作物生物技术复习题.docx

植物生物技术复习题一.名词解释：1.植物组织培养：在含有营养物质及植物生长物质的培养液中，培养离体植物组织（器官或细胞）并诱导使其长成完整植株的技术。 2.细胞全能性：广义的细胞全能性指一个细胞发育成一个完整有机个体的潜能和特性。植物细胞的全能性指具有完整细胞核的细胞，在适宜的条件下能够分化发育成完整植株的潜在能力。 3.外植体：从植株上切离、用于培养的部分或器官称为外植体。 4.细胞悬浮培养：将细胞置于液体培养基中进行振荡培养，称为悬浮细胞培养。 5.茎尖培养：取植物茎尖组织放入培养液中进行的无菌培养。 6.花药培养：将花药接种到培养基上，使其中的花粉发育成单倍体植株的过程。 7.感受态：外植体细胞培养初期获得能被诱导形态发生的状态称为感受态。 8.脱分化：指已分化的细胞在一定条件下恢复分裂机能，转变成分生组织细胞和形成愈伤组织的过程。 9.再分化：指在植物组织培养中，对处于脱分化状态的愈伤组织进行培养，诱导其形成新的植物体的过程。 10.愈伤组织：植物外植体脱分化、经过细胞分裂形成的一团无序生长的薄壁细胞。 11.器官发生：指培养细胞在适宜的诱导培养条件下形成不定芽和不定根等器官，形成完整植物的过程。 12.胚状体：非合子细胞经过胚胎发生和发育形成的胚状结构。13.褐变：指外植体在培养过程中，自身组织从表面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。 14.消毒：指杀死病原微生物、但不一定能杀死细菌芽孢的方法。 15.灭菌：是指用物理或化学的方法杀灭全部微生物，包括致病和非致病微生物以及芽孢，使之达到无菌保障水平。 16.接种：按无菌操作技术要求将目的微生物移接到培养基质中的过程。 17.初代培养：指在组织培养过程中，最初建立的外植体无菌培养阶段。 18.继代培养：将原有的培养物转移到新配制的培养基上继续培养的过程称为继代培养。 19.形态建成：外植体在适宜的培养条件下，经脱分化、再分化产生芽和根或者形成胚状体，发育成苗或完整植株的过程。 20.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。 21.胚培养：对植物成熟胚或幼胚进行离体培养，以获得发育正常的植株。 22.花粉培养：将花粉粒接种到培养基上，发育成单倍体植株的过程。 23.看护培养法：用一块活跃生长的愈伤组织来看护单个细胞，促使其生长和增殖的方法。可诱导形成单细胞无性系。24.原生质体：去除细胞壁后的裸露细胞。 25.原生质体融合：指通过人为的方法，使遗传性状不同的两个细胞的原生质体进行融合，借以获得兼有双亲遗传性状的稳定重组子的过程。 26.无病毒苗：未被病毒感染，或经人工处理去除病毒的植物苗株。 27.人工种子：是将植物离体培养产生的体细胚包埋在含有营养成分和保护功能的物质中，在适宜的条件下发芽出苗。 28.种质：是决定生物遗传性状、并将遗传信息从亲代传递给子代的遗传物质。(即，一个物种的基因库)。 29.种质保存：通过自然或人为的技术措施，保护种质资源，使其不至于流失或灭绝。 30.超低温保存：在低于80的温度下保存。通常超低温保存的介质有：超低温冰箱（-80）、干冰（-79）、液氮（-196），等。 31.体细胞杂交：又称体细胞融合，指将两个遗传性状不同的体细胞融合成一个体细胞的过程。32.炼苗：炼苗是在保护地育苗的情况下，采取放风、降温、适当控水等措施对幼苗强行锻炼的过程，使其定植后能够迅速适应露地的不良环境条件，缩短缓苗时间，增强对低温、大风等的抵抗能力。 33.遗传转化：(植物的遗传转化)又称植物转基因,是通过某种途径或技术(物理的、化学的和生物的方法)，将从动物、植物、微生物中分离的甚至是人工合成的目的基因导入植物受体细胞并整合到基因组中，使之在受体细胞中得以正确表达和稳定遗传，并且赋予受体植物一 个新的预期性状的技术体系。 34.Ti 质粒:是存在于根癌农杆菌中的一种能够自我复制的共价闭合的 dsDNA 分子. 35.T-DNA ： 又称转移 DNA，是农杆菌 Ti(tumor inducing)或 Ri(root inducing)质粒中的一 段DNA 序列,可以从农杆菌中转移并稳定整合到植物核基 因组中,已成为植物分子生物学中广泛应用的遗传转化载体。36.报告基因：是一种编码易被检测的蛋白质或酶的基因。 37.卸甲载体：是相对于天然的毒性 Ti 质粒而言的。 结构上，卸甲载体切除了天然 Ti 质粒 T-DNA 上的致瘤基 因和冠瘿碱合成酶基因等序列之后，失去致瘤能力的 Ti 质粒，即无毒的 Ti 质粒载体。 38.遗传标记 ：是指可稳定遗传、能用肉眼明确观测 的差异化个体外部形态特征。 二.简答题：1.植物组织培养技术主要包括哪些环节。答：（1）培养基的配制及灭菌；（2）外植体的选择及灭菌；（3）外植体的接种及培养；（4）试管苗的驯化与移栽。2.请就一个植物组织培养室的各功能分区进行分析说明。答：1、储藏室 2、洗涤室 3、药品室 4、培养基准备室 5、接种室 6、培养室 7、显微观察室3.简述植物组织培养的外植体选择原则。答：取材季节；取材部位；发育年龄；材料大小 选择优良的种质选择健壮的植株选择最适宜的时期选取适宜的大小。4.如何对外植体进行表面消毒。答：(1) 将需要的材料用水洗干净。(2) 表面灭菌：用 75%酒精浸 30-60s 左右。(3) 灭菌剂处理：0.1%升汞 10 分钟、或在 10%漂白粉上清液中浸泡 10-15 分钟。(4) 用无菌水冲洗 3-5 次左右。5.简述外植体的褐变及其预防措施。答：（1）褐变是指在组织培养过程中，培养材料向培养基中释放褐色物质，致使培养基逐渐变成褐色，培养材料也慢慢变褐而死亡的现象。（2）预防措施：选择适宜的外植体及最佳培养基、连续转移、加抗氧化剂、加活性剂。6.简述植物生长调节物质在组织培养中的作用，并列举常见的种类。答：（1）生长素：用于诱导细胞的分裂和根的分化，促进细胞分裂和伸长，促进生根等。常见种类有：吲哚乙酸（IAA）、吲哚丁酸(IBA)、苯乙酸（PAA）、4-氯-3-吲哚乙酸（4-Cl-IAA）等。（2）细胞分裂素：防止器官衰老，打破休眠，促进果实生长等作用，可诱导芽的产生。常见种类有：激动素（KT）、6-苄基腺嘌呤（BA）、玉米素（ZT）等。（3）赤霉素：刺激体细胞胚生长发育成小植株，促进少数植物培养细胞的形态发生。常见种类：GA3。（4）多胺和一些生长抑制剂：多胺对有些植物的体细胞胚发生有促进作用。部分生长抑制剂对某些植物的试管苗增殖有促进作用。7.植物生长物质如何调控外植体形态发生。答：一般使用的浓度为0.1-10 mg/L。要注意种类和浓度，特别是生长素和细胞分裂素的比值。高，利于根的形成；适中，利于愈伤组织形成；低，利于芽的形成8.植物组织培养后，外植体发育成形成植株的途径有哪些。答：(1) 外植体愈伤组织根、芽试管苗 同时长芽和根 先长芽，再长根 先长根，再长芽 (2) 外植体胚状体试管苗 (3) 外植体根、芽试管苗。9.简述热处理结合茎尖培养脱病毒的原理。答：病毒和宿主对高温的耐受性有差异，在植物受到高温伤害前杀死病毒或使病毒活性有效钝化。10.草莓无毒苗的繁殖程序分哪几步。答：匍匐茎尖外植体消毒茎尖剥离茎尖培养不定芽增殖诱导生根炼苗移植脱毒效果检测脱毒苗繁殖。11.目前鉴定脱毒苗脱毒效果的方法有哪些答：1、指示植物鉴定2、血清学技术3、电镜技术4、核酸杂交及PCR技术12.阐述试管苗炼苗、移栽、管理的一般技术过程。答：1.外植体接种，初代培养 2.芽体诱导和增殖 3.诱导生根成苗 4.炼苗移栽13.什么叫污染，污染的原因有哪些，简述预防污染的措施。答：（1）污染：外来物质或能量的作用，导致生物体或环境产生不良效应的现象。（2）污染原因：从病源分面主要有细菌和真菌和两大类，一是从环境中引入，二十操作过程中带入。 （3）预防措施：(1)减少或防止材料带菌(2)外植体灭菌要彻底 (3)玻璃器皿和金属器皿的灭菌 (4)布质制品的灭菌(5)无菌室的消毒(6)操作人员一定要严格按照无菌 操作的程序进行接种。14.简述花粉培养产生植株的可能倍性及其原因。答：由花药培养产生的花粉植株不仅有单倍体，还有二倍体、三倍体及非整倍体。不同倍性花粉植株的来源是：花粉细胞核内发生有丝分裂，或畸变可产生二倍体、四倍体。花粉细胞核分裂并出现核融合，可产生三倍体、五倍体。花药壁或花药内部组织（浓毡层）细胞同时发育，产生二倍体。植物种类、接种花药的花粉发育时期、培养基中生长调节剂种类与浓度均可影响花粉植株的倍性。而花粉植株的发生途径、愈伤组织继代培养时间长短的影响尤为显著。一般有花粉胚状体直接成苗或由第二代愈伤组织分化成苗，单倍体频率高。此外，随着愈伤组织继代次数、继代时间的增加，二倍体的比例也会增加。15.接种后离体培养物对光、温、湿等环境条件的要求。答：(1) 光照： 愈伤组织的诱导不需光照或弱光， 器官分化需要光照， 一般 1216h/d， 光照度 10005000lx。 (2) 温度：一般 252 (3) 湿度：培养室内的湿度要求保持 7080的相对湿度。16.植物组织培养主要应用于哪些方面。答：（一）脱毒及快速繁殖： 1.无病毒苗培育应用 2.组织培养快速繁殖 （二）育种研究1、单倍体育种 2、胚培养3、单细胞培养突变体的选择与应用 4、体细胞杂交育种 5、转基因育种 （三）药物及其它生物制剂的工业化生产 1、通过组织培养药用植物 2、利用细胞培养的方法,获得次生代谢产物,直接生产药物。（四）建立低温储存及种质库，保护物种。17.无菌操作时应注意哪些事项。答：(1) 在接种 4h 前用甲醛熏蒸接种室； (2) 在接种前 15-20min，打开超净工作台的风机以及台上的紫外灯； (3) 接种员先洗净双手，在缓冲间换好专用实验服，并换穿拖鞋等； (4) 上工作台后，用酒精棉球擦拭双手，特别是指甲处。然后 70%酒精喷雾降尘，并擦拭工作台面； (5) 接种工具蘸 95%酒精，灼烧； (6) 接种时将试管斜着，使试管口在酒精灯火焰上转动，灼烧数秒钟。接完种后，将管口在火焰上再灼 烧数秒钟。 (7) 接种时，接种员双手不能离开工作台，不能说话、走动和咳嗽等； (8) 接种完毕后要清理干净并用酒精擦工作台。18.如何配制组织培养用的培养基。答：(1） 配制母液： 一般母液配成比所需浓度高 10-100 倍的浓缩液， 配制时可分别配成大量元素、 微量元素、 铁盐、有机物和激素类等。 (2) 配制方法： 将母液按顺序摆放 取适量的蒸馏水入容器 按需要量依次取母液及生长调节物质 加入蔗糖（30g/L）溶解 定容 调 PH 值 分装培养瓶，并加琼脂(6-10g/L)，封口 高压灭菌接种19.怎样进行培养基的高压湿热灭菌。答：（1）首先将内层锅取出，再向外层锅内加入适量的水，使水面与三角搁架相平为宜。（2）放回内层锅，并装入待灭菌物品。不要装的太挤，三角烧瓶与试管口端均不要与桶壁接触。（3）加盖，并将盖上的排气软管插入内层锅的排气槽内，盖好盖子，以防漏气。（4）用电炉或煤气炉加热，并同时打开排气阀，使水沸腾以排除锅内的冷空气。待冷空气完全排尽后，关上排气阀，让锅内的温度随蒸汽压力增加而逐渐上升。当锅内温度升到所需温度时，控制热源，维持温度至所需时间。（5）灭菌所需时间到后，切断电源，让灭菌锅内温度自然下降，当压力表的压力降至零时，打开排气阀，打开盖子，取出灭菌物品。（6）将取出的灭菌培养基放入37温箱培养24h，经检查若无杂菌生长，即可待用。20.简述原生质体分离的方法及各自优缺点。答：1）机械分离法 先将细胞放在高渗溶液中预处理，待细胞发生轻微质壁分离、原生质体收缩成球形，再用机械法磨碎细胞，从伤口处可以释放出完整的原生质体。优点： 可避免酶制剂对原生质体的破坏作用。缺点： 获得完整的原生质体的数量比较少。2）酶解分离法 利用酶的作用去除细胞壁。常用的细胞壁降解酶种类：纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶等。优点： 可获得大量的原生质体。缺点： 酶制剂中含有核酸酶、蛋白酶、过氧化物酶及酚类物质，影响原生质体的活力。 21.原生质体融合有哪几种主要方法。答：盐类融合法；高Ca2+和高PH值融合；聚乙二醇（PEG）融合法；PEG与高Ca2+和高PH值结合融合法；电融合法。22.什么是基因工程。基因工程的基本步骤。答：（1）基因工程：利用人工的方法，把生物的遗传物质在体外进行切割、拼接和重组，获得重组DNA分子，然后导入宿主细胞或个体，使受体的遗传特性得到修饰或改变的过程。（2）基本步骤：1.目的基因（或片段）的获取；2.重组载体的构建；3. 将目的基因导入受体细胞；4. 目的基因的检测与鉴定。23.植物转基因常用的载体是什么，有哪些主要结构元件。答：克隆载体、表达载体、测序载体、质粒载体、噬菌体载体、人工染色体载体 1）具有复制起点2）有若干个限制酶识别位点3）具备合适的筛选标记4）具备合适的拷贝数目5）分子量相对较小6）在细胞内稳定性高7）易分离纯化作为克隆载体：（1）较高的拷贝数；（2）具有复制起点；（3）具有若干限制酶识别位点；（4）带有选择标记；（5）较小的相对分子质量。作为表达载体的条件：（目的基因能在宿主细胞表达）(1) 自主复制；(2) 克隆位点和筛选标记；(3) 可受诱导调控的启动子；(4) 具有终止子；(5) 具有翻译起始信号。24.外源基因导入植物受体的方法有哪些。答：（1）生物介导，如农杆菌等介导的基因转移；（2）物理方法：基因枪法、电击法、显微注射法；（3）化学方法：PEG诱导法、脂质体导入法。25.农杆菌T-DNA随机插入植物染色体时一般插入位点有哪些特点？答：（1）优先整合到转录活跃的植物基因位点；（2）T-DNA与植物DNA连接处富含A、T碱基对；（3）植物DNA上的插入位点与T-DNA边界序列有一定程度的同源性。26. 简述农杆菌T-DNA导入植物基因组的整个过程。答：（1）农杆菌对植物体进行识别-依靠受伤的植物组织分泌的氨基酸、糖类、酚类物质等（2）农杆菌附着到植物受体细胞-依靠纤维丝；（3）诱导启动毒性区基因表达-依靠酚类、糖类或AS（乙酰丁香酮）（4）类似结合孔复合体的合成和装备-依靠virB蛋白等（5）T-DNA的转移以加工-依靠virB蛋白、virD1蛋白、virD2蛋白等（6）T-DNA的整合-依靠virE2蛋白等，具有随机性。27影响农杆菌T-DNA转移的因素有哪些？答：（1）农杆菌菌株-三类农杆菌侵染力排列顺序为：农杆碱型菌株(A281)胭脂碱型菌株（C58）章鱼碱型（Ach5、LBA4404）（2）农杆菌菌株高侵染活力的生长时期（3） 基因活化的诱导物,AS（乙酰丁香酮）或HO-AS（4）外植体的类型和生长状态：发育早期的组织细胞转化能力较强（5）外植体的预培养：一般2-3天为宜。（6）外植体的接种及共培养：一般接种时间1-30分钟，接种液浓度OD值为0.3-1.5，共培养时间一般为长于8-16小时，但控制在2-3天内，时间过长会易发毒害。三填空题 1物理灭菌包括: 高温高压灭菌 ; 干热灭菌 ; 射线照射灭菌和过滤灭菌 。 2任意写出三种常用的培养基： MS, B5, KM8P, N6 等 3胚培养的重要用途是克服种间杂交的不亲和性,获得种间或属间杂种。4外植体脱分化形成愈伤组织一般经历3个时期，分别是：启动期 ；分裂期 和形成期 。 5胚状体具有两个特点： 二极性和与母体植物或外植体的维管束系统无直接连系 。 6逆境处理对某些植物的小孢子胚胎发生具有诱导作用,任意写出4种常用的逆境处理方式: 饥饿处理，高温处理，低温处理， 射线，秋水仙素，重金属胁迫等 7分离原生质体时果胶酶的作用是降解胞间联丝 。 8最常用的诱导细胞融合的方式是PEG和电诱导融合法。 9目前聚合酶链式反应常用到的 DNA 聚合酶是Taq 酶 。 10利用分子标记辅助选择的重要条件是目标基因与分子标记存在紧密连锁（或共分离） 关系。 11种植转基因作物面积最大的4个国家分别是美国 ； 阿根廷 ；加拿大和中国 。 12 培养基的成分可以分为三大类，分别是：无机营养物 ； 有机营养物和植物生长调节物质 。 13 培养条件下花粉的分裂增殖方式有4种类型，分别是：营养细胞发育途径 ；生殖细胞发育途径 ； 营养细胞与生殖细胞并进途径和花粉均等分裂途径 。 14 分离原生质体时纤维素酶的作用是降解细胞壁的纤维素 。 15 幼胚培养可以挽救种间杂种胚,但当胚体很小时,往往采用胚珠培养获得杂种胚。 16 常用的原生质体培养方法有：液体浅层培养法 ；固体平板培养法和液固双层培养法 。 17 Ti 质粒的T-DNA 致瘤基因主要包括两类基因，分别是细胞分裂素合成和生长素合成基因。 18 目前种植面积最大的 4 种转基因作物是大豆 ； 棉花 ； 油菜 和玉米 。 19 在遗传转化中，目前广泛使用的选择标记是NPTII 基因。 20 聚合酶链式反应（PCR）一般分变性、复性和延伸 。 21 随机扩增多态性（RAPD）应用的随机引物长度一般为 10 bp 。22目前常用的四大类无选择标记基因转化系统有位点特异性重组系统、直接重复介导的同源重组系统、共转化分离系统和转座子系统。 23 任意写出三种不能高压灭菌的物质： 多糖、秋水仙素、玉米素、赤霉素、抗生素、酶、植物提取物、VB1、VB12、VC 等 24 过滤灭菌主要是用来灭菌不能高温高压灭菌的物质。 25 植物细胞在离体条件下发育成植株，主要是通过两种途径：器官发生途径和体细胞胚胎发生途径 。 26 单倍体可分为两类: 一倍单倍体和多倍单倍体 。 27 花药培养和花粉培养是诱导单倍体的主要途径。 28分离原生质体的主要方法是酶解法。 29 测定原生质体活力常用的一种试剂是FDA ，其母液是用丙酮配制的。 30 任意写出两种常用的鉴定体细胞杂种的方法形态标记和分子标记 。31 根癌农杆菌的 Ti 质粒在结构上可分为 4 区，分别是 T-DNA 区 ； vir 区 ； Con 区 和 Ori 区 。 32 检测外源基因是否整合进植物基因组常用的两种方法是 PCR 技术和 Southern blotting 技术。 33 化学灭菌包括：熏蒸灭菌和消毒液灭菌 。 34 任意写出 5 个植物离体遗传操作常用的设备： 高压灭菌锅 ； 超净工作台 ； 光照培养箱 ； 摇床和显微镜 。 35 从外植体形成愈伤组织大致经历三个时期: 启动期 ; 分裂期 和 形成期 。36 胚状体有两个特点，即： 二极性 ； 与母体组织无维管束联结。 37 培养条件下花粉的分裂增殖方式有四种类型，分别是：营养细胞发育途径 ；生殖细胞发育途径；营养细胞和生殖细胞 并进发育途径和花粉均等分裂途径 。 38 分离原生质体使用的主要酶种类包括： 纤维素酶和果胶酶。 39 原生质体融合一般包括三个技术环节，它们是诱导原生质体融合 ；选择融合体或杂种细胞和杂种植株的再生与鉴定。 40 遗传转化主要分为两大类，一类是载体介导的（间接）遗传转化，另一类是（直接）非载体介导的遗传转化。 41 转基因时常用的选择标记基因有 NPTII（卡那霉素基因） 、bar 和潮酶素基因等。42 植物病毒转化载体包括双链DNA病毒转化载体、单链DNA病毒转化载体和单链RNA病毒转化载体。43 基因抢的子弹直径为1UM，材料一般为钨粒或金粒。44 常用的报告基因有：-葡萄糖醛酸糖苷酶基因（GUS）；荧光素酶基因（Luc）；绿色荧光蛋白（GFP）。