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细胞工程学期末复习一、名词解释。1．Invitrofertilization，IVF体外受精:指使哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术。2.Immunofluorescencemethod，IF免疫荧光法：一种将已知抗体或抗原标记荧光素，浸染含有相应抗原或抗体的组织细胞标本，借助抗原抗体的特异性结合抗原或抗体的存在部位呈现荧光，从而可以定位标本内的抗原或抗体的一种细胞染色技术。3.cellculture细胞培养:指从体内组织分离细胞，模拟体内环境，在无菌适当条件下使其生长繁殖的一种技术。细胞培养的对象可以是单个细胞或细胞群。4.enzymaticbrowning酶促褐变：当外植体处于机械损伤等逆境时细胞膜的结构遭到破坏，多酚氧化酶（PPO）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，引起褐变的发生。成为酶促褐变。5.capacitation精子获能：精子在子宫、输卵管内运行中，管道内的分泌物中含有的酶可降解精子头表面的糖蛋白，使精子获得受精的能力的过程，称为精子获能。6.artificialseed人工种子：是指将植物离体培养中产生的胚状体或芽孢裹在含有养分和保护功能的人工胚乳和人工种皮中形成的类似种子的颗粒7.cloning克隆：指通过无性生殖手段获得遗传背景相同的细胞群或个体的技术。8.microcell微细胞：实验室制备的小型真核细胞结构，其中的微核含有限量的遗传物质，并具有少量细胞质和完整的细胞膜9.secondarymetabolite次级代谢产物：次级代谢产物是指生物生长到一定阶段才产生的化学结构十分复杂、对该生物无明显生理功能，或并非是该生物生长和繁殖所必需的物质，如抗生素、毒素、激素、色素等。不同种类的生物所产生的次级代谢产物不相同，它们可能积累在细胞内，也可能排到外环境中。10.autopolyploid同源多倍体：指增加地染色体组来自同一物种，一般是由二倍体地染色体直接加倍产生的。同一物种经过染色体加倍形成的多倍体，称为同源多倍体。11.allopolyploid异源多倍体：生物学名词，指不同物种杂交产生的杂种后代经过染色体加倍形成的多倍体。常见的多倍体植物大多数属于异源多倍体，例如，小麦、棉、烟草等。二、填空题1、机械搅拌生物反应器可分为以下三类：（1）气升式反应器；鼓泡式反应器：转鼓式反应器。机械搅拌生物反应器的优点：搅拌充分，供氧能力和混合效果好。缺点：剪切力对细胞损伤大。2、细胞分化取决于细胞特性：胞质不对称分裂，卵母细胞异质性外部环境：细胞应答于不同环境信号，启动特殊基因表达：持家基因、奢侈基因。3、细胞周期的基因调控因子包括CDK与周期蛋白（cyclin）。4、细胞分批培养过程中，细胞生长过程主要包括：延迟期，指数增长期，减速期，平台期和衰退期。5、在多倍体育种过程中，获得多倍体的物理方法有：温度休克法、机械创伤、辐射、水静压法和高盐高碱法等。6、单个细胞接种于愈伤组织之上培养，叫做饲养层培养或看护培养。7、细胞的冷冻保存一般有精子和卵母细胞的冷冻保存。精子的冷冻保存是将精液在-79℃干冰或-196℃液氮中保存的方法，是目前精液保存使用最广泛的一种技术。在超低温条件下，精子的代谢活动完全被抑制，处于静止状态，一旦升温又能恢复受精能力。卵母细胞的冷冻保存方法包括：缓慢冷冻法，玻璃化冷冻法，一步冷冻法，超快速冷冻法。其中缓慢冷冻法已基本不用。玻璃化冷冻法使用最为广泛。8、植物培养基的成分主要由碳源、有机氮源、无机盐类、维生素、植物生长激素和有机酸等物质组成。9、单倍体产生途径有孤雌发育、孤雄发育和无融合生殖。单倍体植株可以通过人工离体诱导方法获得，目前常用的一种有效方法是花药和花粉培养。10、植物次级代谢的生物主要合成途径包括聚酮途径、莽草酸途径、甲瓦龙酸途径等。11、动物细胞培养过程中会出现接触性抑制和密度抑制。三．简答、论述题一、细胞工程涉及生物、化学、物理、生物产品或医药、环保、能源、材料、农业等领域，并与基因工程，蛋白质工程、微生物工程、发酵工程、生物化学工程、酶工程等学科相互交叉。（一）动物细胞工程的应用1.在疫苗生产上的应用2．在干扰素生产上的应用3.繁育优良品种4.临床医学与药物（二）植物细胞工程的应用1.在果树园林花卉2.粮食与蔬菜生产3．在食品工业中的应用。二、凋亡细胞的观察(检测)方法。1、细胞形态观察：光学显微镜和倒置显微镜观察、荧光显微镜和激光共聚焦扫描显微镜观察。2、DNA电泳。3、TUNEL测定法。4、彗星电泳法。5、流式细胞分析。三、体细胞胚。体细胞胚又叫胚状体，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体细胞胚直接发生可从外植体表皮，亚表皮，幼胚，悬浮培养细胞或原生质体诱导；间接发生方式是指从外植体先诱导形成愈伤组织，再由愈伤组织分化产生体细胞胚。影响体细胞胚发生的因素一般有内因和外因之分，内因主要是植物种类和基因型不同，也与外植体的生理状态及取材部位密切相关；外因主要是培养基中附加成分的种类和浓度不同，培养条件如光照温度不同等。四、细胞核的移植细胞核移植是指利用显微技术将一种动物的细胞核移到同种或异种动物的去核成熟卵细胞内的技术，并在体外构建重组胚，通过胚胎移植，实现扩繁种群，主要包括胚胎细胞核移植与体细胞核移植。主要技术环节包括：供体细胞的获得与取核、受体细胞的准备与去核、核移植、重组胚激活与培养、胚胎移植、后代鉴定经过核移植的重组胚发育需要进一步激活，可以采用电激活与化学激活方法：对重组胚给与直流脉冲电刺激，同时采用一些化学试剂如IP3、钙离子载体、放线菌酮、细胞松弛素等。也可以单独使用化学试剂对重组胚进行激活。五、影响核移植的因素1.核供体－核供体为胚胎细胞时，如果超过囊胚期会影响重组胚发育，供体细胞周期的选择影响胚胎发育2.受体细胞去核－卵母细胞核要完全去掉，否则形成多倍体影响胚胎发育。3.卵母细胞的成熟度与激活能力－核受体细胞质是否完全激活影响胚胎发育，卵母细胞成熟度又与其激活能力有关，体外成熟的卵母细胞培养时间应适当延长，另老龄卵母细胞容易激活，但胚胎发育后不如新鲜卵母细胞核质相互作用与细胞周期同步化－通常采用G0期细胞作为核移植供体细胞，如果采用S、G2期细胞，MⅡ卵母细胞质中的MPF可能会导致核染色质早熟凝集使胚胎不育，除非核染色质重塑排出类似第二极体物或MPF失活。4.重组胚的培养与发育－改善体外培养的条件。六、植物组织培养的玻璃化问题植物组织培养中出现半透明状的试管植物被称为“玻璃苗”，玻璃化苗体内含水量高，干物质、叶绿素、蛋白质、纤维素和酶活性降低，组织畸形，器官功能不全，分化能力降低，所以很难成活可以通过以下措施防治：(1)适当提高光照强度(2)注意通气，降低空气相对湿度，改善供氧(3)适当降低培养基中铵氮的浓度(4)控制细胞分裂素与生长素的比例（降低细胞分裂素浓度）(5)控制温度，避免过高的的培养温度七、植物组织培养的褐变问题褐变是指外植体在培养过程中，组织从表面向培养基释放褐色物质，以致培养基逐渐变成褐色，外植体也随之进一步变褐而死亡的现象。褐变的发生与外植体组织中所含的酚类化合物数量多少及多酚氧化酶活性有直接关系。可以通过以下途径防治：(1)选择生长旺盛期的材料，切割时减小伤口面积，缩短伤口暴露时间(2)选择适当的培养条件，（在初代培养使用低盐培养基，避免温度过高或光照过强）(3)细胞筛选和对材料预处理（常用低温处理，或在抗氧化剂吸附剂中取材）(4)在培养基中使用抑制剂与吸附剂（抗坏血酸、柠檬酸、活性炭、pvp）八、细胞重组从活细胞中分离出细胞器及其组分，在体外进行重新装配成为具有生物活性的细胞的技术即细胞重组。重组的主要方式（1）胞质体与核体的重组（重组细胞）：用细胞松弛素B处理体外培养的细胞，发现能诱导细胞排核，再结合高速离心的方式即可得到核体与胞质体，借助显微操作也可以将细胞核从细胞质中吸取出来得到胞质体。利用显微操作技术将一个细胞的核移植到另一个细胞中，或者将两个细胞的细胞核（细胞质）进行交换，从而创造出无性杂交生物新品种。（2）微细胞与完整细胞的重组（微细胞异核体）：利用秋水仙素等有丝分裂阻断剂干扰微管合成与装配，导致细胞分裂后期染色体发散，各自装配成自己的核膜，再用细胞松弛素B处理，以微细胞作供体，通过与遗传性完整的受体细胞融合，可以将微细胞内所含有的几条染色体转移到受体细胞中去，对研究染色体的生物功能有重要意义九、多倍体育种应用—无籽西瓜的获取及其原理普通西瓜为二倍体植物，即体内有2组染色体（2n＝22）。三倍体（3n=33）减数分裂联会时期会发生紊乱，所以它本身是高度不育，一般没有种子。用秋水仙素(一种植物碱)处理二倍体西瓜的种子或幼苗，使其在细胞分裂的中期，阻碍纺锤丝生成，使已经复制的染色体组不能分向两极，结果就形成了染色体组加倍的细胞，使普通二倍体西瓜染色体组加倍而得到四倍体西瓜植株。然后与二倍体西瓜植株(作为父本)杂交，从而得到三倍体种子。三倍的种子发育成的三倍体植株，由于减数过程中，同源染色体的联会紊乱，不能形成正常的生殖细胞。再用普通西瓜二倍体的成熟花粉刺激三倍体植株花的子房而成为三倍体果实，因其胚珠不能发育成种子，因而称为三倍体无籽西瓜。子房发育成果实，胚珠发育为种子。在子房发育成为果实的过程中，需要一定量的生长素。生长素在植物体内的合成部位是叶原基、嫩叶和发育中的种子。在二倍体西瓜的花粉中，含有少量的生长素外，同样也含有使色氨酸转变成生长素（吲哚乙酸）的酶系。三倍体无籽西瓜因为不形成种子，所以缺乏由幼嫩种子产生的生长素，所以要刺激子房发育成果实，就要授以成熟的花粉。把三倍体和二倍体相间种植，以保证有足够的二倍体植株的花粉传到三倍体植株的雌花上去，提供生长素。按一定比例培植四倍体母本和二倍体父本的植株，且要及时为母本去雄使四倍体植株接受二倍体父本植株的花粉，以产生三倍体种子备用。只种三倍体种子。在其植株开花期间，用低浓度2.4-D(2.4-二氯苯氧乙酸)喷洒在花蕾上，使子房发育成无籽西瓜果实。十、提高植物次级代谢产物产量的途径次级代谢产物产量提高的调控与优化需要结合具体培养对象与产物进行。需要考虑的一些因素如下：1.细胞株2.培养工艺3.培养技术4.培养设备。为了提高次级代谢产物产量，首先选育高产稳定的细胞株，培养时保证培养基和培养条件符合细胞生长和代谢的需要。通过添加次级代谢产物的前提物质、诱导子等物质进行调控。还可以通过添加表面活性剂，增加细胞膜的通透性。植物细胞培养生产次级代谢产物包括两个重要环节，一是细胞生长，二是产物合成。这两个环节的任何影响因素都会影响到生产效率。具体因素包括生物因素、化学因素和物理因素。