生物技术复习资料

生物技术：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综合性科学技术。

植物生物技术：以植物离体培养和分子生物学为基础技术，所形成的以细胞工程和基因工程为主体，酶工程和生化工程等领域也有不同程度发展的技术科学。园艺植物生物技术：是园艺学和生物技术的交叉技术学科，是以园艺植物为材料，利用生物技术，创造或改良园艺植物种质或生产生物制品的一门技术。

细胞工程原理（第一章）15%

植物活细胞具有生命特征属性：新陈代谢应激性自体复制

植物细胞工程：指通过细胞培养、融合等细胞水平的操作，以及包含有多细胞的植物结构的离体培养或操作，实现以细胞全能性为基础的改良种质或生产生物产品为目的的生物技术。

细胞全能性：每个植物活细胞具有该物种的生命特征属性，在合适离体培养条件下，可以展现这些特征属性。

脱分化：已经分化的细胞(即成熟细胞)，在一定条件的刺激下，丧失了原有的结构和功能，回复到无结构的分生组织状态，称为脱分化。

再分化：由脱分化的细胞(如愈伤组织)，经过再一次的分化，形成新的器官甚至完整植株的现象。

器官分化：指培养条件下的组织或细胞团分化形成不定根、不定芽等器官的过程。胚胎发生：指合子到成熟胚的发生、发育的过程，所形成的的胚称为合子胚。再生植株的形成途径：

⑴器官发生途径：离体培养的组织、细胞在诱导条件下经分裂和增殖再分化形成根和芽等器官的过程。①直接发生；②间接发生

⑵胚胎发生途径：指由培养细胞诱导分化出具胚芽、胚根、胚轴的胚状结构，进而长成完整植株。①外植体直接形成；②愈伤组织形成；③悬浮细胞形成；④单倍体胚胎形成

培养细胞变异增多现象及其价值：

现象：香蕉的叶片扭曲株，叶片披散株，特矮株，高节位生根株，特高株和缺绿株等。

利用：变异在种质资源保存上是不利的因素；另一方面也有其利用价值。如菊花的变异、香蕉的矮化等。

影响变异的因素及克服变异的措施：

因素：①基因型；②继代次数－继代次数越多，变异出现的可能越高；③外植体类型；④培养基与培养条件

措施：①严格控制继代次数；②尽量使用温和的培养基及培养条件；③选用适当的增殖方式；④在各阶段不断地检查和剔除变异材料

离体培养基本技术（第二章）25%

外植体类型及其特点：

①茎尖：生长速度快，繁殖率高，而且不容易产生变异，是最理想的起始材料之一；

②茎段、花茎或花梗：茎段在茎尖作为外植体材料缺少时可作为茎尖的替代材料。

而花茎或花梗多用在花卉中作为外植体；

③叶片：取材容易，操作方便，而且能大幅度地扩大外植体的来源，一般需要通过诱导愈伤组织并经再分化才能产生植株，变异率较高；

④花蕾、花球和花药：花球和花蕾有较强的分生能力，也是较好的外植体材料；花药培养多以获得单倍体植株为目的，可以加快育种进程；

⑤花瓣：具有较强的再生能力，是一种很好的外植体替代材料；

⑥幼胚、成熟胚、种子：不需要脱分化和再分化的过程，具有较强的胚胎发生能力，能极大提高繁殖系数；

⑦子叶、下胚轴：能够直接分化不定芽或胚状体，其间不需要脱分化形成愈伤组织的过程，而且诱导率较高，遗传较稳定；

⑧根尖、根段、块根、块茎等：再生的难度可能比较大，较少用到。

外植体的选择与处理：

选择依据：①生理状态：幼嫩、生长活跃＞成熟衰老、生长衰弱；春季＞秋冬季；

②发育年龄（下部的芽及由其长成的枝条的再生能力较强，越往上则越接近成年态甚至老年态，）（芽：草本上部好，木本下部好）；③取材季节；④外植体的大小；⑤植物的种类和基因型；⑥外植体来源

处理：①预先灭菌处理，减少初始带菌量；②清毒剂的杀伤力和材料的耐受力；

③清洗

褐变发生的机制及克服方法：

原因：酚类化合物+多酚氧化酶→醌类(褐色) (条件：氧气）

影响褐变的因素：①种类及基因型；②外植体部位及生理状态；③外植体受伤害程度；④培养基成分及培养条件；⑤培养时间过长。

防止措施：①选择适宜的外植体；②预处理母株和外植体；③筛选适宜的培养基和培条件；④添加褐变抑制剂和吸附剂；⑤连续转移。

培养基成分：水、无机营养成分、有机营养成分、生长调节剂、琼脂、活性炭和硝酸银、抗氧化剂、染色剂、抗生素

培养基制备：母液的配置和保存→培养基的配置→pH的调节→培养基的分装与灭菌

培养条件的影响：光照、温度、湿度、pH、气体条件

离体繁殖（第六章第1节）20%

离体繁殖：外植体接种于培养基上，在人工控制的环境条件下进行培养，经过诱导、增殖和生根几个阶段，使其再生出完整植株的一套技术与方法。

特点：①繁殖速度快；②占用空间小；③周年生产；④便于种质保存和交换；⑤有利于无病毒苗的培育；⑥有利于其他相关科学的研究。

离体快繁中的三个重要问题：污染、褐变、玻璃化

离体脱毒的基本原理：病毒在植物体内的分布具有不均一性、病毒和寄主对高温的忍耐性存在差异

脱毒的方法：茎尖培养脱毒；热处理脱毒；微体嫁接脱毒；抗病毒剂的应用；其他脱毒方法

植物脱毒的程序：材料的准备→脱毒处理或离体培养→无病毒植株的鉴定→脱毒苗的保存与繁殖

人工种子：是指将植物离体培养物中产生的胚状体，包裹在含有养分和保护功能的外皮中，在适宜的条件下能够发芽出苗的颗粒体。

基因工程基本技术（第七章第2节）10%

DNA的提取原则：保证DNA一级结构的完整性；排除其它分子的污染

PCR基本原理：类似于DNA的体内复制。在模板DNA、引物和4种脱氧核苷酸存在条件下依赖于DNA聚合酶的酶促合成反应。

PCR步骤：高温变性、低温退火、适温延伸

PCR技术的特点：①操作简单；②省时省工；③灵敏度高；④特异性强；⑤对DNA模板的质量要求低；⑥有少量的单核苷酸错误地渗入

PCR反应成分：模板、引物、Taq DNA聚合酶、dNTP、缓冲液、Mg2+、一价阳离子

核酸分子杂交：用标记的已知DNA或RNA片段（探针）来检测样品中待测核酸序列，通过核苷酸间碱基互补的原则发生异源性结合，再经显影或显色的方法，将结合核酸序列的位置或大小显示出来。

琼脂糖凝胶电泳和

聚丙烯酰胺凝胶电泳的区别：琼脂糖凝胶分离DNA片度大小范围较广,不同浓度琼脂糖凝胶可分离长度从200bp至近50kb的DNA片段。琼脂糖通常用水平装置在强度和方向恒定的电场下电泳。聚丙烯酰胺分离小片段DNA(5-500bp)效果较好,其分辩力极高,甚至相差1bp的DNA片段就能分开。聚丙烯酰胺凝胶电泳很快,可容纳相对大量的DNA,但制备和操作比琼脂糖凝胶困难。聚丙烯酰胺凝胶采用垂直装置进行电泳。