)子的應(yīng)用：誘導(dǎo)子是指能引起植物細(xì)胞某些代謝強(qiáng)度或代謝途徑的物質(zhì)，可分為生物誘導(dǎo)子和非生物誘導(dǎo)子。不同誘導(dǎo)子作用于不同植物可以產(chǎn)生多種多樣的次生代謝產(chǎn)物。

8培養(yǎng)方法:兩步培養(yǎng)法、兩相培養(yǎng)法（有利于代謝物的分離提取，促進(jìn)胞內(nèi)代謝物的分泌）等

22.簡(jiǎn)述細(xì)胞活力鑒定的方法。

1、相差顯微鏡觀察法：觀察細(xì)胞質(zhì)環(huán)流和正常細(xì)胞核的存在

2、FDA染色法 ：在活細(xì)胞內(nèi)FDA可以被酯酶裂解，將能發(fā)熒光的極性部分（熒光素）釋放出來(lái)。熒光素不能自由地穿越細(xì)胞質(zhì)膜，能在完整的活細(xì)胞中積累，紫外線照射下發(fā)綠色熒光

3、伊凡藍(lán)染色法：只有活力受損傷的細(xì)胞和死細(xì)胞能夠攝取這種染料

4氧電極法：活細(xì)胞光合作用放出氧氣

23.簡(jiǎn)述細(xì)胞計(jì)數(shù)的方法

24.影響原生質(zhì)體分離效果的因素有哪些？試做分析。

（1）材料種類(lèi)和生理狀況：植物幼苗或新生枝的完全伸展葉片的葉肉組織是分離原生質(zhì)體的最方便、最合適的植物材料。用于分離原生質(zhì)體的愈傷組織或懸浮細(xì)胞應(yīng)當(dāng)處于生長(zhǎng)早期或指數(shù)生長(zhǎng)期

（2）酶解溫度：溫度高、得率高，但存活率低（3）酶解時(shí)間：過(guò)短得率小、過(guò)長(zhǎng)存活率低（4）滲透壓穩(wěn)定劑的種類(lèi)和濃度：因種而異

（5）氧氣：酶解時(shí)盡量采用振蕩，使細(xì)胞得到足夠的氧氣進(jìn)行呼吸作用（6）黑暗：抑制原生質(zhì)體形成細(xì)胞壁（7）酶液活力：儲(chǔ)存時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)使酶液失活

25.制備原生質(zhì)體時(shí)為何要在等滲或稍高滲溶液中進(jìn)行？

只有培養(yǎng)在等滲或稍高滲培養(yǎng)基中植物才能正常生長(zhǎng) 如果植物的原生質(zhì)體培養(yǎng)在非等滲或低滲或高滲培養(yǎng)液中植物有可能會(huì)因?yàn)闈舛炔疃蚴鞘畯亩鴮?dǎo)致植物的死亡，所以植物的原生質(zhì)體要培養(yǎng)在等滲或稍高滲培養(yǎng)基中。

26.原生質(zhì)體再生植株的基本過(guò)程。（1）細(xì)胞壁再生

（2）細(xì)胞分裂：分裂前細(xì)胞質(zhì)增加、色素體擴(kuò)大、顏色加深

（3）再生植株：直接分裂形成苗（第一次分裂便表現(xiàn)極性）；通過(guò)愈傷組織形成苗；通過(guò)球狀體再生成苗（原生質(zhì)體---細(xì)胞---表面光滑的球狀體或盤(pán)狀體---通過(guò)出芽方式形成小苗）27.簡(jiǎn)述原生質(zhì)體培養(yǎng)的意義。

研究細(xì)胞壁的再生過(guò)程和植株的再生過(guò)程；為植物細(xì)胞融合掃平了障礙，特別是為制造新雜種（種間雜種）開(kāi)辟了道路；原生質(zhì)體可攝入外源DNA、細(xì)胞器、細(xì)菌或病毒顆粒，這些特性可與植物全能性相結(jié)合，為植物遺傳修飾打下基礎(chǔ)；獲得細(xì)胞無(wú)性系和選育突變體的優(yōu)良起始材料

28.原生質(zhì)體的培養(yǎng)方法有哪些？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？

⑴液體淺層培養(yǎng)法： 優(yōu)點(diǎn)：

原生質(zhì)體在液體環(huán)境中有較強(qiáng)的吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的能力，表現(xiàn)出較強(qiáng)的細(xì)胞分裂能力。操作簡(jiǎn)單，對(duì)原生質(zhì)體的損傷小，且易于添加新鮮培養(yǎng)基和轉(zhuǎn)移培養(yǎng)物。缺點(diǎn)：

原生質(zhì)體分布不均勻，常常發(fā)生原生質(zhì)體之間的粘連現(xiàn)象而影響其進(jìn)一步的生長(zhǎng)和發(fā)育。此外，難以跟蹤觀察某一個(gè)細(xì)胞的發(fā)育情況。⑵雙層培養(yǎng)法——液體-固體雙層培養(yǎng)法：

? 優(yōu)點(diǎn)：

固體培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可以緩慢放到液體培養(yǎng)基中，如果在下層固體培養(yǎng)基中添加一定量的活性炭，則還可能吸附培養(yǎng)物產(chǎn)生的一些有害物質(zhì)，促進(jìn)原生質(zhì)體的分裂和細(xì)胞團(tuán)的形成。

? 缺點(diǎn)：

不易觀察細(xì)胞的發(fā)育過(guò)程。⑶固體平板培養(yǎng)法

? 優(yōu)點(diǎn)：

使原生質(zhì)體處于固定位置，避免了細(xì)胞間有害代謝產(chǎn)物的影響，有利于對(duì)單個(gè)原生質(zhì)體的細(xì)胞壁再生及細(xì)胞團(tuán)形成的全過(guò)程進(jìn)行定點(diǎn)觀察。

?

缺點(diǎn)：操作要求比較嚴(yán)格，溫度對(duì)原生質(zhì)體與培養(yǎng)基混合有一定影響；另外，固體中單細(xì)胞生活能力弱，通氣狀況不良，第一次細(xì)胞分裂時(shí)間會(huì)推遲2d左右。

（4）瓊脂糖珠培養(yǎng)：

優(yōu)點(diǎn)：搖床震蕩培養(yǎng)，改善了培養(yǎng)物的通氣和營(yíng)養(yǎng)環(huán)境，從而促進(jìn)了原生質(zhì)體的分裂和細(xì)胞團(tuán)的形成

29.原生質(zhì)體融合要經(jīng)過(guò)哪些過(guò)程？

30.PEG融合與電融合各有何特點(diǎn)？?jī)煞N方法的原理和關(guān)鍵技術(shù)是什么？

PEG法特點(diǎn)：（1）融合率10%左右，融合較繁瑣（2）具有一定毒害作用；容易形成由2個(gè)以上原生質(zhì)體融合形成的融合體

電融合特點(diǎn)：(1)效率高（70 %以上），但存活率低；對(duì)原生質(zhì)體傷害性小(2)裝置精巧、方便簡(jiǎn)單、可在顯微鏡下觀察或錄像觀察融合過(guò)程。(3)免去PEG誘導(dǎo)后的洗滌過(guò)程、誘導(dǎo)過(guò)程可控制性強(qiáng)等。

PEG誘導(dǎo)融合法原理：PEG為多聚化合物，其分子具有輕微的負(fù)極性，可與具有正極性基團(tuán)的水、蛋白質(zhì)和糖類(lèi)等形成氫鍵，在原生質(zhì)體之間形成分子橋，從而使原生質(zhì)體發(fā)生粘連。當(dāng)用培養(yǎng)基將與膜相連的PEG分子洗掉后，膜上電荷發(fā)生紊亂而重配。

電融合的原理：①交流電場(chǎng)使原生質(zhì)體表面電荷偶極化，沿著電極排列，形成串珠。②施加直流電場(chǎng)后，形成串珠的原生質(zhì)體在質(zhì)膜接觸處發(fā)生穿孔，開(kāi)始遺傳物質(zhì)的交流。【老師ppt 在直流電脈沖的誘導(dǎo)下，細(xì)胞膜表面的氧化還原電位發(fā)生改變，使異種細(xì)胞粘合并發(fā)生質(zhì)膜瞬間破裂，進(jìn)而質(zhì)膜開(kāi)始連接，直到閉和成完整的膜，形成融合體】

31.原生質(zhì)體融合產(chǎn)物有哪些類(lèi)型？ 雜種細(xì)胞：原生質(zhì)和核都融合

異核體：細(xì)胞質(zhì)融合，細(xì)胞核沒(méi)有融合 同核體：同一親本的原生質(zhì)體融合產(chǎn)生

非對(duì)稱(chēng)雜種：由于人工處理或其它原因造成某一親本的染色體部分丟失 細(xì)胞質(zhì)雜種：某一親本染色體全部丟失而細(xì)胞質(zhì)融合

32.體細(xì)胞雜交有何意義？

（1）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交，形成新的物種。

克服常規(guī)有性遠(yuǎn)緣雜交存在的生殖隔離和雜交不親和的障礙，為廣泛重組遺傳物質(zhì)、形成新的物種開(kāi)辟的新途徑

（2）創(chuàng)造細(xì)胞質(zhì)雜種。融合了雙親的細(xì)胞質(zhì)，可將細(xì)胞質(zhì)基因重組，將雙親細(xì)胞質(zhì)基因遺傳給子代

（3）培育作物新種質(zhì)和新品種。通過(guò)近緣種內(nèi)或種間的體細(xì)胞雜交可獲得穩(wěn)定的具有雙親兩套染色體的體細(xì)胞雜種植株。往往可育，能作為育種的新材料通過(guò)常規(guī)育種獲得新品種

33.什么是植物體細(xì)胞無(wú)性系變異？引起或影響植物體細(xì)胞無(wú)性系變異的因素有哪些？

植物細(xì)胞、組織、器官在無(wú)菌條件下進(jìn)行離體人工培養(yǎng)，經(jīng)過(guò)脫分化和再分化過(guò)程，重新形成愈傷組織和完整植株時(shí)所產(chǎn)生的變異 稱(chēng)為植物體細(xì)胞無(wú)性系變異

因素：（1）自發(fā)突變，與培養(yǎng)物的遺傳背景、外植體類(lèi)型及培養(yǎng)類(lèi)型有關(guān)，同時(shí)也受培養(yǎng)時(shí)間、培養(yǎng)成分等因素的影響

（2）人工誘變，包括物理誘變和化學(xué)誘變。物理誘變就是利用X射線、γ射線、β射線、中子、激光、電子束、離子束、紫外線等物理因素輻射誘發(fā)變異。化學(xué)誘變是利用化學(xué)試劑誘發(fā)的變異。誘變劑包括堿基類(lèi)似物，烷化劑，DNA分子結(jié)構(gòu)插入物三大類(lèi)。

34.試述植物體細(xì)胞無(wú)性系變異的遺傳學(xué)基礎(chǔ)。

體細(xì)胞無(wú)性系變異的遺傳基礎(chǔ)：

（1）染色體組型變異，如出現(xiàn)多倍體和非整倍體。

（2）染色體結(jié)構(gòu)變異，由染色體重排造成的基因丟失，或“關(guān)閉”一個(gè)能使其相應(yīng)隱性基因產(chǎn)生表現(xiàn)型效應(yīng)的顯性等位基因等。（3）基因突變

（4）DNA總量變異和DNA重復(fù)序列拷貝數(shù)的變異（5）基因丟失（6）DNA堿基修飾

（7）轉(zhuǎn)座子的激活，由轉(zhuǎn)座引起突變。（8）基因重排

35.試述農(nóng)桿菌Ti質(zhì)?；蜣D(zhuǎn)化的原理。

農(nóng)桿菌是普遍存在于土壤中的一種革蘭氏陰性細(xì)菌G-，它能在自然條件下趨化性地感染大多數(shù)雙子葉植物的受傷部位，并誘導(dǎo)產(chǎn)生冠癭瘤或發(fā)狀根

根癌農(nóng)桿菌中含有Ti質(zhì)粒，其上有一段T-DNA，農(nóng)桿菌通過(guò)侵染植物傷口進(jìn)入細(xì)胞后，可將T-DNA插入到植物基因組中。因此可以將目的基因插入到經(jīng)過(guò)改造的T-DNA區(qū)，然后借助農(nóng)桿菌的感染實(shí)現(xiàn)外源基因向植物細(xì)胞的轉(zhuǎn)移與整合，通過(guò)細(xì)胞和組織培養(yǎng)技術(shù)，再生出轉(zhuǎn)基因植株

36.植物基因轉(zhuǎn)化的方法有哪些？各自的特點(diǎn)是什么？

1）農(nóng)桿菌介導(dǎo)法：受體類(lèi)型廣泛，簡(jiǎn)單易行、周期短、轉(zhuǎn)化頻率高，轉(zhuǎn)化體常出現(xiàn)“嵌合”現(xiàn)象，影響轉(zhuǎn)化頻率的因素相對(duì)較少等。

2）病毒介導(dǎo)法：特點(diǎn)是 病毒增殖水平較高、增殖速度快，基因組較小，宿主范圍廣，易于純化等。

3）基因槍轉(zhuǎn)化法：適用范圍廣、無(wú)宿主限制、靶受體類(lèi)型廣泛、可控度高、操作簡(jiǎn)便、快速等。

4）電擊法 特點(diǎn)是 對(duì)細(xì)胞不產(chǎn)生毒性，但對(duì)細(xì)胞損傷較大 5）PEG介導(dǎo)法：特點(diǎn)是成本低廉、效果穩(wěn)定

6）花粉管通道法： 特點(diǎn)是方便易行，不需專(zhuān)門(mén)儀器和昂貴藥品，直接得到轉(zhuǎn)化的種子，受季節(jié)限制。

7）顯微注射法：特點(diǎn)是轉(zhuǎn)化效率高，轉(zhuǎn)化細(xì)胞的培養(yǎng)過(guò)程無(wú)需特殊的選擇系統(tǒng)。

【老師ppt】

（1）農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化法：優(yōu)： 轉(zhuǎn)化效率高；能夠插入非重排的外源DNA長(zhǎng)片段；DNA片段主要以單拷貝或低拷貝形式插入；不需要特殊的專(zhuān)用設(shè)備

缺：轉(zhuǎn)化的寄主范圍有限，特別是對(duì)許多單子葉植物不適用；外源的轉(zhuǎn)基因只能以T-DNA插入的方式被導(dǎo)入寄主細(xì)胞（2）基因槍介導(dǎo)轉(zhuǎn)化法

與農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化相比，基因槍法轉(zhuǎn)化的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是不受受體植物范圍的限制（3）花粉管通道法：

優(yōu)：不依賴(lài)組織培養(yǎng)人工再生植株，技術(shù)簡(jiǎn)單，不需要裝備精良的實(shí)驗(yàn)室，常規(guī)育種工作者易于掌握

缺：不同作物導(dǎo)入DNA的最佳時(shí)間有較大差異，要針對(duì)不同的植物作出相應(yīng)的改動(dòng)

(4)DNA直接轉(zhuǎn)換法：適用對(duì)農(nóng)桿菌感染不敏感的植物(5)化學(xué)藥劑誘導(dǎo)法：在沒(méi)有載體的情況下可使用，但轉(zhuǎn)化率低(6)電擊法：對(duì)細(xì)胞不產(chǎn)生毒性，但對(duì)細(xì)胞損傷較大(7)顯微注射法：適合大細(xì)胞操作，主要用于動(dòng)物細(xì)胞

(8)低能離子束法、激光束法、超聲波法、脂質(zhì)體介導(dǎo)、病毒介導(dǎo)、轉(zhuǎn)座子介導(dǎo)等

37.試述轉(zhuǎn)基因植物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用主要有：1.抗除草劑轉(zhuǎn)基因植物；2.抗蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因植物；3.抗病轉(zhuǎn)基因植物；4.抗逆轉(zhuǎn)基因植物；5.改良作物營(yíng)養(yǎng)質(zhì)的轉(zhuǎn)基因植物。

【問(wèn)答題】：

1.離體無(wú)性繁殖一般可分為哪幾個(gè)階段？簡(jiǎn)述其操作的一般程序。

離體無(wú)性繁殖一般可分為5個(gè)階段。

1、植株的準(zhǔn)備：供體植株應(yīng)生長(zhǎng)旺盛、健壯、不病蟲(chóng)害，并盡可能生長(zhǎng)在干凈的環(huán)境中。

2、無(wú)菌培養(yǎng)物的建立：獲得無(wú)菌材料并誘導(dǎo)外植體生長(zhǎng)和發(fā)育。包括從供體植株上采取外植體進(jìn)行消毒、接種及啟動(dòng)外植體生長(zhǎng)等程序。

3培養(yǎng)物的增殖：通過(guò)反復(fù)培養(yǎng)使第一階段獲得的數(shù)量有限的嫩枝、芽苗、胚狀體或原球莖等培養(yǎng)物的總量增加。

4生根培養(yǎng)：將增殖階段形成的無(wú)根芽苗轉(zhuǎn)移到生根培養(yǎng)基上誘導(dǎo)產(chǎn)生不定根，獲得健壯的具有根、芽、莖的完整小植株。

5試管苗的移栽及鑒定：移栽是將具根試管苗轉(zhuǎn)移到土壤中的過(guò)程，是試管苗從離體培養(yǎng)逐步適應(yīng)溫室或田間生長(zhǎng)環(huán)境的過(guò)程

2.簡(jiǎn)述植物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)反應(yīng)器的類(lèi)型及原理。機(jī)械攪拌式反應(yīng)器：利用機(jī)械攪動(dòng)使細(xì)胞得以懸浮和通氣

鼓泡式反應(yīng)器：從反應(yīng)器底部通入無(wú)菌空氣產(chǎn)生大量氣泡，帶動(dòng)培養(yǎng)液循環(huán) 氣升式反應(yīng)器：利用通入反應(yīng)器的無(wú)菌空氣帶動(dòng)培養(yǎng)液循環(huán)

光生物反應(yīng)器：植物體內(nèi)的多種酶需要光照的刺激和誘導(dǎo)才能合成或表現(xiàn)較高的生理活性

轉(zhuǎn)鼓式反應(yīng)器：通常是通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)或轉(zhuǎn)鼓的旋轉(zhuǎn)達(dá)到混合的目 3.簡(jiǎn)述植物細(xì)胞固定化的幾種方法。

1、包埋法：將細(xì)胞包埋在多孔載體內(nèi)部

包括：凝膠包埋法 以各種多孔凝膠為載體，將細(xì)胞包埋在凝膠的微孔內(nèi)，固定后細(xì)胞被限制在凝膠的微孔內(nèi)進(jìn)行生長(zhǎng)、繁殖和新陳代謝 使用的載體：海藻酸鈣凝膠、角叉菜膠、明膠、聚丙烯酰胺凝膠、光交聯(lián)樹(shù)脂、瓊脂等

半透膜包埋法 將細(xì)胞包埋在由各種高分子聚合物制成的小球內(nèi)

2、吸附法 ：使用固體吸附劑（惰性材料），將細(xì)胞吸附在其表面而使細(xì)胞固定化的方法

包括：物理吸附法（physical adsorption）作用力：氫鍵、疏水鍵。離子結(jié)合法 作用力：離子鍵

3、共價(jià)結(jié)合法：細(xì)胞表面上功能團(tuán)和固相支持物表面的反應(yīng)基團(tuán)之間形成化學(xué)共價(jià)鍵連接，從而形成為固定化細(xì)胞

4、交聯(lián)法：利用雙功能或多功能試劑，直接與細(xì)胞表面的反應(yīng)基團(tuán)（如氨基酸、羥基、咪唑基等）發(fā)生反應(yīng)，使其彼此交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固定化細(xì)胞，其結(jié)合力是共價(jià)鍵

4.試述原生質(zhì)體分離的方法和步驟。

(1)機(jī)械法：在高滲溶液中細(xì)胞質(zhì)壁分離的狀態(tài)下，用利刀切割細(xì)胞壁,使原生質(zhì)體流出或釋放出來(lái)

高滲溶液預(yù)處理----輕微質(zhì)壁分離----利刀切割或機(jī)械磨損組織

(2)酶解法：常用的制備原生質(zhì)體的酶包括；果膠酶、蝸牛酶、纖維素酶等。實(shí)際應(yīng)用中需要根據(jù)不同的細(xì)胞來(lái)源選擇合適的酶。酶解法分：

順序法（兩步法）：先用果膠酶預(yù)處理，再用纖維素酶 直接法（一步法）：直接用果膠酶和纖維素酶 優(yōu)點(diǎn)：獲得量大，適用廣泛。

缺點(diǎn)：商品酶制劑均含有核酸酶、蛋白酶、過(guò)氧化物酶以及酚類(lèi)物質(zhì)。會(huì)影響所獲原生質(zhì)體的活力。

【ppt】

（1）取生長(zhǎng)旺盛的植物細(xì)胞

（2）懸浮于有滲透壓穩(wěn)定劑的高滲溶液中

（3）加入適量的細(xì)胞壁水解酶，在一定條件下使細(xì)胞壁解體（4）分離除去細(xì)胞壁碎片等雜質(zhì)（5）得到原生質(zhì)體

5.植物體細(xì)胞無(wú)性系突變體篩選的方法有哪些？

（一）從再生植株中直接篩選有用突變株（常規(guī)育種）

（二）對(duì)離體培養(yǎng)物的篩選 1.直接篩選法

（1）正選擇法：在離體培養(yǎng)基中加入對(duì)正常細(xì)胞有害的化學(xué)物質(zhì)，使正常表型細(xì)胞死亡（一步、多步）

(2)負(fù)選擇法：使用特定培養(yǎng)基使突變體細(xì)胞受到抑制不分裂呈休眠狀態(tài)，然后用一種對(duì)休眠態(tài)突變細(xì)胞無(wú)害，而能毒害正常生長(zhǎng)細(xì)胞的藥物淘汰掉正常型細(xì)胞，最后用正常培養(yǎng)基恢復(fù)突變細(xì)胞的生長(zhǎng)（主要適用于營(yíng)養(yǎng)缺陷型或溫度敏感型突變體的篩選）2.間接篩選法：借助與突變表現(xiàn)型有關(guān)的性狀作為選擇指示或篩選壓的方法

（三）綠島法：利用已分化組織進(jìn)行篩選的方法。例如，一些除草劑只作用于綠色光合細(xì)胞，可以對(duì)整棵植株用除草劑，使抗性細(xì)胞存活下來(lái)，形成局部綠色斑點(diǎn)（綠島），然后切下該部位細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，再分化形成抗性植株

6.成批培養(yǎng)（batch culture）細(xì)胞的生長(zhǎng)曲線包括哪幾個(gè)時(shí)期？各時(shí)期有何特點(diǎn)？ 延遲期：細(xì)胞很少分裂、數(shù)目不增加

對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期：細(xì)胞開(kāi)始分裂，數(shù)目開(kāi)始大量增加 直線生長(zhǎng)期：細(xì)胞生長(zhǎng)旺盛，數(shù)目大增 減慢期：細(xì)胞分裂速度減慢 靜止期：細(xì)胞停止分裂

死亡期：細(xì)胞開(kāi)始死亡，數(shù)量減少

第五篇：細(xì)胞工程作業(yè)

1.簡(jiǎn)述細(xì)胞工程的定義與特點(diǎn)。

2.舉一個(gè)其它學(xué)科技術(shù)的例子，說(shuō)明它如何推動(dòng)了細(xì)胞工程學(xué)科的發(fā)展。

3.舉一例詳細(xì)說(shuō)明生命科學(xué)理論是如何指導(dǎo)細(xì)胞工程技術(shù)建立的。

4.舉一例說(shuō)明細(xì)胞工程技術(shù)又是如何刺激推動(dòng)生命科學(xué)理論體系完善和發(fā)展的。

5.簡(jiǎn)述無(wú)菌技術(shù)在細(xì)胞培養(yǎng)中的重要性。

6.舉一例說(shuō)明MTT法測(cè)細(xì)胞活力的應(yīng)用。

7.如何區(qū)別正常細(xì)胞與凋亡細(xì)胞？

8.分析討論細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)選擇不同操作方式的依據(jù)？

9.查閱文獻(xiàn)通過(guò)一個(gè)例子說(shuō)明培養(yǎng)條件優(yōu)化、代謝調(diào)控在細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)代謝產(chǎn)物中的作用。

10.請(qǐng)分析激素在植物再生過(guò)程中的作用。

11.請(qǐng)分析比較組織培養(yǎng)、胚胎培養(yǎng)兩條途徑人工繁殖植物的優(yōu)缺點(diǎn)。

12.胚胎工程動(dòng)物培育的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)有哪些？如何控制成功率？

13.核移植克隆動(dòng)物與體外受精動(dòng)物相比有怎樣的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)？

14.如何看待試管嬰兒和體細(xì)胞克隆帶來(lái)的倫理學(xué)問(wèn)題？

15.分析討論細(xì)胞重組在細(xì)胞功能研究與應(yīng)用方面的價(jià)值。

16.舉一例說(shuō)明細(xì)胞融合在遺傳育種中的應(yīng)用。

17.對(duì)比分析幾種細(xì)胞工程育種獲得性狀改良物種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。

18.舉例說(shuō)明說(shuō)明多倍體育種的具體應(yīng)用。

19.舉例說(shuō)明單倍體在優(yōu)良品種選育中的應(yīng)用。

20.從培養(yǎng)基、培養(yǎng)方法、培養(yǎng)設(shè)備上比較分析植物細(xì)胞培養(yǎng)與微生物細(xì)胞培養(yǎng)的異同。

21.請(qǐng)分析限制植物細(xì)胞培養(yǎng)大規(guī)模生產(chǎn)有價(jià)值次級(jí)代謝產(chǎn)物的影響因素。

22.查閱文獻(xiàn)，通過(guò)一個(gè)例子詳細(xì)說(shuō)明通過(guò)植物細(xì)胞或組織培養(yǎng)生產(chǎn)次級(jí)代謝產(chǎn)物的應(yīng)用。

23.舉一例說(shuō)明微藻大規(guī)模培養(yǎng)的工藝技術(shù)及應(yīng)用。

24.分析討論微藻大規(guī)模培養(yǎng)及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的限制性因素。

25.微載體與生物反應(yīng)器結(jié)合在實(shí)現(xiàn)動(dòng)物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)方面有怎樣的優(yōu)勢(shì)？

26.分析討論動(dòng)物細(xì)胞生物制藥的優(yōu)點(diǎn)與存在問(wèn)題。

27.舉例說(shuō)明動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)在生物制藥中的應(yīng)用。

28.動(dòng)植物轉(zhuǎn)基因方法與微生物轉(zhuǎn)基因有什么不同？

29.舉一例說(shuō)明利用動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)制備藥用蛋白的工藝技術(shù)。

30.舉一例說(shuō)明利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物生物反應(yīng)器表達(dá)藥用蛋白的具體應(yīng)用。

31.簡(jiǎn)述胚胎干細(xì)胞體外培養(yǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。

32.舉例說(shuō)明怎樣分離鑒定成體干細(xì)胞。

33.分析討論干細(xì)胞研究的優(yōu)點(diǎn)與存在的問(wèn)題。

34.怎樣從材料學(xué)角度看待組織或器官的體外再造?

35.舉一例說(shuō)明組織工程產(chǎn)品的技術(shù)路線。

36.限制組織工程產(chǎn)品研究與應(yīng)用的因素有哪些?