细胞工程考试复习重点

绪论

生物技术：生物技术是以生物科学为基础，利用生物个体或生物器官、组织、细胞的特性和功能，设计构建具有预期性状的新物种或新品系（包括细胞系），以及与工程原理相结合进行产品加工生产的综合性技术体系。

细胞工程：应用细胞生物学和分子生物学方法，借助工程学的试验方法或技术，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。

生物技术的主要范畴：基因工程，发酵工程，生化工程，蛋白质工程，酶工程，细胞工程

第二章：实验室设置及一般技术

培养基的组成和配制：组成：无机盐（不同植物生长发育所需无机盐在数量上可能存在一定的差异，但从无机盐的类型上看，所有植物是一致的。一种类型的离子可以由一种以上的无机盐提供。避免由单一化合物提供某一营养元素时，在培养中因培养物对不同离子的吸收差异而产生的培养基pH的剧烈变化。），有机化合物（糖类：C源，维持培养基渗透压。植物组培常用蔗糖。维生素：参与酶的形成，与植物蛋白、脂肪代谢相关。肌醇：本身不促进生长，但它在糖类的相互转化、维生素、激素的利用等方面具有重要的促进作用。腺嘌呤：合成细胞分裂素的前体之一，外源添加腺嘌呤有利于细胞协调自身合成细胞分裂素，有利于细胞的分裂和分化，促进芽的形成和生长。氨基酸：蛋白质的组成成分。），生长调节物质(生长素类:生理作用：促进细胞分裂和生长，有利于细胞脱分化并启动细胞分裂，有利于形成愈伤组织。在离体培养的分化调节中，生长素促进不定根的形成而抑制不定芽的发生。常用生长素：有IAA(吲哆乙酸)、NAA (奈乙酸 )、2,4-D(二氯苯氧乙酸)和IBA(吲哆丁酸)等。使用2,4-D时，须严格控制使用浓度和培养时期，高浓度的2,4-D常常抑制器官的发生。细胞分裂素类:作用：促进细胞分裂，调节器官分化，延迟组织衰老，增强蛋白质合成等。离体培养中，细胞分裂素能促进不定芽的发生。

常用细胞分裂素：KT (激动素)、BA(6-卞基腺嘌呤)、2-ip(异戊烯氨基嘌呤)玉米素等。近年来TDZ（苯基噻二唑基脲）亦作为一种新的细胞分裂素在许多离体培养研究中使用。赤霉素类:作用：促进细胞的伸长生长，与生长素协调作用对形成层的分化具有一定影响，同时还能刺激体细胞胚进一步发育成植株。在某些情况下，赤霉素对于生长素和细胞分裂素具有一定的增效作用。

大多数情况下，培养物本身的内源赤霉素已能满足其生长发育的需求，只在特殊情况下须添加，且需严格控制浓度.)，水(离体培养中，水既是培养基营养成分的溶剂，又是培养基的重要组成部分。不同试验要求使用不同级别的水。存放水的容器应注意！)，其它附加成分(琼脂：非培养基的必须成分，根据培养类型确定是否要求添加。浓度高，硬，影响营养物质的吸收；浓度低，凝固性差，起不到支撑作用。活性炭：吸附剂，可吸附培养过程中产生的一些有毒物质。选择性差，受温度影响) 配制：先配成母液，使用时按比例稀释。按顺序添加。实验室的基本要求：实验准备（培养基配制、器皿洗涤、培养基和器皿灭菌等），无菌操作，控制培养

基本技术：洗涤灭菌培养基组成及配置外植体处理

实验室灭菌方法：物理方法：干热、湿热、射线处理、过滤等。化学方法：消毒剂、抗菌素灭菌。培养基灭菌：高压蒸汽灭菌或过滤灭菌（严格控制培养基的灭

菌时间和温度）。湿热灭菌：灭菌后及时干燥，以免再次污染，101.3KPa，121℃，25-30min 干热灭菌：160-180℃，40min 120℃，2h

培养条件的控制：光照调节（强度、时间和光质，光照调节是分阶段进行的：外植体培养初期和愈伤组织增殖阶段，黑暗或弱光。器官分化阶段，高强度光照。光质研究报道较少。蓝光诱导烟草愈伤组织成苗，红光则不能成苗。），温度调节（适温有利于细胞分裂，而在一定范围内降低培养温度则使细胞的质量增加），pH调节（通常使用的pH值范围是5.5-6.5 pH变化的原因：外植体对各种成分吸收的差异代谢产物的释放高温灭菌），气体调节（培养室的透气程度和培养容器的封闭程度影响气体交换，影响培养物的生长状态。培养器皿的密闭性：捆扎松紧度和材料透气性。固体培养，组织完全浸入培养基，停止生长。液体培养，振荡培养可改善通气条件。小规模培养，培养室的透气程度影响不大；批量化大规模生产，应考虑空气交换。）

第三章：细胞全能性与形态发生

细胞全能性：是指一个细胞所具有的产生完整生物个体的固有能力。

细胞全能性的相对性：1不是所有基因型的所有细胞在任何条件下都具有良好的培养反应。2即使对于植物细胞而言，细胞全能性也并不意味着任何细胞均可以直接产生植物个体。3动、植物细胞全能性的表现程度存在明显的差异。

植物细胞按照分裂能力分为三类：胚性细胞——植物干细胞。如茎尖、根尖及形成层细胞。永久失去分裂能力的终端分化细胞。如筛管、导管、气孔保卫细胞等特化细胞。在通常情况下不分裂，但在受到外界刺激后可重新启动分裂的Go细胞。如表皮细胞及各种薄壁细胞。

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（dedifferentiation）。

离体培养下，脱分化过程发生在第一次有丝分裂之前。

静止细胞启动分裂是分化细胞成功脱分化的重要标志。

细胞的脱分化过程可分为3个阶段：第一阶段为启动阶段，表现为细胞质增生，并开始向细胞中央伸出细胞质丝，液泡蛋白体出现；

第二阶段为演变阶段，此时细胞核开始向中央移动，质体演变成原质体；

第三阶段为脱分化终结期，细胞回复到分生细胞状态，细胞分裂即将开始。

细胞脱分化与愈伤组织形成：细胞脱分化是细胞状态的改变，但成功的脱分化必然会导致细胞分裂。对于单个细胞而言，分化细胞启动分裂发生在细胞完全脱分化之后。器官、组织培养时细胞分裂首先发生在伤口部位。愈伤组织的形成是脱分化的细胞重新进入活跃分裂的结果，但不是脱分化的过程。有些外植体的细胞脱分化以后直接形成胚性细胞进而形成体细胞胚。在组织器官培养时，愈伤组织内的细胞脱分化程度不一致。

细胞的再分化：在离体条件下，当细胞脱分化以后，无序生长的细胞及其愈伤组织要重新进入有序生长进而才能再生个体，因此，通常把离体培养下的这一过程称为再分化（redifferentiation）。再分化的过程事实上基因选择性表达与修饰的人工调控过程。

极性（polarity）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。植物细胞分化中的一个基本现象。

在很多情况下，细胞的不均等分裂是细胞极性建立的标志。

体细胞形态发生：生物个体形成是通过形态发生实现的，建立在离体培养上的形态发生称为体细胞形态发生。