细胞工程复习提纲(2013)

细胞工程复习大纲（2009生物制药）一试卷题目类型：名词解释（5*4分，20分）单项选择（10*2,20分）判断题（10*1,10分）简答题（8*3,24分）问答题（2题，26分）二复习题1.细胞工程概念及其研究内容概念：细胞工程是应用细胞生物学的方法，有计划地改变细胞遗传物质并使之增殖，从而生产有用的产物或引向成体化的综合科学技术。

它是生物学、细胞学、遗传学、生物化学、发酵工学等学科交叉渗透、互相促进而发展起来的。

研究内容：细胞大量培养及控制生长、增殖并引向成体化等一系列技术、细胞融合技术、细胞拆合技术、向细胞内引入高分子物质等。

2.何为植物组织培养？其意义有哪些？植物组织培养：指从植物体中取出组织、器官，然后模拟机体的生理条件，在体外进行培养，使之生存、形成组织或长成植株的技术过程。

•用于组织培养的植物组织包括根、茎、叶、花、未成熟的果实、种子和愈伤组织等。

常用的植物组织培养有茎尖培养、芽尖培养、花器培养、发状根培养等。

意义：与传统的提取分离法相比，应用植物组织培养技术生产天然产物的优势在于:--提高产率：使用优良的植物细胞进行培养生产天然产物，可以明显提高天然产物的产率。

--缩短周期：植物细胞生长的倍增时间一般为12～60 h，一般生产周期15～30天，与完整植物的生长周期比较，却是大大地缩短生产周期。

--易于管理, 减轻劳动强度，提高产品质量•植物细胞生物转化具有转化率高、选择性强、副产物少等显著特点，并且显示出良好的基团选择性、区域选择性和对映体选择性。

3.在植物组织培养中，培养基一般包含哪些成分？•生长调节剂细胞分裂素/生长素的比例是控制芽和根形成的重要条件之一，生长素对芽的抑制作用可为细胞分裂素所克服。

细胞分裂素/生长素比例高时有利于芽形成；而这一比例低时，有利于根的形成。

这样通过变换激素的种类和浓度，即可有效地调节培养组织的器官分化。

•无机营养元素在植物组织培养中和整体植物一样，细胞的生长也要求满足植物生长的必要元素，若完全投入或过多或不足，也会影响细胞生长和分化。

不过其影响不如激素的影响明显。

•有机成分在培养基中加了糖各类B族维生素、肌醇和甘氯酸等，可以满足愈伤组织的生长和分化的要求。

各中氯基酸和嘌呤、嘧啶类物质，可以促进器官分化。

•物理性质培养基的物理性质（固体或液体状态，渗透压等）对形态发生有明显的影响。

•渗透压对细胞增殖和胚状体的形成都有十分明显的影响，在花药培养中受到普遍的重视。

4.什么是细胞决定？植物细胞全能性？细胞决定：在能识别一个细胞的分化以前，就有了一个预先保证细胞怎样变化的时期，这个阶段称为细胞决定（cell determination）。

植物细胞全能性：植物体的任何一个细胞都具有生长分化成为一个完整植株的能力，称为植物的全能性。

5.简述植物从外植体到再生植株的完整过程。

植物组织培养过程：分化的细胞→脱分化（dedifferentiation）→胚性细胞的状态→再分化（redifferentiation）→根茎→完整植株，与胚胎发育过程相似。

植物组织培养条件：含有全部营养成分的培养基、一定的温度、空气、无菌环境、适合的PH、适时光照等。

6.什么是植物细胞分化，再分化？体细胞胚？细胞分化（cell differentiation）是一种类型的细胞在形态结构生理功能和生化特性等方面稳定地转变成另一类型细胞的过程。

脱分化（dedifferentiation)：将来自已分化组织的已停止分裂的细胞从植物体部分的抑制性影响下解脱出来，恢复细胞的分裂活性。

再分化（redifferentiation):经脱分化的组织或细胞在一定的培养条件下可有转变为各种不同细胞类型的能力。

体细胞胚：胚状体是指在植物组织培养中起源于一个非合子细胞，经胚胎发育所形成的胚状结构，又称体细胞胚、不定胚、无性胚。

7.愈伤组织的概念，其形成分为哪几个期？愈伤组织：细胞若是一旦脱离了母体植株，摆脱了原来所受到的遗传上的控制和生理上的制约，在不定期下的培养条件下，就会发生一种回复变化，从而失去分化状态，变为分生细胞，实现脱分化过程。

然后，这些脱分化细胞经过连续的有丝分裂，形成愈伤组织（离体隔离）。

愈伤组织形成的过程：外植体中已分化的活细胞，在外源激素的诱导下通过脱分化后形成愈伤组织，这一过程被大致划分为三个时期⏹诱导期：细胞分裂的准备期诱导期是细胞准备进行分裂的时期。

接种的外植体材料的细胞通常都是成熟细胞，处于静止状态，细胞大小没有多大变化，外观无明显特征，但细胞内物质代谢旺盛。

诱导期的长短，因植物种类和外植体的生理状况和外部因素而异。

⏹分裂期：细胞从开始分裂到持续分裂的时期分裂期是指细胞通过一分为二的分裂，不断增生子细胞的过程。

外植体的细胞一旦经过诱导，其外层细胞开始迅速分裂，使细胞脱分化。

分裂期主要表现如下：1、细胞的数目迅速增加。

如胡萝卜培养7天后，细胞数可增加10倍。

2、每个细胞平均鲜重下降。

这是由于细胞鲜重的增加不如细胞数目的增加快的缘故。

3、细胞体积小，内无液泡，如同根尖和茎尖的分生组织细胞特性。

4、细胞的核和核仁增大到最大。

5、细胞中RNA含量减少，而DNA含量保持不变。

6、随着细胞不断分裂和组织生长，细胞的总干重、蛋白质和核酸含量大大增加，新细胞壁的合成极快。

•分裂期的愈伤组织的共同特征是：细胞分裂快，结构疏松，缺少有组织的结构，维持其不分化的状态。

⏹形成期：从愈伤组织到器官发生形成期是指外植体经过诱导期和分裂期后形成了无序结构的愈伤组织的时期。

进入形成期后，细胞的平均大小相对稳定，不再减少，细胞分裂由原来局限在组织外缘的平周分裂转为组织内部较深层局部细胞的分裂，结果形成瘤状或片状的拟分生组织（meristemoid），称做分生组织结节。

分生组织结节可以成为愈伤组织的生长中心，或者进一步分化为维管组织结节——由分生组织结节外围的细胞作平周分裂成为形成层状细胞，并形成了部分维管组织如管胞、纤维细胞等，但不形成维管系统。

由于此期细胞分裂已基本停止，细胞内发生生理代谢等的变化而开始形成一些不同形态和功能的细胞，因此有人又将此期称为分化期。

8.原生质体培养有哪些方法？将植物原生质体在一定条件下培养，经过细胞壁再生而形成细胞、再分裂成为细胞团的过程。

植物原生质体的培养可以分为液体静止培养、固体平板培养、双层平板培养和固定化原生质体培养等。

1）固体薄层培养法：平板培养法，指将一定体积（3-4ml）的原生质体按照一定细胞密度（104-105个细胞/ml）与等体积的处于45摄氏度的琼脂培养基混合，在培养皿内形成薄层（1mm）固体平板的方法。

优点是避免了原生质体的移动,有利于对单个原生质体的细胞壁再生及细胞团形成的全过程进行定点观察.缺点是温度很难控制;另外固体中单细胞生活能力弱,透气状况不良,第一次分裂的时间会推迟2d左右.(2)液体浅层培养法:将原生质体用培养液调整到一定细胞密度,取出3-4ml置于培养皿中浅层静止培养的方法.在液体中有较强的细胞分裂能力,但当细胞壁再生并形成细胞团后,应立即转入固体培养基上培养(3)双层培养法:液体-固体双层培养法9.单细胞培养有哪些技术？并比较其优缺点•平板培养：单细胞平板培养，简称为平板培养，是指将单细胞接种于固体培养基中，在培养皿中进行培养，使细胞生长繁殖，获得由单细胞形成的细胞系的培养方法，是在看护培养和平板培养的基础上发展起来的单细胞培养方法。

用于培养的单细胞悬浮液必需进行细胞密度的调整。

植板率是指通过平板培养后形成细胞团的单细胞数与接种细胞总数的比值。

条件培养基是指含有植物细胞培养上清液或静止细胞的培养基。

•植物单细胞培养的条件选择：单细胞培养要求接种的细胞具有一定的密度，一般平板培养要求达到临界细胞密度以上（～103个/mL）。

细胞密度过低，不利于细胞的生长繁殖；细胞密度过高则形成的细胞团混杂在一起，难于获得单细胞系。

10.固定化植物细胞的特点？固定化细胞是指固定在载体上，在一定的空间范围内进行生命活动的细胞。

具有稳定性好、产物容易分离、利于连续化生产等特点，但是只适用于可以分泌到细胞外的次级代谢物的生产。

植物细胞固定化的方法主要可分为吸附法和包埋法两大类方法。

固定化植物细胞的特点：•植物细胞经固定化后，由于有载体的保护作用，可减轻剪切力和其他外界因素对植物细胞的影响，提高植物细胞的存活率和稳定性。

•细胞经固定化后，被束缚在一定的空间范围内进行生命活动，不容易聚集成团。

•固定化植物细胞培养可以简便地在不同的培养阶段更换不同的培养液，满足不同阶段的需要。

•固定化植物细胞可反复使用或连续使用较长的一段时间，大大缩短生产周期，提高产率。

•固定化植物细胞易于与培养液分离，利于产品的分离纯化，提高产品质量。

11.体外培养的动物细胞有哪些类型？各有何特点？(这里是我自己主观觉得的)原代细胞：原代培养是指直接从机体取下细胞、组织和器官后立即进行培养。

较为严格地说是指成功传代之前的培养，此时的细胞保持原有细胞的基本性质，通常把第一代至第十代以内的培养细胞统称为原代细胞培养。

已建立的二倍体细胞系:细胞群染色体数目具有与原供体二倍细胞染色体数相同或基本相同（2n细胞占75％或80％以上）的细胞群，称二倍体细胞。

可无限期传代的转化细胞系：遗传缺陷细胞、肿瘤细胞系或株12.动物细胞贴壁培养经历哪几个过程，特点如何？游离: 悬浮,胞质回缩, 全部细胞变为圆球形;吸附: 贴附底物,一般24小时内贴壁;潜伏期:可有运动活动,基本无增殖,少见分裂相.吸附接触贴壁扩展13.动物细胞培养过程的生长曲线？各个时期有何特色？动物细胞培养用液都有哪些？什么是原代培养？培养细胞生命期（Life Span of Culture Cells）：指细胞（细胞群）在整个离体培养过程中持续增殖和生长的时间，分为：原代培养期、传代期和衰退期。

a)原代培养（Primary Culture）期：也称初代培养，即从体内取出组织或细胞接种培养到第一次传代阶段，一般持续1一4周。

此期细胞呈活跃的移动，可见细胞分裂，但不旺盛。

初代培养细胞独立生存性差，多呈二倍体核型。

与体内原组织在形态结构和功能活动上相似性大是检测药物很好的实验对象。

b)传代期：初代培养细胞一经传代后便改称为细胞系（Cell line）。

在全生命期中此期的持续时间最长。

在培养条件较好情况下，细胞增殖旺盛，并能维持二倍体核型，为保持二倍体细胞性质，细胞应在初代培养期或传代后早期冻存。

一般情况下当传代10～50次左右，细胞增殖逐渐缓慢，以至完全停止，细胞进入第三期。

c)衰退期：此期细胞仍然生存，但增殖很慢或不增殖；细胞形态轮廓增强，最后衰退凋亡。

由于某种因素的影响，细胞可能发生自发转化。

转化的标志之一是细胞可能获得永生性或恶性性。