细胞工程学专业复习资

绪论

一．细胞工程（Cell Engineering）：（定义）是应用细胞生物学和分子生物学方法，借助工程学的实验方法或技术，在细胞水平上研究改造生物遗传特性和生物学特性，以获得特定的细胞、细胞产品或新生物体的有关理论和技术方法的学科。

分类（包括）:（填空）植物细胞工程和动物细胞工程

植物细胞工程：（定义）以植物细胞组织为基本单位，在离体条件下进行培养、繁殖或人为的精细操作，使细胞的某些生物学特性按人们的意愿发生改变，从而改良品种或创造新物种，或加速繁殖植物新个体，或获得有用物质的过程。

动物细胞工程：（定义）是根据细胞生物学及工程学原理，定向改变动物细胞内的遗传物质从而获得新型生物或特种细胞产品的一门技术。

二．（填空）细胞学说的提出：施旺，施莱登（1838年）

三．1902年，H aberlandt提出了细胞全能性学说。

第一章基本技术

一．湿热灭菌：103-137kPa(121-126°C),15-30min.

二．干热灭菌：利用烘箱加热到位60-180°C

三．培养基基本成分：无机盐（大量元素，微量元素），有机成分（激素，植物生长调节剂），水

常用有机成分：糖类（蔗糖），维生素，肌醇，腺嘌呤，氨基酸

激素：生长素（根），细胞分裂素（芽），赤霉素（细胞伸长）

四．基本培养基种类：MS,B5,N6,White(P26)

（1）高盐平衡培养基：MS培养基、LS培养基、BL培养基、BM培养基和ER培养基。特点：无机盐浓度较高，元素间的比例适当，离子平衡性好，具有较强的缓冲性；营养丰富；微量元素种类全，浓度高。

（2）高硝态氮培养基：B5培养基，N6培养基及SH培养基等。特点：硝酸钾的含量高，氨态氮的含量低，含有较高的盐酸硫胺素。

（3）中盐培养基：H培养基、Nitsch培养基、Miller培养基和Blaydes培养基。特点：大量元素无机盐约为MS的一般，微量元素种类减少而含量增高，维生素种类比MS多。

（4）低盐培养基：White培养基、WS培养基、HE培养基、改良Nitsch培养基及HB培养基等。特点：无机盐含量低，有机成分含量相对也很低。

五．培养基配制：1000ml母液需100ml大量元素(10*),10ml微量元素(100*)……

1 培养基母液配制

无机盐按大量元素、微量元素和铁盐3部分分别配制。大量元素一般配制成（10－20）×母液，微量元素和铁盐则配制成（100－200）×母液。有机成分最好单独配制。配好的母液需贮存于

2－4℃冰箱中。

植物激素使用的浓度很低，因此，一般分别配制成0.1-1mg/L浓度的溶液。

2 培养基制备

制备培养基时是根据实际需要配制，首先按大量元素、微量元素、铁盐及有机成分的顺序，依次吸取各母液的需要量，加入一适当体积的烧杯或其它配制培养基的容器中，再加入适当体积的蒸馏水，并称取相应量的蔗糖放入其中溶解，调节pH值，加入琼脂，加热使其完全融化，最后用蒸馏水定容并分装。

六．外植体：指用于离体培养的活的植物组织，器官等材料。

三种来源：1.生长在自然环境下的植物 2.在温室控制环境条件下生长的植物 3.无菌环境下培养的植物（最优）。

第二章细胞全能性与形态发生

一．细胞全能性：（定义）一个细胞所具有的产生完整个体的固有能力称之为细胞的全能性。细胞全能性的表达是通过细胞脱分化和再分化实现的，在大多数情况下，脱分化是细胞全能性表达的前提，再分化是细胞全能性表达的最终体现。

二．细胞脱分化（cell dedifferentiation ）：（定义）培养条件下使一个已分化的细胞回复到原始无分化状态或分生细胞状态的过程就是细胞脱分化。

分化细胞脱分化分生细胞再分化分化细胞

静止细胞启动分裂是分化细胞成功脱分化的重要标志。

蛋白体的出现和细胞质密度增加被认为是细胞开始脱分化的标志。

三．细胞分化（Differentiation）：（定义）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。

四．极性（polarity）：（定义）是指植物的器官、组织、甚至单个细胞在不同的轴向上存在的某种形态结构以及生理生化上的梯度差异。

五．激素是离体培养条件下调控细胞脱分化和再分化的主要因素。

先用生长素处理，后用细胞分裂素处理，有利于细胞分裂而不利于细胞分化；反之，则有利于细胞分化。如果两者同时处理，则可促使分化频率的提高。

六．（简答）植物的离体器官发生：是指培养条件下的组织或细胞团（愈伤组织）分化形成不定根、不定芽等器官的过程。

不定根、不定芽：是指在一些非正常发生部位形成的根或芽，离体培养中通常是指从愈伤组织上发生的根或芽。

器官发生方式：1）先芽后根：先分化芽，芽形成后，在芽的基部长出根进而形成完整植株。2）先根后芽：先分化根，再在根上产生不定芽进而形成完整植株。

3）在愈伤组织的不同部位形成芽和根，再通过维管组织的联系形成完整植株。

七．愈伤组织：实质上是一团无序生长的细胞，这些细胞大多处于随机分裂的状态。

（器官、组织培养时细胞分裂首先发生在伤口部位）

八．体细胞胚或胚状体（定义）：离体培养下没有经过受精过程，但经过了胚胎发育过程所形成的胚的类似物（不管培养的细胞是体细胞还是生殖细胞），统称为体细胞胚或胚状体。

界定：

1）体细胞胚是离体培养的产物，只限于离体培养范围使用，以区别于无融合生殖胚。

2）体细胞胚起源于非合子细胞，以区别于合子胚。

3）体细胞经过了胚胎发育过程，以区别于离体培养中器官发生形成个体的途径。

研究体细胞胚的模式植物：胡萝卜。

九．体细胞胚的形成途径：（简答）

1.体细胞胚从外植体上直接发生：诱导阶段。胚胎发育阶段

2.间接发生：A.经过愈伤组织的体细胞胚的形成：诱导愈伤组织的形成→诱导愈伤组织胚

性化→体细胞胚的形成 2，4-D(浓度高)

2，4-D(浓度低) 2，4-D(浓度更低)

B.经过悬浮细胞的体细胞胚的形成：诱导愈伤组织的形成→诱导愈伤组织胚性化→悬浮培养的胚性细胞团→体细胞胚的形成。

十．植株再生的两种方式：器官发生，体细胞胚发生。

第三章体细胞遗传变异

一．体细胞无性系：由任何形式的细胞培养所产生的植株统称为体细胞无性系。

体细胞无性系变异：由体细胞无性系表现出来的变异。

从对生物遗传的影响而言，细胞工程技术本身即包含了双重性：遗传稳定性和变异性。二．离体培养中的遗传与变异特点：遗传稳定性；变异的普遍性；变异的局限性；嵌合性三．非遗传变异

四．体细胞无性系变异的诱导与选择：（愈伤组织>再生植株（变异））

诱变起始材料的选择原则：目标性状的可行性；实验植物的细胞培养技术水平；适当的细胞类型

七．设计实验：培养抗纹枯病的水稻——

突变体的选择：（1）直接选择

（2）间接选择：

外遗传变异

生理适应性变异

基因表达（生长素自养型变）