细胞工程复习提纲有答案

细胞工程复习提纲一、名词解释细胞工程:是以细胞生物学和分子生物学为基础理论,采用原生质体、细胞或组织培养等试验方法或技术,在细胞水平上研究改造生物遗传特性,以获得具有新的性状的细胞系或生物体以及生物的次生代谢产物,并发展有关理论和技术方法的学科;细胞分化:是指细胞在形态、结构和功能上发生差异的过程,包括时间上和空间上的分化;时间上的分化：是指一个细胞在不同的发育阶段可以形成不同的形态和功能；细胞全能性:是指分化细胞保留着全部的核基因组,具有生物个体生长、发育所需要的全部遗传信息,具有发育成完整个体的潜能;无性生殖:不涉及性别、没有配子参与、没有受精过程的生殖都属于无性生殖;有性生殖:是两个配子融合为一,成为合子或受精卵,再发育成为新一代个体的生殖方式;脱分化:又称去分化,是指分化细胞失去特有的结构和功能变为具有未分化细胞特性的过程,即分化的细胞在适当条件下转变为胚性状态而重新获得分裂能力的过程;植物组织培养:是将植物器官、组织、细胞或原生质体等外植体材料无菌条件下培养在人工培养基上,在适当条件下诱发长成完整植株的一种技术;愈伤组织:脱分化后的植物细胞经过细胞分裂,产生无组织结构、无明显极性的松散的细胞团,称之为愈伤组织外植体:主要指用于离体培养的植物或组织切段;胚状体体细胞胚: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;人工种子:是指将植物离体培养中生产的胚状体或芽包裹在含有养分和保护功能的人工胚乳;体外受精：是指将哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术;试管动物：是指将供体的精子和卵子在体外受精,体外培养胚胎发育到一定阶段通过胚胎移植移入受体完成发育出生的动物;胚胎分割：即是将一枚胚胎用显微手术的方法分割成二分、四分甚至八分胚,经体内或体外培养,然后移植入受体中,以得到同卵双生或同卵多生后代的技术,也是胚胎克隆的一种方法;性别控制：就是通过人为干预或操作手段使母畜繁殖所需要的后代;细胞核移植：是一种利用显微操作技术将一种动物的细胞核移入同种或异种动物的去核成熟卵细胞内的技术;细胞融合：是指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;非对称细胞融合：利用物理或化学方法使某亲本的核或细胞质失活后再与另外一个完整细胞进行融合;原生质体：去除细胞壁后裸露的细胞称之为原生质体染色体组：生物体配子的全部染色体称为一个染色体组;染色体工程：按照一定的设计,有计划地消减、添加或代换同种或异种染色体,从而达到定向改变遗传性和选育新品种的目的的技术单倍体：细胞中含有正常体细胞的一半染色体数,即具有配子染色体数目的个体;同源多倍体：多倍体的染色体来自于同一物种或在原有染色组的基础上加倍而成;异源多倍体：多倍体的染色体来自于不同一物种;雌核发育：精核进入卵细胞后未与卵核融合而退化,卵核未经受精而单独发育成单倍体;植物细胞培养：是在离体条件下,将分离的植物细胞通过继代培养增殖,获得大量细胞群体的一种技术;次级代谢产物第7讲是通过次级代谢合成的产物,大多是分子结构比较复杂的小分子化合物,例如抗生素、激素、生物碱、毒素等;毛状根,冠瘿组织第8讲是由根癌农杆菌Agrobacteriumtumefaciens感染引起的植物肿瘤组织,它能在无外加植物激素的培养基上生长;；接触性抑制：是某些动物细胞体外培养的生长特性之一;是指由于细胞相互接触而抑制细胞运动性的现象;微载体培养第10讲微载体培养：解决空间分布与贴壁,连续灌注培养；多克隆抗体：一种抗原通常具有多个不同的抗原决定族,因此能刺激多个B淋巴细胞产生相应的单克隆抗体,因此血清中的抗体是针对不同抗原决定族的单克隆抗体混合物,称为多克隆抗体;单克隆抗体：动物脾脏有上百万个B淋巴细胞,一个细胞就是一个克隆,它针对抗原上的一个抗原决定族产生的抗体是单克隆抗体;灭活病毒疫苗：通过化学、物理或简单加热的方法使病毒失去在宿主体内生长复制的能力,但仍保留了病毒的免疫原性,接种人体后能产生对此病毒的抵抗力,这种将病毒杀灭后制备的疫苗被称为灭活疫苗;减毒活疫苗：采用自然法或人工法通过动物传代或细胞传代筛选对人毒性低的变异株病毒;转基因生物反应器：将外源基因转入细胞或动植物,利用细胞增殖或者动植物代谢制备外源基因的表达产物的技术;微藻：一般是指那些在显微镜下才能辨别形态微小的藻类干细胞：动物胚胎和成体组织中存在的能一直进行自我更新、保持未分化状态、具有分裂能力的未分化细胞;胚胎干细胞：是一种全能干细胞,它是从着床前胚胎内细胞团或原始生殖细胞经体外分化抑制培养分离的一种全能性细胞系,可以分化成任何一种组织类型的细胞;成体干细胞：又称组织干细胞,传统的观念认为它们是存在于成体组织的未分化细胞,现在认为也包括未成年动物的组织干细胞,它们具有不断增殖和自我更新能力、又具有多向分化潜能;组织工程：是利用生命科学、医学、工程学原理与技术,单独或组合地利用细胞、生物材料、细胞因子实现组织修复或再生的一门技术;二、简答题1、细胞工程的主要研究内容研究范畴有哪些第1讲答：细胞工程的研究内容有：动物细胞与组织培养、植物细胞与组织培养、细胞融合、细胞核移植、染色体工程、胚胎工程、干细胞与组织工程、转基因生物与生物反应器;1、简述细胞工程技术的应用第1讲答：细胞工程的应用包括：•优质植物快速培育与繁殖•动物胚胎工程快速繁殖优良、濒危品种•利用动植物细胞培养生产活性产物、药品•新型动植物品种的培育•在医学器官修复或移植中的应用•制备转基因动植物的生物反应器•珍稀动植物资源的保存与保护•在遗传学、发育生物学等领域的理论研究•在能源、环境保护等领域的应用3、植物组织培养的应用第2讲答：1.无性系快速繁殖；2.种苗脱毒；3.新品种选育：1 利用培养变异,筛选优良突变体;2利用远缘杂交幼胚培养,获得杂种植株,克服其杂交不亲和性;3利用细胞融合技术,克服远缘杂交不亲和性;4倍性育种；4.离体种质保存5.在遗传、生理生化和病理等研究上的应用;4、植物组织细胞培养中要用到哪些激素在细胞分化中的调节作用如何第2讲答：生长素：在植物组织培养中,生长素主要用来刺激细胞分裂和诱导根的分化;细胞分裂素：诱导芽的分化促进侧芽萌发生长、促进细胞分裂与扩大;5、植物组织培养再生植株有哪些途径第2讲答：器官发生途径：成熟细胞—遇上组织—出根出芽—完整植株体细胞胚发生途径：成熟细胞—分生细胞—胚状体—完整植株其中体细胞胚发生途径包括：器官外植体直接发生途径、悬浮培养细胞发生途径、愈伤组织发生途径;6、简述人工种子制备的基本过程第2讲答：胚状体同步发育,人工种皮制作,人工胚乳配制,包埋,贮藏与发芽;7、简述胚胎移植的技术路线第3讲答：8、简述多莉羊技术路线第3讲答：1-供核细胞获得与取核,2-卵母细胞收集与去核,3-细胞核融入卵细胞4-重构胚的培养5-妊娠监护----简单流程请自行添加描述;9、你认为英雄、伟人可以通过克隆再生吗第3讲答：主观题10、克隆动物存在哪些问题答：1.技术尚不成熟；遗传疾病问题；3 克隆人带来的社会、伦理学问题;11、怎样制备、分离和鉴定原生质体第4讲制备：两步法：果胶酶处理材料——游离出单细胞——纤维素酶处理单细胞——分离出原生质体一步法：外植体——酶液配制：注意纤维素酶、果胶酶和渗透压稳定剂甘露醇的配比及pH——酶液离心——过滤灭菌后-20℃保存——外植体放入酶液,真空泵抽引渗透处理——26℃摇床振荡2-8小时分离：飘浮法：无菌下,浓度较高溶液如20%蔗糖溶液加入离心管——加入原生质体混合液——封口后,离心,原生质体漂浮在上面——用吸管收集原生质体液面,放入液体培养基或甘露醇悬浮洗涤原生质体2-3次——将原生质体悬浮在液体培养基中备用沉降法：微孔滤膜过滤酶混合液——低速离心3-5min——弃去上清液和酶液——液体培养基或甘露醇悬浮洗涤原生质体2-3次——将原生质体悬浮在液体培养基中备用不连续梯度法：离心管中配制成不同的浓度梯度——加入原生质体混合液——离心5min,原生质体位于某一浓度梯度,用吸管收集——液体培养基或甘露醇悬浮洗涤原生质体2-3次——将原生质体悬浮在液体培养基中备用鉴定：低渗爆破法：爆破后是无形的;渗透压调节剂：葡萄糖、甘露醇、山梨醇等;染色法：有活力的原生质体吸收不同染料显示与死亡细胞不同的颜色来分析;FDA二乙酸荧光素能自由地穿越细胞质膜,在活细胞内,FDA被酯酶裂解即发荧光荧光素,由于荧光素不能自由通过质膜,因而可以在荧光显微镜下通过具荧光的细胞的观察确定细胞活性酚藏花红染色法%：酚藏花红能使无活力的原生质体染成红色,有活力的原生质体不着色;伊凡蓝Ev an’s blue染色法%：有活力但受损伤的细胞和死细胞能够摄取这种染料,活细胞不摄取;氧电极法：光照下放出氧气,黑暗耗氧气;12、为什么要对融合细胞进行筛选第4讲细胞融合是一个随机的物理过程,经融合后细胞将以多种形式出现,需要通过培养和筛选,除去不需要的细胞,分离出需要的杂种细胞,从而解决融合细胞的选择问题;13、举几个单倍体和多倍体的例子第5讲单倍体：全雄系芦笋雄性蜜蜂和蚂蚁三倍体桑树：表现为体细胞较大、叶肉厚、叶色深、叶质较好、抗寒性增强;花卉：三倍体花器官增大、色彩更鲜艳,同时还能使花期延迟,大大提高了花卉的观赏价值和商业价值;三倍体鲍鱼：具有高度不育性,因而使体细胞生长方面的能量相对增加,增强了鲍鱼的抗逆性和抗病能力,提高了生长速度;此外,还可以延长鱼类寿命、控制过度繁殖三倍体西瓜：无籽西瓜14、为什么动物的多倍体比植物少第5讲植物：1大多数植物是雌雄同体或雌雄同花的,它们的精原细胞和卵原细胞可能同时发生不正常的减数分裂,使配子中染色体数目不减半,这种配子通过自体受精而自然形成了多倍体;2植物的繁殖比较容易,如果多倍体植物不能形成种子,它还能依靠营养器官的无性繁殖来产生后代,因此在生物进化过程中,植物多倍体有可能被保存下来;动物：1高等动物的远源杂交能力很弱,这样难以形成杂种个体;2多倍体动物高度不育,染色体异常通常会造成胚胎死亡,因此很难得到多倍体的子代个体;15、单倍体产生原理第5讲假受精：远缘花粉刺激未受精卵细胞分裂发育成单倍性的胚;组织培养：花药、花粉雄配子、未授粉的子房胚珠雌配子的培养;雄核发育Androgenesis或孤雄生殖：卵细胞不受精,卵核消失,或卵细胞受精前失活,由精核在卵细胞内单独发育成单倍体,因此只含有一套雄配子染色体;这类单倍体的发生频率很低;雌核发育Gynogenesis或孤雌生殖：精核进入卵细胞后未与卵核融合而退化,卵核未经受精而单独发育成单倍体;16、怎样制备植物的单细胞第6讲1.由完整的植物器官分离单细胞1酶解法选择专一性水解酶在温和的条件下将植物细胞壁物质纤维素、果胶、多糖降解,从而使细胞彼此分开,这种方法称为酶解法;经常采用的生物酶包括：纤维素酶、果胶酶等;2机械法第一种方法：用刀片刮叶片第二种方法：叶片研碎、离心2.由愈伤组织分离单细胞通过培养植物外植体诱导产生愈伤组织,并使其大量增殖,再通过机械震荡或者酶解的方法使细胞分离从而获得游离的细胞;17、常见的植物细胞培养生物反应器有哪些第7讲1机械搅拌式生物反应器2气升式生物反应器3鼓泡式生物反应器18、体外培养动物细胞的形态有哪几种第9讲成纤维细胞型细胞：外形与体内成纤维细胞形状相似,细胞大致呈梭形或不规则形;成群细胞呈现放射状、旋涡状等形式;多数细胞之间排列疏散,有较大的细胞间隙上皮型细胞：类似上皮细胞的细胞,特点是：扁平状,形态较为规则,细胞贴壁后呈三角形及不规则扁平的多角形,中央有扁圆形核,生长时彼此紧密连接成单层细胞游走型细胞：呈散在生长,一般不连成片,胞质常突起,呈活跃游走或变形运动,方向不规则;此型细胞不稳定,有时难以和其他细胞相区别多形型细胞：多形型细胞是一些形态上不规则的细胞;多形型细胞不常见,只有某些像神经组织细胞等难以确定其稳定形态的,才可归于多形细胞19、植物体细胞杂交技术与动物细胞融合技术有什么不同第11讲植物体细胞杂交技术与动物细胞融合技术基本相同,不同的是植物体细胞融合前需去掉细胞壁,然后再融合；动物细胞融合是两个体细胞直接融合;20、转基因动物反应器主要有哪些第12讲乳腺生物反应器动物血液生物反应器动物膀胱生物反应器禽蛋生物反应器蚕茧精液21、简述转基因动物制备中目的基因导入的方法第12讲1电穿孔法:利用脉冲电场提高细胞膜的通透性,在细胞膜上形成纳米级的微孔,达到增加通透性的效果,从而使外源DNA转移至细胞中;优点是简单、效率较高;2显微注射法：利用显微操作技术转移外源基因的方法;此法转入基因长度可达数百kb；并能随机地整合在受体细胞染色体DNA上,因此应用范围广;但是这种整合有时会导致转基因动物基因组的重排、易位、缺失或定点突变;3裸露DNA直接注射4磷酸钙—DNA共沉淀法：这种方法是受二价金属离子能促进细胞吸收外源DNA的启发而发展起来的;当核酸以磷酸钙—DNA共沉淀物的形式在时,细胞摄取DNA的能力显著加强;但转移效率较低,仅有1%~5%的外源DNA可以进入受体细胞核中,大约仅有1%的DNA可以在细胞中稳定表达;5脂质载体包埋法：将需转移的外源DNA或RNA与脂质体混合,带负电的DNA自动结合到带正电的脂质体内形成DNA-阳离子脂质体复合物;由于脂质体具有磷脂双层结构,与细胞膜类似,因此可以与受体细胞膜融合,从而将外源DNA转入宿主细胞;效率高;6病毒介导的生物学方法：将目的基因重组到反转录病毒载体上,感染细胞;病毒进入细胞后,利用宿主细胞的酶体系自行反转录和复制,从而可以使病毒单拷贝基因组稳定地进入宿主细胞;22、三大经济微藻指哪三类第13讲1螺旋藻Spirulina2.小球藻Chlorella3.杜氏藻Dunaliella23、怎样利用微藻培养生产生物柴油第13讲以微藻等水生植物油脂为原料通过酯交换工艺制成可代替石化柴油的再生性柴油燃料;24、干细胞具有哪些特征第14讲1.自我更新特征：1对称分裂symmetric division是指一个干细胞分裂产生的两个子细胞全是干细胞;2不对称分裂asymmetric division是指一个干细胞分裂成一个干细胞和一个短暂增殖细胞,称之为祖细胞progenitor cell;由于细胞质中的调节分化蛋白不均匀地分配,使得祖细胞分裂形成两个专一功能的分化细胞,不具备自我复制的能力2.增殖特征：1增殖的缓慢性一般情况下,干细胞处于休眠或缓慢增殖状态;缓慢增殖还可以减少基因发生突变的可能性;2增殖的自稳性也称自我维持,是指干细胞能自我更新维持自身数目的恒定,主要是通过不对称分裂来实现;3.分化特征：1具有分化潜能2可以去分化与转分化25.组织工程三要素第15讲1.种子细胞2.支架材料3.生长因子三、问答题1、试述植物组织培养的基本过程第2讲1培养材料的收集2培养材料的消毒3制备外植体4接种和培养5根的诱导6炼苗和移栽老师PPT第2讲P34-392、试述试管动物培育流程第3讲1精子的采集与体外获能,卵子采集与成熟培养2体外受精3胚胎体外培养4胚胎移植5体内发育、出生老师PPT第3讲P143、试述原生质体融合的方法第4讲1生物法：病毒诱导细胞融合2化学法：NaNO3诱导融合、高pH的高浓度Ca2+离子诱导融合、PEG诱导、高Ca2+和pH诱导PEG结合诱导3物理法：电融合诱导法老师PPT第4讲P26-394、试述多倍体的诱导方法第5讲1植物多倍体A化学法：细胞松弛素B,秋水仙素B生物方法：体细胞杂交,利用染色体加倍个体与未加倍个体杂交繁殖多倍体后代2动物多倍体A物理方法：温度休克法、水静压法B化学法：细胞松弛素诱导法、6-甲氨基嘌呤诱导法C生物法老师PPT第5讲P22-325、试述植物单细胞培养的方法第6讲看护培养：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;饲养层培养：把处理过的如X射线处理无分裂能力或分裂很慢的细胞来饲养所需培养的细胞,使其分裂和生长;液体浅层静置培养：将一定密度的悬浮细胞接种在培养皿或三角瓶中封口静止培养;细胞同步化培养：进行同步化培养可获得生长周期一致的细胞作为研究材料,常用方法有体积选择法、冷处理法、饥饿法、抑制法这里特指的是植物单细胞小规模培养,不清楚题目是否包括固定化培养6、试述影响植物细胞培养生产次级代谢产物的因素第7讲一、生物因素1细胞株稳定、高产、生长速度快的细胞株是细胞大规模培养生产代谢产物的前提;在进行植物细胞培养生产有价值的代谢产物时必须弄清楚产物的合成部位,也就是应该考虑到不同部位来源细胞的特性;缺乏适合的细胞株是目前许多代谢产物无法利用细胞培养生产的主要限制之一;2细胞凋亡细胞凋亡是植物细胞培养过程中不可避免的现象,但是可以通过条件改变进行调控来减少细胞凋亡;关键是要保证充足的营养供给以及避免有害代谢产物的积累,这可以通过采用合适的培养工艺来实现;3细胞团细胞团的形成影响稳定的悬浮体系的维持,同时造成了培养物的显著异质性,细胞团表面与内部的细胞存在营养吸收和代谢产物分泌的差异;此外,细胞团容易受剪切力影响而破碎,引起培养液粘度增加,致使气体交换与传递受到影响;适当大小的细胞团有利于代谢产物积累;4生物合成机制次级代谢产物的生物合成不同于蛋白质合成,涉及多基因参与基因簇,机制非常复杂,影响因素非常多;结合目标产物进行生物合成机制研究,揭示代谢途径及诱导合成机制是细胞培养的重要生物学问题,有利于指导建立优化的培养工艺与技术;二.化学因素1营养盐：一方面是保证植物细胞生物量的增长；另外一方面是要保证细胞能合成和积累次级代谢产物;2前体precursor ：缺乏某一种前体时细胞就不能合成某一种代谢物;如果在培养基中加入外源前体将会有助于合成该代谢产物或使其产量增加;3诱导子：广义诱导子、狭义诱导子、内源性诱导子、外源性诱导子4反馈抑制：植物次级代谢产物在培养系统的积累有时会对目标产物的合成具有反馈抑制;可以采用流加/半连续培养、两相培养等工艺技术可以克服;三、物理因素主要包括：光照、温度、通气、搅拌、pH值等;1光照：光对细胞代谢产物的合成有很重要的影响;光照时间长短、光质、光强等都会对代谢产物合成和积聚产生作用;光对许多酶有诱导或抑制作用;2温度：温度会影响酶的活性;细胞的生长速率与培养温度紧密相关;植物细胞培养一般在25℃左右进行;3pH:会影响培养液的渗透压、酸碱度,酶的活性,从而影响细胞代谢;植物细胞液体培养的pH 变化范围在5－6 之间,最佳的起始pH在－之间;如果对培养液pH 进行控制,将有利于次级代谢产物的生成;7、试述毛状根产生的机制第8讲发根农杆菌Agrobacterium rhizogenes是一种革兰氏阴性菌,能侵染大多数的双子叶植物、少数单子叶植物及个别的裸子植物,诱发被感染植物的受伤部位长出毛状根;发根农杆菌之所以具有这种致根性,是因为它具有能诱导毛状根产生的RiRoot inducing质粒;在通常状态下,Ri质粒上Vir区的基因处于抑制状态,当发根农杆菌感染寄主植物时,受损伤的植物细胞合成的低分子苯酚化合物乙酰丁香酮使Vir区处于抑制状态的基因被激活,产生一系列限制性核酸内切酶,在酶的切割作用下产生T-DNA链,T-DNA进入植物细胞核内,整合进植物细胞的基因组;其整合和表达的结果导致了大量毛状根的产生;8、试述动物组织、细胞培养的培养基及培养条件第9讲动物细胞培养基一般可分为天然、合成、无血清培养基等几种;培养条件：温度：人类和哺乳类动物细胞培养适宜温度为±5℃;pH：哺乳动物细胞为;渗透压：细胞在高渗透压或低渗透压溶液中会发生皱缩或肿胀,甚至破裂;用BSS 溶液可维持细胞渗透压,调控培养液酸碱度平衡;气体：细胞的生长代谢离不开O2和CO2,作为代谢产物的CO2还有调节pH作用;用二氧化碳培养箱可使培养环境中的氢离子浓度保持恒定以提供一个比较稳定的pH范围;9、什么是微载体培养步骤有哪些第10讲微载体Microcarrier：是直径60-250μm的适用于贴壁依赖型细胞生长的微粒;一般是由天然葡聚糖或者各种合成的聚合物组成;微载体培养细胞的步骤1选择合适微载体类型2浸泡水化及消毒3接种4培养观察和细胞计数5消化与细胞回收6细胞收获7传代培养10、试述HAT选择系统的基本原理第11讲HAT培养基中的氨基蝶呤可阻断细胞正常途径合成DNA;融合所用的瘤细胞一般是HGPRT或TK缺陷型,也不能采用正常途径合成DNA;两条途径被阻断后,瘤细胞未融合的以及与自身融合的因不能正常合成DNA而死亡;融合细胞具有亲代双方的遗传性能,具有来自淋巴细胞的HGPRT与TJ,可采用不就途径合成DNA,因此可在HAT培养基中存活与繁殖;11、试述单克隆抗体制备的基本过程第11讲。