细胞工程练习题及答案

《细胞工程》练习题

第一章细胞工程简介

1、什么叫细胞工程？

细胞工程（Cell engineering）是指以细胞为对象，应用生命科学理论，借助工程学原理与技术，有目的地利用或改造生物遗传性状，以获得特定细胞、组织产品或新型物种的一门综合性科学技术。

2、简述细胞工程的应用？

①动植物快速繁殖。主要是指采用细胞工程技术实现优良动植物的快速繁殖以及濒危物种的保护。主要技术包括：试管植物、人工种子、试管动物、克隆动物等。

②细胞重组与新品种培育。主要是指在细胞、细胞器、染色体、细胞核或组织水平上进行遗传性状改良或培育出生物新品种。

③细胞工程生物制品。利用动植物细胞、组织培养或者转基因动植物生物反应器生产生物制品是现代细胞工程的一个代表性领域，主要包括食品、药物、生物能源等。

④细胞疗法与组织修复。干细胞是当今生命科学最前沿领域，有望给现代医学带来一场革命。利用培养的细胞或者离体再造的组织修复受损细胞与组织或器官的技术，属于细胞工程最新发展领域之一。

3、细胞工程与其它学科的关系

第五章植物人工繁殖

一、名词解释

细胞全能性(totipotency)：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。

细胞脱分化（Dedifferentiation）：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。

细胞再分化（Redifferentiation）：是指在离体条件下，无序生长的脱分化的细胞在适当条件下重新进入有序生长和分化状态的过程。细胞再分化过程事实上是基因选择性表达与修饰的人工调控过程。

植物组织培养（Planttissue culture）：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。

外植体（Explant）：主要指用于离体培养的植物或组织切段。

愈伤组织：由外植体组织增生的细胞产生的一团无特定结构和功能的薄壁细胞团。

体细胞胚（Somaticembryo）：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（Artificial seed）：又称合成种子(Syntheticseed)或体细胞种子(Somaticseed)，是指将植物离体培养中产生的胚状体或芽包裹在含有养分和保护功能的人工胚乳(Artificialendosperm)和人工种皮(Artificialseed coat)中形成的类似种子的颗粒。

二、简答题

1、植物组织培养的优点？

（1）周期短，便于人工控制培养条件。繁殖速度快，经济效益高。

（2）占用空间小，不受地区、季节限制。

（3）繁殖珍稀、濒危苗木和突变体，是优良品种培育的有效途径。

（4）利于保持原来品种的特性。

2、植物细胞培养过程中植物激素的种类和作用？

①植物激素(Phytohormone)是植物自然状态下产生的、对生长发育有显著作用的微量有机物。能影响生长和分化。

②植物体内的激素与细胞内某种称为激素受体的蛋白质结合后，影响DNA、RNA和蛋白质的合成，并对特殊酶的合成起调控作用，从而表现出调节代谢的功能。

③生长素：是由色氨酸通过一系列中间产物形成的。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。常用的生长素有：吲哚乙酸（IAA）、2，4-二氯苯氧乙酸（2，4-D）、萘乙酸（NAA）、吲哚丁酸（IBA）等。其中吲哚乙酸在植物体内普遍存在，是生理活性最强的生长素。

④细胞分裂素（Cytokinin）：大多是嘌呤族衍生物，自然状态下分裂素主要在根中形成，茎端、萌发中的种子、发育中的果实和种子也能合成分裂素。分裂素的生理作用主要是引起细胞分裂，诱导芽的形成和促进芽的生长。细胞分裂素主要有激动素（KT）、6-苄基腺嘌呤（BA）和玉米素（ZT）等。其中最常用的是6—苄基腺嘌呤。

3、植物组织培养再生植株的器官发生途径？

植物的器官发生是指离体培养的组织或细胞团（愈伤组织）分化形成不定根、不定芽等器官的过程。

①启动期：启动诱导外植体细胞脱分化和分裂。主要通过向培养基中添加一定浓度、种类和比例的外源激素刺激外植体细胞改变原来的代谢途径来诱导细胞活化，重新获得分裂能力，需要选择合适的较高浓度的生长素诱导剂（如NAA、IAA、2-4D等）或细胞分裂素启动诱导外植体细胞脱分化和分裂。

②愈伤组织诱导：即细胞开始分裂并不断增生子细胞的过程。这个阶段一般需要降低激素浓度，有些情况下甚至不需要生长素和分裂素。外植体外层细胞开始分裂并脱分化。质量好的愈伤组织多呈淡黄（绿）色或无色、疏密适中。

③拟分生组织的形成：将愈伤组织转移到有利于有序生长的条件下培养，细胞内部开始发生一系列形态和生理变化，分化出形态和功能不同的细胞。此时，表层细胞分裂减慢，内部的局部细胞也开始分裂。在若干部位出现类似形成层的细胞群，通常称为“生长中心”，又可称为“拟分生组织”，该过程是器官发生的一个转变时期。

④器官原基和器官的形成：拟分生组织形成后，一些细胞分化成为管状细胞，进而形成维管组织，形成不同的器官原基，进一步分化出相应的组织和器官。

4、植物组织培养的常见问题？

（1）玻璃化问题

植物组织培养中，常会出现一些半透明状的畸形试管植物，这类植物体被称为“玻璃苗”，这种现象称为玻璃化（Vitrification）现象，又称过度水化现象。

由于玻璃苗的组织结构和生理功能异常，因此分化能力低，难以增殖成芽，也难以生根成苗，移栽大田更难成活，已成为组培的一大问题。

组织培养过程中试管苗的玻璃化现象主要是适应性的生理问题，是不能很好适应培养基和培养环境的结果。

（2）褐变问题

褐变（Browning）可分为酶促褐变和非酶促褐变，主要是酶促褐变。酶促褐变是由多酚氧化酶(Polyphenoloxidase, PPO)引起的。

当外值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(羟醌与黑色素等)，引起褐变的发生。

（3）微生物污染