1、第一章 緒論一、概念細胞工程：是運用細胞生物學、分子生物學和微生物學的基本理論及工程學原理，以生物體組織或細胞為研究對象，按照預定目標，有計劃地大規模培養生物組織和細胞，獲得生物產品，或改變生物性狀，為人類生產或生活服務的學科。組織培養：利用生物體的各部分組織、細胞或器官進行離體培養，包括動植物組織、細胞核器官、植物花藥和花粉培養，動物生殖細胞、胚胎和干細胞培養等，使之形成細胞群，愈傷組織或完整有機體。染色體工程：是指借助于物理、化學或生物學等方法，將生物染色體有目的地添加、消除或置換，從而改變生物染色體的數目和結構，達到改變生物體性狀的目的。轉基因生物：是指利用細胞工程結合基因工程的方法將人

2、們需要的目的基因導入到受體生物細胞中，使外源基因與其染色體基因組整合，并隨著細胞的分裂而增殖，并使目的基因在受體生物體內表達，并穩定遺傳給后代。二、簡答（一）細胞工程的研究內容？u 組織培養u 原生質體培養和細胞融合u 染色體工程u 轉基因生物u 植物無病毒植株培養及繁殖u 動物胚胎移植u 動物體外受精和克隆動物u 微生物發酵和固定化技術u 種質資源保存或保藏第二章一、概念細胞全能性：是指植物體的每個活細胞都具有該植物的全套遺傳信息，與合子一樣具備發育成完整植株的潛能。細胞增殖的方式：（一）無絲分裂（二）有絲分裂（三）減數分裂有絲分裂：是指一種真核細胞分裂產生體細胞的過程。細胞壞死：指細胞受到

3、物理、化學或生物因素（如機械損傷、毒物、微生物、輻射等）的侵襲而造成的細胞崩潰裂解，是一種被動的、突發性的、非生理性死亡。細胞凋亡：是指細胞在一定的生理或病理條件下，受基因調控主動結束生命的現象。由于受嚴格的由遺傳機制決定的程序性調控也稱細胞程序性死亡。細胞分化：胚胎細胞分裂后，后代細胞在形態結構和生理功能上發生差異的過程。細胞決定：發育過程中不同細胞有著自己的特殊發育方向。細胞在發生形態和功能的分化之前，就已收到約束，而具有向著特定方向分化的趨勢。二、簡答（一）細胞分化的基本特征？答：細胞形態和功能間出現穩定差異；細胞生理狀態發生改變；細胞分化潛能逐漸變窄；細胞核分化潛能保持完整；（二）什么

4、是細胞的全能性？動物和植物細胞的全能性如何理解？答：細胞全能性是指細胞具有發育成完整個體的潛能，其物質基礎是具有供發育所需要的整套的遺傳物質。因為動物細胞和植物細胞都是由受精卵經有絲分裂而來，遺傳物質和受精卵相同，因此都具有供發育所需要的全套遺傳物質，從可能性上講都具有發育的全能性。但是就目前已經通過植物組織培養可將例題的植物細胞培養成新植株，證明了植物細胞的全能性，而動物細胞在體外只能培養成細胞或組織器官，而不能發育成完整個體，而利用核移植的方法克隆而來的動物也只能說明其細胞核具有全能性。所以，目前為止，所說的植物和動物細胞具有全能性是指植物的體細胞和動物的細胞核具有全能性。第三章 細胞工程

5、基本技術一 概念消毒：是指殺死物體上病原微生物的方法，并不一定能殺死含芽孢的細菌或非病原微生物。滅菌：是指殺滅物體上所有微生物的方法。滅菌要求高，包括殺滅細菌芽胞在內的全部病原微生物和非病原微生物。二簡答細胞工程實驗室的基本結構？第四章 植物組織培養技術一、概念植物組織培養：在離體（in vitro）條件下，利用人工培養基對植物器官、組織、細胞和原生質體等進行培養，使其長成完整的植株。 極性：細胞的結構或物質分布形成軸性梯度，產生不對稱極的特性。外植體：植物組織培養中，用來進行無菌培養的離體材料，可以是器官、組織、細胞和原生質體等。愈傷組織：在離體培養過程中形成的具有分生能力的一團不規則細胞。

6、（多在外植體切面上產生，且多為薄壁細胞）繼代培養：愈傷組織在培養基上生長一段時間后，營養物枯竭，水分散失，并積累了一些代謝產物，此時需要將這些組織轉移到新的培養基上，這種轉移為繼代培養。細胞分化：細胞形成不同的結構，引起功能改變或潛在發育方式改變的過程。脫分化：已分化的細胞在人工誘導條件下，恢復分生能力，回復到分生組織狀態的過程。再分化：脫分化后具有分生能力的細胞再經過與原來相同的分化過程，重新形成各類組織和器官的過程。胚狀體：在離體培養過程中產生一種形似胚，功能與胚相同的結構。胚狀體及體細胞胚。植物細胞全能性：植物離體繁殖：指利用植物組織培養技術對外植體進行離體培養，使其短期內獲得遺傳性一致

7、的大量再生植株的方法。褐變：是指外植體在培養過程，自身組織從表面向培養基釋放出褐色物質，以致培養基逐漸變成褐色，外植體也隨之進一步變褐而死亡的現象。花藥培養和花粉培養：指離體培養花藥和花粉，使花粉改變原來的配子體發育途徑，轉向孢子體體發育途徑，形成花粉胚或花粉愈傷組織，最后形成花粉植株從中鑒定出單倍體植株并使之二倍化的細胞工程技術胚胎培養：指使胚或具胚器官（如子房、胚珠等）在離體無菌條件下發育成幼苗的技術。幼胚培養：則指胚齡處于早期原胚、球形期胚、心形期胚、魚雷期胚的培養。成熟胚培養：一般指子葉期至發育成熟胚的培養，其培養較易成功。胚培養：指在無菌條件下將胚從胚珠或種子中分離出來，置于培養基上

8、進行培養的技術。胚乳培養：指對處于細胞期的胚乳組織進行離體培養的方法。胚珠培養：是指未受精或受精后的胚珠離體培養。離體授粉（離體受精）：離體授粉指在無菌條件下培養未受精子房或胚珠和花粉，使花粉萌發進入胚珠，完成受精過程。脫毒苗：是利用植物組織培養方法，脫除影響植物正常生長的病毒，通過可靠的檢測技術驗證，然后采用無菌快繁獲得的不帶特定病毒的苗木。指示植物：病毒學家在研究新的或可疑的病毒，尤其是可以通過汁液傳播的病毒時，希望能尋求到一種轉株寄主植物，而這種轉株寄主能對汁液接種產生迅速和特有的反應，如能在接種葉片上形成局部病斑等，通常將這種轉株寄主植物稱為指示植物。二、簡答（一）體細胞胚發生的途徑？

9、1.直接從器官外植體上發生2.愈傷組織發生 3.懸浮細胞發生4.單倍體細胞發生 5.原生質體發生 （二）植物組織培養的基本步驟？1.無菌外植體的獲得2.初代培養物的建立3.形態發生和植株再生4.培養物的觀察和記錄（三）植物離體繁殖的特點？1、繁殖效率高。2、培養條件可控性強。3、占用空間小。4、管理方便，利于自動化控制。5、便于種質保存和交換。（四）病毒的分布特點？答：1.病毒侵染植物后是隨維管束轉移到其他部位2.老葉和成熟組織及其器官中病毒含量較高，幼嫩和未成熟的組織及器官中病毒含量較低，而在根尖、莖尖生長點0.1-1mm區域幾乎不含病毒。（五）植物脫毒的方法？1.熱處理脫毒法2.莖尖培養脫

10、毒法3.莖尖培養與熱處理相結合脫毒法4.微體嫁接法5.愈傷組織脫毒法6.花藥組織脫毒法7.化學方法8.低溫結合莖尖培養法（六）脫毒植株檢測方法？1.直接檢測法2.指示植物檢測法3.抗血清檢測法4.分子生物學檢測法（七）花藥和花粉植株倍性鑒定？1.形態鑒定2.結實性鑒定3.染色體數目鑒定4. 遺傳標記鑒定5. 流式細胞儀鑒定法（八）基本培養基的選擇（1）常用的培養基有MS、Nitsch、B5、N6、H、Miller培養基等（2）基本培養基的影響實質上是無機鹽離子濃度、氮源總濃度、銨態氮和硝態氮的濃度和比值等差異造成的。如MS和Nitsch培養基為大多數十字花科和豆科植物所選用。（九）生長調節物質

11、的選擇1、在花藥和花粉培養的脫分化階段，生長調節物質的選擇是最重要的壞節。2、和花粉培養的主要內容是生長調節物質的篩選，包括生長調節物質的種類、濃度及配比。生長調節物質的選擇，主要根據植物種類和植株再生方式來進行。如玉米胚狀體發生的適宜激素配比是2mg/L 2, 4-D+1.0mg/L KT+2,0mg/L 6-BA，器官發生則為2.0mg/L 2，4-D+1.0mg/L KT；而葡萄胚狀體發生的適宜激素配比則為0.2mg/L NAA+2.0mg/L 6-BA,器官發生為位0.5mg/L 2,4-D+10mg/L +-BA。需要注意的是，附加生長調節物質以盡可能少為好，尤其是2,4-D，否則易

12、產生白化苗。以下是作業生長素、細胞分裂素和赤霉素的作用及相互作用？（1）生長素類誘導愈傷組織形成；誘導根的分化；促進細胞分裂伸長生長。（2）細胞分裂素類誘導芽的分化，促進側芽萌發生長。促進細胞分裂與擴大；抑制根的分化。（3）赤霉素類 赤霉素主要用于刺激在培養中形成的不定胚發育成小植株，促進幼苗莖的伸長生長。赤霉素和生長素協同作用，對形成層的分化有影響 赤霉素還用于打破休眠，促進種子、塊莖、鱗莖等提前萌發（4）生長調節劑之間的相互關系細胞分裂素與生長素相互作用： 當組織內生長素/細胞分裂素比例低時，誘導愈傷組織或器官分化出不定芽；比值高有利于根的分化，抑制芽的形成，比值低是有利于芽的分化，抑制根

13、的形成，比值適中是促進愈傷組織的形成。生長素與赤霉素的相互作用： 當生長素/赤霉素比值高時有利于木質部分化，比值低時有利于韌皮部分化。 植物離體繁殖中器官發生方式?短枝發生型（不定芽型）叢生芽發生型（器官型）器官發生性胚狀體發生型原球莖發生型。莖尖分生組織帶毒低的主要原因？植物體內，病毒容易通過維管系統而移動，但分生組織中不存在維管系統。病毒在細胞間移動的另一個途徑是通過胞間連絲，但是移動速度很慢，難以追趕上活躍生長的莖尖。在旺盛分裂的分生細胞中，代謝活性很高，病毒無法復制。莖尖中存在高水平內源生長素，可以抑制病毒的增殖。倘若在植物體內確實存在著“病毒鈍化系統”的話，它在分生組織中應該比在任何

14、其他區域都有更高的活性，因而分生組織不侵染。單倍體培育的意義？克服后代分離，縮短育種年限；選擇效率高；有利于隱性基因控制性狀的選擇；快速獲得純合自交系；其他：復壯；遠緣雜交；進行花粉發育等的理論研究。單倍體的鑒定方法？1.形態鑒定2.結實性鑒定3.染色體數目鑒定4. 遺傳標記鑒定5. 流式細胞儀鑒定法6.植物胚胎培養的意義胚乳、胚珠和子房培養的意義？答：胚乳培養的意義：胚乳培養再生植株證明了全能性理論； 研究胚和胚乳的關系及胚乳組織的功能；再生植株多為三倍體，產生無籽果實；可以從胚乳愈傷中分離和篩選各種類型的非整倍體植株；胚乳細胞是研究淀粉、蛋白質和脂類天然產物代謝途徑的理想系統。胚珠培養的意

15、義：防止雜種胚早期敗育，獲得雜種植株；受精前胚珠培養，可作為試管受精的基礎；未受精的胚珠培養，能培養獲得單倍體植株，用于單倍體育種；子房培養的意義：獲得雜種植株；未授精子的子房培養為試管受精提供技術基礎；未受精子房培養能獲得單倍體植株，用于單倍體育種；離體授粉的意義？答：可以克服遠緣雜交中不親和性，特別是離體子房授粉和離體胚珠授粉能消除柱頭和花柱所造成的受精前障礙。褐變的原因及預防措施？答：褐變原因： 多酚氧化酶木質素 醌 積累造成毒害。 O褐變的防止措施：（1）選擇適宜的外植體（2）選擇合適的培養條件（3）外植體預處理（還原劑浸泡）（4）加快繼代轉接的速度（5）加抗氧化劑（VC、PVP、牛血

16、清、牛蛋白） （6）0.10.5%活性炭第五章 植物細胞培養及次生代謝物生產一、概念植物細胞培養：是指在離體條件下對植物單個細胞或小的細胞團進行培養并使其增殖，獲得大量細胞群體的一種技術。細胞融合：指使用人工方法使兩個或兩個以上的細胞合并形成一個細胞的技術。細胞同步化：是指同一懸浮培養體系的所有細胞都同時通過細胞周期的某一特定時期，使細胞保持相對一致的細胞學和生理學狀態，便于研究細胞分裂和細胞代謝。植物細胞生物反應器：是指用于植物細胞批量化培養的裝置及其相應控制系統。植板率：是能長出細胞團的單細胞在接種單細胞總和中所占的比例。看護培養：是指用一塊活躍生長的愈傷組織來促進培養細胞持續分裂和增殖的

17、培養方法。細胞固定化定義：指將游離的細胞包埋在多糖或多聚化合物制備成的網狀支持物中，培養液呈流動狀態，進行無菌培養的一種技術。初級代謝產物：是通過初級代謝產生的維持細胞生命活動必需的物質，如氨基酸、核苷酸、多糖、脂類等。次生代謝產物：是通過次級代謝合成的產物，是指植物中一大類并非植物生長發育所必需的小分子有機化合物，其產生和分布通常有種屬、器官組織和生長發育期的特異性。細胞系：是由原代培養經傳代培養純化，獲得的以一種細胞為主的、能在體外長期生存的不均一的細胞群體。細胞株：是指從一個經過生物學鑒定的細胞系用單細胞分離培養或通過篩選的方法，由單細胞增殖形成的細胞群。誘導子：指能刺激細胞合成次生代謝

18、產物的物質。二、簡答1.懸浮細胞培養的同步化方法？答：物理方法：(1)體積選擇法：又稱分選法;(2)冷處理法 化學法:(1)饑餓法;(2)抑制法;(3)有絲分裂阻抑法2.提高次生代謝產物的方法?答：選擇高產細胞系優化培養基飼喂前體物質使用誘導子（elicitor）改善培養條件改進培養方法固定化細胞培養第六章 植物原生質體培養和體細胞雜交一、概念原生質體：指除去細胞壁的細胞或是一個被質膜所包圍的裸露細胞。原生質體融合：是指將植物的不同種、屬甚至科間的原生質體，通過人工方法誘導融合，然后進行離體培養，使其再生成為雜種植株的技術。體細胞雜交：兩種異源（種、屬間）原生質體，在人工控制條件下，相互接觸從

19、而發生膜融合，胞質融合和核融合并形成雜種細胞的過程。二、簡答1.原生質體培養的意義？u 建立單細胞無性系u 用于原生質體融合u 遺傳轉化的良好受體u 多種基礎理論研究的實驗材料2.體細胞雜交的意義？ 實現遠緣雜交，形成新的物種； 創造細胞質雜種； 培育作物新種質和新品種；3.雜種細胞的篩選方法？1. 根據物理特性直觀選擇2. 互補篩選法3. 根據生長和再生能力的差別選擇第七章 人工種子一、概念人工種子：是指植物離體培養中產生的胚狀體或不定芽包裹在含有營養成分和保護功能的人工胚乳和人工種皮中形成的能發芽出苗的顆粒體。人工種子的結構：由胚狀體、人工種皮和人工胚乳構成。二、簡答（一）人工種子的特點?

20、通過組織培養的方法可以獲得數量很多的胚狀體而且繁殖速度快，結構完整； 可根據不同植物對生長的要求配置不同成分的“種皮”； 在大量繁殖苗木和用于人工造林方面，人工種子比采用試管苗的繁殖方法更能降低成本，而且方便機械化播種，可節省勞動力； 體細胞胚是由無性繁殖體系產生的，因而可以固定雜種； 有時可以在人工種子中加入某些農藥、菌肥、有益微生物、激素等； 胚狀體發育的途徑可以作為高等植物基因工程和遺傳工程的橋梁。 解決了有些作物品種繁殖能力差、結子困難或發芽率低等問題。第八章 植物種質資源保存一、概念種質：是決定生物遺傳性狀，并將遺傳信息從親代傳遞給子代的遺傳物質。種質資源：即為攜帶各種不同遺傳物質的

21、植物總稱，又稱遺傳資源或品種資源，包括栽培，野生及人工創造的各種植物的品種種質資源保存：是指在天然或人工創造的適宜環境條件下，貯存植物種質，使其保持生命力與遺傳性的技術。原生境保存（原地保存）：將植物的遺傳材料保存在它們的自然環境中。非原生境保存（異地保存）：將植物的遺傳材料保存在不是它們的自然生境的地方。種質資源的離體保存：是指對離體培養的小植株、器官、組織、細胞或原生質體等材料，采用限制、延緩或停止其生長的處理措施使之保存，在需要時可重新恢復其生長，并再生植株的方法。二、簡答1 為什么要進行種質資源的保存？答：種質資源或稱基因庫是選育新品種的最基本的原始材料。植物種質資源的多樣性由于自然災

22、害和人為活動受到嚴重影響，作物品種資源日益匱乏。2 種質資源保存的方法？答：種植保存、貯藏保存、離體保存和基因文庫保存。3.超低溫保存的原理？答：細胞冰凍結冰保護性脫水理論溶液的玻璃化理論4.離體保存的意義 ？答：可使一些無性繁殖作物種質資源低溫長期保存，避免資源的丟失。節省土地和勞力，方法簡單，花費少并能在保存中脫毒。一旦利用可快速繁殖；也利于種質交換。5.細胞冰凍結冰保護性脫水理論？答：常溫下，細胞及其溶液處于滲透平衡的狀態，當溫度降到冰點以下時，首先是細胞外溶液部分“凍結”出冰；胞外溶液的濃度升高，破壞了細胞內外溶液的平衡，水分由胞內通過細胞膜向外滲透，細胞收縮，細胞內濃度提高；當溫度不

23、斷降低時，凍結和滲透過程不斷進行，這種過程稱為保護性脫水。當復溫時，溫度升高，凍結的冰不斷融化，水分由胞外向胞內滲透，使收縮的細胞膨脹，可能恢復原狀。精確控制上述過程，能使細胞在降溫、復溫、滲透過程中不被損傷而死亡。6.溶液的玻璃化理論？答：溶液在降溫時，如果沒有均一晶核或晶核生長缺乏足夠的時間，就首先形成過冷溶液。繼續降溫，均一晶核形成。如果降溫速度不夠快，就形成尖銳的冰晶。降溫速度足夠快，均一晶核很少或幾乎沒有形成，或均一晶核生長缺乏足夠的時間，溶液就進入無定型的玻璃化狀態。7.超低溫保存的基本程序？答：植物材料（培養物）的選取材料的預處理降溫冷凍及超低溫保存解凍：分快速解凍、慢速解凍再培養超低溫保存后細胞或組織活力檢測第九章 動物細胞培養技術一、概念動物細胞與組織培養：用無菌方法將動物體內細胞或組織取出，模擬體內的生理環境，在體外進行培養，使離體細胞或組織生存、生長并維持結構和功能的一門技術。原代培養：直接從機體取出的細胞或組織進行培養的過程。繼代培養：從原代培養的細胞繼續轉接培養稱繼代培養.細胞系：由原代細胞培養后經初步純化，獲得的以一種細胞為主、能在體外長期生存的不均一的細胞群體，一般為有限細胞系。細胞株：細胞系經過克隆或其他方法獲得、由單細胞形成的單一類型的細胞群