细胞工程原理

细胞工程原理

一、名词解释

1、生物工程：是以生命科学为基础，利用生物体系和工程原理生产生物制品和创造新物种的一门综合技术。

2、细胞工程：是指应用细胞生物学和分子生物学的方法，通过类似工程学的步骤，在细胞整体水平或细胞器水平上，有目的地利用或改造生物遗传性状，以获得特定的细胞、组织产品或新型物种的一门综合性科学技术。

3、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。

4、细胞多能性：有些细胞能分化出多种组织的潜能，却失去了发育成完整个体的潜能。

5、植物组织培养：是指在无菌的条件下，将离体的植物器官、组织、细胞、胚胎、原生质体等培养在人工配制的培养基上，给予适当的培养条件，诱发产生愈伤、潜伏等，或者生长成新的完整植株的一种实验技术。

6、愈伤组织：脱分化后的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。

7、继代培养：是愈伤组织在培养基上生长一段时间后，由于培养基枯竭、水分散失、并已积累了一些代谢产物，此时将组织继续转入新的培养基上培养。

8、胚状体：在培养过程中由外植体或愈伤组织产生的与正常受精卵发育的方式或类似的胚胎结构现象。

9、脱分化：已分化的细胞在一定因素作用下重新恢复分裂机能并改变原来的发展方向而沿着一条新的途径发育的过程。

10、再分化：脱分化的细胞团或组织经重新分化而变为具有未分化细胞特性的过程。

11、人工种子：又称合成种子或体细胞种子，是指将植物离体培养的胚状体或芽包裹在含有养分和保护功能的人工胚乳和人工种皮中的类似种子的颗粒。

12、看护培养：是指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的一种培养方法。

13、饲养层培养：是把处理过的（如X射线处理）无活性的或分裂很慢的细胞来饲养所需培养的细胞，使其分裂和生长的方法。

14、固定化培养：将游离的细胞包埋在多糖或多聚化合物制备成的网状支持物中，培养液呈流动状态进行无菌培养的一种技术。

15、两相培养技术：是在培养体系中加入有机溶剂或者具有吸附作用的多聚化合物。细胞在水相中生长，合成次级代谢物质，分泌出来后转移至有机相中。16、微细胞：又称为微核体，是指含有一条或n条染色体（即含有部分基因组），外有一薄层细胞质和一个完整质膜的核质体。

17、胚胎干细胞：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。

18、细胞融合：两个或多个相同或不同细胞通过物理、化学、生物的方法使膜融合形成单个细胞的过程。

二、填空题

1、生物工程的六大组成：发酵工程、酶工程、蛋白质工程、基因工程、生物化学工程、细胞工程。

2、基因工程（DNA重组技术）的一般步骤：（1）目的基因的获得，（2）将目的

基因与质粒重组，（3）将重组DNA引入到宿主细胞，（4）筛选能表达的目的基因。

3、植物组织培养再生植株的途径：

器官发生途径：（1）先发芽后生根，（2）先生根后发芽，（3）同时生根发芽

体细胞胚发生途径：（1）直接途径，（2）间接途径。

4、植物培养基的成分：

（1）水分

（2）无机盐（大量元素、微量元素、Fe盐）

（3）有机物（碳源、含氮物质（维生素类、氨基酸、天然复合物）、植物生长调节物质（生长素、细胞分裂素、赤霉素））

生长素：IAA、2,4-D、NAA、IBA；细胞分裂素：BA、KT、玉米素

（4）培养材料的支持物（0.5%~1%）

（5）培养基的pH值

（6）其他成分（活性炭、抗生素物质、抗氧化剂、诱变剂、生长抑制剂）

MS培养基包括：大量元素、微量元素、铁盐、有机物

5、培养室组成包括：洗涤室、药品储藏室、称量室、培养基配制室、培养基灭菌室、培养基存放室、过渡室（缓冲室）、接种室、培养室、细胞学实验室、暗室、物品存放室、大棚

6、人工种子的结构、优点及制作过程（后两者较重要）

人工种子的结构包括：人工种皮、人工胚乳、胚状体或芽。

人工种子的优点：（1）便于运输和储藏

（2）人工胚乳可根据不同植物的要求配制，通过加入植物激素、

有益微生物或抗病、抗虫成分，使人工种子优越于天然种子。

（3）可以固定杂种优势，可保存珍贵稀有植物品种。

（4）有利于快速繁殖，生产效率高。

人工种子制作过程：（1）高质量体细胞胚状体诱导

（2）体细胞胚发生的同步化控制

（3）人工胚乳制作

（4）人工种皮制作

（5）人工种子包埋

7、病毒的传播方式：介体传播、接触传播

病毒在植物体内的传播途径：通过维管系统和胞间连丝

8、植物细胞培养方法：悬浮培养、液体培养、固体培养、固定化培养

9、细胞融合的方法包括：生物法、化学法及物理法。

生物法：仙台病毒（HVJ）法

原理：病毒诱导细胞融合主要是由于病毒会与宿主细胞膜直接融合，同时进入两个细胞就会打破两个细胞膜的隔阂，引发细胞质的交流，进而达到细胞融合的目的。

化学法：高Ca离子、高pH结合PEG诱导融合，NaNO3诱导

物理法：显微操作、电场刺激（电融合）法

电融合原理：在直流电脉冲的刺激下，细胞膜或原生质体质膜表面的电荷和氧化还原电位发生改变，使异种细胞或原生质体粘合并发生质膜瞬间破裂，进而连接，直到闭合成完整的膜形成融合体。

10、杂种细胞筛选方法：选择性培养基筛选法、遗传互补筛选法、抗性互补筛选法、利用物理特性筛选法、利用生长特性筛选法

11、杂交瘤技术是将骨髓瘤细胞和淋巴细胞融合。

12、培养细胞的最适温度为37°C，pH：7.2~7.4之间，需血清。

调节pH的物质有NaHCO3、HEPES溶液。

细胞消化液：胰蛋白酶溶液、EDTA溶液、抗生素溶液

13、细胞重组方式

（1）胞质体与完整细胞重组形成胞质杂种

（2）微细胞与完整细胞重组形成微细胞异核体

（3）胞质体与核体重组形成重组细胞

14、干细胞分类

（1）根据分化能力强弱分：单能干细胞、多能干细胞、全能干细胞

（2）根据来源分：成体干细胞、胚胎干细胞

三、简答题

1、细胞工程的应用

（1）优良植物快速繁殖和细胞培养生产代谢产物

（2）优良、濒危动物的快速繁殖

（3）动物细胞培养生产活性产物和药物

（4）新品种培育

（5）多倍体、单倍体育种

（6）试管动物与婴儿

（7）供医学器官修复或移植组织

（8）珍惜动植物资源的保存与保护

（9）在能源、环境保护等领域的应用

2、培养动物优良品种的方法

（1）根据细胞融合、杂交等手段建立新品种

（2）人工诱变，即用辐射或电化学诱变剂等手段改变遗传性状，诱导新品种的产生

（3）采用多倍体诱导等染色体工程技术

（4）通过转基因技术转入外源基因在体内表达，制造新品种

（5）通过组织培养、胚胎移植、克隆等手段实现快速育种

3、有什么方法可以防止或缓解褐变？

当外植体处于机械损伤等逆境时，细胞膜的结构遭到破坏，酚酶催化多酚类化合物，使其发生氧化形成棕褐色的醌类物质和水；醌类物质经过非酶促聚合，形成黑褐色物质（羟醌和黑色素等），引起褐变的发生。

解决途径：（1）选择适宜的外植体

（2）选择适宜的培养条件（低盐、低pH、低温、弱光照）

（3）细胞筛选和材料预处理（黑暗条件下，5°C，12~14h）

（4）使用抑制剂和吸附剂（抗坏血酸、PVP、少量活性炭等）

（5）连续转移

4、玻璃化的防治措施有哪些？

玻璃化是指组织培养过程中特有的一种生理失调或生理病变，试管苗呈半透明状、外观形态异常的现象，又称过度水化现象。

采取的措施：（1）适当提高光照强度

（2）注意通气，尽可能降低培养容器内的空气相对湿度和改善氧气供应情况