最新精编医学专题—植物细胞工程知识点.docx

绪论：细胞工程(cellengineering)：应用细胞生物学和分子生物学方法借助工程学的实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。广义：所有的生物组织、器官及细胞离体操作和培养技术。狭义：细胞融合和细胞培养技术。细胞学说：细胞是生物结构、功能和发育的基本单位。1902Haberlandt《植物细胞离体培养实验》；B族维生素的应用：White等；激动素的发现：Miller；单个胡萝卜细胞形成体细胞胚：1958Steward；最早研究茎尖培养人参：罗士韦。植物细胞工程技术在育种上的应用（简答）：1、快速获得特殊倍性材料：单倍体、三倍体2、克服远缘杂交不亲和性3、克服杂种胚早期夭折4、导入外源基因5、突变体筛选6、种质资源保存植物胚胎干细胞：茎端分生细胞、形成层分生细胞和薄壁细胞；组织干细胞：分化程度高的一些细胞；脱分化（dedifferentiation):分化细胞转变为分生状态形成胚性细胞团或愈伤组织的现象；脱分化条件：创伤和外源激素：分化（differentiation）：导致细胞形成不同结构引起功能改变或潜在发育方式改变的过程。脱分化（dedifferentiation):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。再分化（redifferentiation）：离体条件下细胞脱分化后无序生长的细胞及其愈伤组织重新进入有序生长再生为个体的过程细胞全能性（celltotipotency）：一个生活细胞所具有的产生完整生物个体的潜在能力。全能性差异：植物顶端分生组织细胞较强；完全失去分裂能力的细胞如细胞核开始解体的筛管和木质部部分没有。细胞脱分化过程中的生理活动与细胞结构变化：1、细胞质显著变浓大液泡消失；2、核体积增加并逐渐移位至细胞中央3、细胞器增加4、其中细胞脱分化的重要特征：液泡蛋白体的出现质体转变为原质体5、细胞开始脱分化的标志：蛋白体的出现同时细胞质密度增加。（填空）极性（polarity）是植物细胞分化中一个基本现象；细胞的不均等分裂是细胞极性建立的标志；极性生长的重要原因是细胞内不同方向Ca+梯度分布；植物细胞离体培养再生两条途径是器官发生体和细胞胚胎发生离体培养中器官发生的方式：1、先芽后根较为普遍；2、先根后芽；3、愈伤组织的不同部位形成芽和根再通过维管组织的联系形成完整植株。激素对器官分化的调控：IAA与KT比例高时利于根的形成低时利于芽的形成；植物多肽PSK可极大加强基本激素的作用效果。体细胞胚的形成：1、从外植体上直接发生。2、经过愈伤组织：诱导形成愈伤组织；胚性化；体细胞胚形成。高浓度24-D可诱导愈伤组织产生；转到低浓度使胚性化。3、细胞悬浮培养的体细胞胚发生；胚性细胞团：成簇成团的体积小而细胞质致密的细胞。体细胞胚与合子胚的不同：1、合子胚发育初期有明显的胚柄体细胞胚只有类似胚柄的结构；2、子叶不规范；3、体积小；4、干物质含量低；5、含水量高；6、没有休眠：体细胞无性系变异（Somaclonalvariation）：经过组织培养循环出现的再生植株变异。组织培养是诱导的主要原因。1、体细胞再生植株的变异；2、花粉植株的无性系变异诱变方式：体细胞人工突变、基因转移、体细胞融合、物理诱变（紫外线、X射线等）和化学诱变（DES、EMS等）嵌合体(mosaic)：同一有机体中同时存在有遗传组成不同的细胞体细胞无性系变异的特点（简答）：1、体细胞无性系变异是组培中较普遍现象2、体细胞无性系变异可遗传3、体细胞无性系变异频率显著高于自然突变4、体细胞无性系变异与外植体来源及培养时间有关（填空）分化水平高的组织产生的无性系比分生组织产生的更易变异。获得较高频率的体细胞无性系变异：以分化程度高的组织或细胞为外植体在一定植物激素浓度下诱导愈伤并经较长时间的继代培养然后诱导分化再生植株有可能得到较高频率的体细胞无性系变异。体细胞变异的细胞遗传学基础（论述）：染色体变异：非整倍体；染色体断裂、缺失、易位、基因重复和突变植物组织和细胞进入离体培养环境后细胞分裂的不规则性显著增加导致染色体和分子水平的变异。最常见是染色体数目变化。离体培养细胞染色体易于断裂原因：细胞离体培养时分裂周期缩短分裂速度加快异染色质复制落后于真染色质形成染色体桥造成染色体断裂。离体培养细胞异常有丝分裂类型：1、有丝分裂失败或进行无丝分裂2、核内有丝分裂：染色体复制而细胞不分裂3、核内再复制：DNA复制而染色体不复制4、有丝分裂时形成多极纺锤体。转座子活化的影响：1、转座子活化可造成基因表达的广泛变化因此无性系变异频率才如此之高2、转座子具有使不活动的结构基因活化特点因此会有显性基因3、转座子还可使多拷贝基因中那些不表达的拷贝活化提