植物生物技术导论复习思考题06.docx

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植物生物技术导论复习思考题06

《植物生物技术导论》复习思考题

一、名词解释

名词解释

答案

植物生物技术

（广义概念）提高和改良农作物产量、品质的所有技术。

（狭义概念）利用植物器官、组织、细胞和通过分子水平的操作、促进植物繁殖、有用物质生产和植物品种遗传改良的技术。

离体授粉

植物的离体授粉也叫离体受精或试管受精，就是在人工控制条件下使离体的胚珠或子房完成授粉、受精形成种子的过程。

植物的离体授粉技术一般包括“胚珠试管受精”、“离体子房授粉”和“雌蕊离体授粉”3个方面。

T-DNA

转移-DNA区。

长度大约在15～30kb，是根癌农杆菌侵染植物细胞时从Ti质粒上切割下来转移并整合到植物基因组的一段DNA。

植物细胞组织培养

在离体条件下利用人工配制的培养基对植物器官、组织、细胞、原生质体等进行培养，在适宜的培养条件下，长成完整植株的过程。

同工酶

是功能相同的酶的多重分子形态，它们是特异的基因产物。

体细胞胚

在愈伤组织表面或内部形成类似于合子胚的结构，称其为体细胞胚，或不定胚，或胚状体。

植物细胞全能性

一个完整的植物细胞拥有形成一个完整植株所必需的全部遗传信息。

在适宜的条件下能够形成完整植株的能力。

细胞培养

是指将植物单细胞或细胞团直接在培养基中进行培养的一种培养方式。

细胞悬浮培养

是指将游离的单细胞或细胞团按照一定的细胞密度悬浮在液体培养基中进行培养的方法。

脱分化

脱分化是在植物组织和细胞培养中，一个成熟细胞或分化细胞转变成为分生状态的过程，即形成愈伤组织的过程。

愈伤组织

在植物组织和细胞培养中，愈伤组织则指在人工培养基上，由外植体形成的一团无序生长、无特定结构和功能的薄壁细胞。

花粉培养

在人工配制的培养基上,将从花药中游离出来的花粉,单独进行培养,获得完整植株。

不定器官

在愈伤组织的不同部位分别独立形成不定根和不定芽。

诱发融合

原生质体融合过程中，需要使用适当的融合剂或机械方法，将不同的原生质体聚集到一起，使其粘连，融合，形成异核体。

人工种子

指通过植物组织培养的方法获得具有正常发育能力的材料，外面包被有特定物质，在适宜条件下可以发芽成苗的植物幼体。

外植体

在植物组织培养中，从活体植物上提取下来的，接种在培养基上培养的无菌细胞、组织、器官等统称为外植体。

低温保存

又称最小生长法，是将外植体所再生的试管苗在低温条件下，结合某些特定的培养基如增加蔗糖浓度、添加甘露醇、山梨醇、脱落酸（ABA）等生长延缓因子，辅以培养环境的调控，从而抑制或延缓生长，延长寿命，达到保存种质的目的。

报告基因

能快速报告细胞是否被转化的基因，大多是一些水解酶基因如：

β-葡萄糖醛酸苷酶基因（gus）、氯霉素乙酰转移酶基因（cat）、β-半乳糖苷酶基因（lacZ）、荧光素酶基因（luc）等；农杆碱合成酶基因、绿色荧光蛋白基因（gep）等。

体细胞杂交

指将植物不同种、属，甚至科间的离体细胞通过一定诱导技术使质膜接触而融合在一起随后导致两个细胞核物质融合，通过离体培养，使其再生杂种植株的技术。

又称原生质体融合。

超低温保存

将植物的离体材料包括茎尖（芽）、分生组织、胚胎、花粉、愈伤组织、悬浮细胞、原生质体等，经过一定的方法处理后在超低温（-196℃）条件下进行保存的方法。

细胞悬浮培养

是指将游离的单细胞或细胞团按照一定的细胞密度悬浮在液体培养基中进行培养的方法。

基因枪法

又名微粒轰击法，通过高速飞行的金属颗粒将包被其外的目的基因直接导入到受体细胞内，从而实现遗传转化的一种方法。

二、填空题

填空题

答案

植物组织培养中，培养基的主要组分有__________、__________、__________、__________等。

水、无机成分、有机成分、植物生长调节物质

脱分化的细胞再分化出完整植株有两种途径：

__________或__________。

不定器官形成、器官形成

植物组织培养中的发展简史三阶段是、、。

探索、奠基、迅速发展

植物细胞培养中，震荡的主要作用有__________、__________、__________等。

使愈伤组织破碎成小细胞团或单细胞、使细胞团和单细胞均匀分布于培养基中、促进气体交换

培养细胞活力的测定方法主要有：

、、等。

四唑盐还原法（TTC）、荧光素二乙酸法（FDA）、噻唑蓝法（MTT法）

花粉（小孢子）培养的方法主要有：

__________、__________、__________等。

液体浅层培养、平板培养法、微室悬滴培养法

植物细胞组织培养的基本设备有、、等。

准备室、无菌操作室、培养室

植物组织培养中，外植体的种类有、、、、等。

根、茎、叶、花、果实

植物组织培养的关键环节主要有、、等。

脱分化、再分化、试管苗的驯化

影响植物组织培养的因素主要有__________、__________、__________、__________等。

光照、温度、湿度、气体

植物基因克隆的方法有__________、__________、__________、__________等。

化学法合成、从基因文库中钓取、PCR扩增、图位克隆方法

愈伤组织形成经历三个阶段：

__________、__________和__________。

诱导、细胞分裂、细胞分化

植物生物技术常用的灭菌方法有__________、__________、__________等。

高压蒸汽灭菌、干热灭菌或表面消毒灭菌、过滤灭菌

植物细胞培养的方法有__________、__________等。

看护培养、悬浮培养

外源基因导入植物细胞的方法有__________、__________、__________、__________等。

基因枪法、农杆菌介导法、聚乙二醇法、电击法

由花粉培养获得的再生植株是。

单倍体植株

DNA分子标记主要有、、等。

RFLP、ALFP、SSR

人工种子包括：

__________、__________、__________等部分。

人造种皮、人造胚乳、发芽材料

体细胞杂种的鉴定方法有、、、等。

形态学、细胞学、同工酶、分子生物学

离体授粉的类型主要有：

、、等。

离体雌蕊授粉、离体子房授粉、离体胚珠授粉

无性系是。

用植物体细胞繁殖所获得的后代

植物遗传转化的方法主要有、、、等。

基因枪法、农杆菌介导法、花粉管通道法、电击法

植物细胞增殖的测定指标主要有__________、__________、__________、__________等。

细胞鲜重、细胞干重、细胞密实体积、细胞植板率等。

（其他答案：

细胞计数、细胞有丝分裂指数）

脱去植物病毒常用的方法有：

__________、__________、__________等。

热处理脱毒、茎尖培养脱毒、微体嫁接脱毒（其他供选择的答案有：

热处理结合茎尖培养脱毒、抗病毒药剂脱毒等）

植物组织培养中，愈伤组织诱导的三个阶段是、、。

启动期、分裂期、分化期

植物种质资源离体保存的方法主要有：

、、等

超低温保存、低温保存、干燥脱水法保存（备选答案有：

包埋脱水法保存、玻璃化法保存、常温保存等）

植物小孢子在离体培养条件下的发育途径主要有：

、、等。

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（还可以填花粉均等分裂途径）

植物组织培养中，脱毒苗的检测方法有、、等。

指示植物法、显微镜鉴定法、抗血清鉴定法

三、简答题

简答题

答案

简述植物组织培养过程中的影响因素。

可从

（1）培养基的成分；p26

（2）外植体；p31

（3）培养条件三个方面分析。

P37

简述离体培养条件下小孢子的发育。

可从

（1）营养细胞发育途径；p103

（2）生殖细胞发育途径；

（3）营养细胞和生殖细胞并进发育途径；

（4）细胞均等分裂途径等方面阐述。

简述被微生物污染后的玻璃器皿应该如何清洗。

被真菌等微生物污染的玻璃器皿，必须在121C高压蒸汽灭菌30min后，倒去残渣，用毛刷刷去瓶壁上的培养液和菌斑后，用水冲液干净后，浸泡在洗涤液中，洗刷后，再用自来水冲液，蒸馏水冲淋一遍后，晾干备用。

非PCR依赖的分子标记主要有几种？

主要有限制性片段长度多态性标记（AFLP）和染色体原位杂交两种。

可展开阐述。

P187

染色体原位杂交根据已知微生物不同分类级别上种群特异的DNA序列，以利用荧光标记的特异寡聚核苷酸片段作为探针，与环境基因组中DNA分子杂交，检测该特异微生物种群的存在与丰度。

简述体细胞杂交的意义。

体细胞杂交（somatichybridization），在植物中亦即原生质体融合（protoplastfusion），利用适当的物理或化学方法，可以将任何两种原生质体融合在一起；利用适宜的培养方法，可以由融合原生质体再生出杂种植株即体细胞杂种。

克服植物有性杂交不亲和性、打破物种之间的生殖隔离、扩大遗传变异等（适当展开论述）。

P193

植物组织培养中，灭菌方法主要有哪些？

灭菌方法主要有蒸汽灭菌、高温空气灭菌、过滤灭菌、灼烧灭菌、辐照灭菌等。

可简要将每种方法阐述。

1.湿热灭菌法通过加压提高蒸汽温度,用高压蒸汽灭菌,穿透力强,温度高,灭菌效果最好.注意事项：

1.完全排除高压灭菌器内的冷空气.有冷空气存在时,在同一表压下所达到的温度值要低,而冷空气排出越少,温度就低得越多.在高压蒸汽灭菌时,为保证达到规定的温度,必须将冷空气完全排除.否则,虽然压力达到,而温度达不到规定的要求,灭菌就不彻底.2.紫外线杀菌谱广,但穿透力弱,影响因素多,杀菌效能受到一定限制.紫外线消毒效果与紫外线强度、照射时间、温度与湿度等因素有关.我国规定紫外灯照射强度距离1m处不低于70μw/cm2.一般紫外灯使用超过100h,则应更换.表面有尘土,降低灭菌效果.紫外灯杀菌的温度以20~40℃,相对湿度40%~60%为宜.3干热灭菌法.灼烧与火焰灭菌：

灼烧主要是用于工具灭菌,在火焰上灼烧即可达到彻底灭菌,火焰灭菌通常用于无菌操作中,将试管口、玻璃瓶口、硅氟塑料塞等反复通过火焰数次,利用火焰对管口等进行灭菌,阻止管口污染,作为无菌操作过程中的辅助灭菌手段.4干烤灭菌：

利用热辐射及干热空气进行灭菌.一般将待检灭菌的物品如金属、玻璃、陶瓷制品包装后,均可在烤箱内干热灭菌.通常加热至160℃,保温2h可完全灭菌.但不宜超过170℃,玻璃量具易变形.降温过速,骤冷易引起玻璃器皿炸裂.干热灭菌时装入干烤箱内的物品切勿紧密,应有空隙,利于热空气流动,过密,致使温度不均,部分物品灭菌不彻底

简述原生质体分离培养的主要过程。

从植物材料的选择—分离原生质体—原生质体纯化—原生质体培养这几个环节加以简述p149

影响细胞悬浮培养的因素。

可从

（1）培养基的成分；

（2）外植体的选择；

（3）植物生长调节物质；

（4）培养条件等方面进行阐述。

P136

简述花药培养和花粉培养的异同。

（1）花粉培养属细胞培养；花药培养为器官培养。

（2）花粉培养排除了药壁、药隔和花丝的干扰，从小孢子中获得的材料是纯合的；花药培养存在药壁等二倍体细胞对小孢子发育的的干扰，获得的材料可能是杂合的。

（3）花粉培养中小孢子能均匀地接触化学和物理诱变因素，是研究吸收、转化和诱变的理想材料；花药培养中小孢子接触的诱变因素不均匀。

（4）花粉培养可观察到雄核发育的全过程，是研究遗传和发育的很好材料体系；花药培养对雄核发育的全过程难于观察。

（5）花粉培养可以从每个花药中获得更多的单倍体；花药培养获得的单倍体少。

简述花粉管通道法导入外源基因的原理。

可从

（1）花粉管通道法概念（又名子房注射法，花蘖注射法，柱头涂抹法，蘸花法。

它是利用开花植物授粉后形成的花粉管通道，直接将外源目的基因导入尚不具备正常细胞壁的卵、合子或早期胚细胞，实现目的基因遗传转化的一种方法）；

（2）花粉管通道法导入外源基因的步骤进行阐述。

P289

简述RAPD的基本实验步骤。

从以下方面叙述：

DNA的提取

模板DNA浓度和质量的检测

PCR扩增

电泳检测：

PCR结束后每个样品加4ul凝胶上样缓冲液，每个泳道点样20ul。

将凝胶浸于1ug/ml的EB中30min~60min，用水清洗约10min，观察、拍照。

统计分析：

记录条带清晰的RAPD条带，计算带纹相似率；计算带频率、群内遗传纯度；DNA片段大小。

简述几种转基因植物材料的检测方法。

对转基因植物材料中目的基因的表达主要采用分子生物学方法和生物化学方法检测。

主要有：

报告基因检测法、Southern杂交法、Northern杂交法、Western杂交法、PCR方法、生物学鉴定等。

（1）报告基因检测法：

利用报告基因能快速报告细胞是否被转化的特点，来检测转基因植物材料的方法。

（2）Southern杂交法：

主要是利用两条单链DNA互补性，来检测外源DNA的转化结果，该方法Southern于1975年发明的。

该方法只能验证转化基因是否存在于被检测植株中，但不能得到基因是否表达的信息。

（3）Northern杂交法：

用于检测外源基因转录出来的mRNA，该方法是Alwine于1977年发明的。

该方法能检测转化基因是否转录出mRNA，在转录水平上基因的表达和调控。

（4）Western杂交法：

是将外源基因转录并翻译的蛋白质从SDS聚丙烯酰胺凝胶中转移到固相支持体上，然后对固定化蛋白质进行免疫学测定。

该方法只能验证转化基因是否存在在蛋白质水平上的正常表达。

（5）PCR方法：

在一种耐高温的DNA聚合酶作用下，通过引物和模板DNA进行多聚酶链式反应（PCR）来扩增DNA。

该方法只能验证转化基因是否存在于被检测植株中，但不能得到基因是否表达的信息。

该方法比Southern杂交法简单。

（6）生物学鉴定：

对转基因植物的生物学性状进行观察，鉴定基因的功能和表型，是否稳定地遗传给后代。

该方法能验证基因是否能正常地表达，是否稳定遗传给后代。

四、论述题

论述题

答案

简述DNA分子标记在植物研究中的应用。

（1）比较生物的遗传变异性，从而研究亲缘、进化关系。

（2）构建遗传连锁图，进行分子标记辅助选择。

（3）构建遗传图谱，进行基因定位、克隆。

例如：

RFLP-（restrictionfragmentlengthpolymorphism）限制性片段长度多态性标记。

特定生物类型的基因组DNA经某一种限制性内切酶完全酶解后，会产生分子量不同的同源等位片段，或称限制性等位片段，通过电泳的方法分离和检测这些片段。

凡是可以引起酶解位点变异的突变，如点突变（新产生和去除酶切位点）和一段DNA的重新组织（如插入和缺失造成酶切位点间的长度发生变化）等均可导致限制性等位片段的变化，从而产生RFLP。

植物细胞培养的应用有哪些？

可从

（1）筛选突变体；

（2）生产次生代谢产物；

（3）其他应用（克服远缘杂种的不育性，用于植物代谢生理学、生物化学等的研究）等方面展开阐述。

在培养室中发现部分培养材料被污染，试分析原因。

培养室中发现部分培养材料被污染，可能的原因主要如下：

（需要展开讨论，根据情况加分或扣分）

（1）植物材料本身内生菌的生长；

（2）培养基灭菌不彻底；

（3）培养基灭菌后，微生物从器皿的封口处进入；

（4）培养材料表面消毒不彻底；

（5）无菌接种操作不规范；

（6）接种室或超净工作台空气不洁净；

（7）培养室空气不洁净或湿度较大。

㈠培养材料污染外植体材料带菌多，在表面消毒过程中

处理不到位，即杀菌剂使用不当或处理时间不适，未能将所带病

菌全部杀死而导致接种后病菌在培养基中扩大繁衍。

㈡操作器具带菌操作器械，器皿，包括镊子、剪子、刀片、三角瓶，培养皿、瓶塞、超净工作台、酒精灯等凡接种时可能用到的一切器具未经过严格的高温灭菌或灭菌过程有问题时，则会出现污染，另外就是器械在灭菌后取放过程中不慎带菌也会造成污染。

㈢培养基污染灭菌好的空白培养基有时也会出现污染。

若是菌落且只存在于培养基表面，则有可能是瓶塞不严或扎口不紧和放置培养基的地方空气环境中病菌孢子过多所致。

若是白色云雾状物且出现在培养基内部，则表明培养基在灭菌过程中时间不够或气压不够所致的灭菌不彻底。

另外，母液放置过久而内部出现污染，也会造成培养基的污染。

㈣培养物生长环境不洁外部环境是指组培室所建的地方靠近工路边、工矿区或垃圾场、集市等地方，环境不洁、污染多、难控制。

内部环境是指组培室、接种室的门窗封闭不严，蚊蝇、飞蛾、虫子易进出，有利于杂菌传播。

同时，室内尘埃多，经常不清扫消毒，会使细菌增多造成污染。

㈤接种人员带菌接种人员对自身消毒不严或未熟练掌握无菌操作的各个技术环节，造成组培苗污染。

夏季，在培养室中发现大量培养物进菌，试分析可能的原因。

可从外植体、培养基、无菌操作、培养环境等方面进行阐述。

（要详细展开）

将一个抗病基因导入了改良的目的植物（如水稻或玉米），如何分析基因的功能？

（1）对导入抗病基因的目的植物进行DNA水平分析（PCR或杂交分析）（3分）

（2）对导入抗病基因的目的植物进行RNA水平分析（RT-PCR）（3分）

（3）对导入抗病基因的目的植物进行蛋白质水平分析（杂交分析）（3分）

（4）对导入抗病基因的目的植物进行抗病性鉴定。

（6分）

每一点要做适当展开论述。

P295

种质离体保存的意义。

可从

（1）种质离体保存概念；

（2）种质离体保存同常规保存方法的异同（较小的空间保存大量的种质资源；避免病虫危害、一年四季都可保存；长期稳定地保存植物种质资源及珍贵实验材料）；

（3）种质离体保存方法等方面阐述。

P248p267

体细胞杂交在农业领域中的作用。

可从

（1）体细胞杂交概念；

（2）体细胞杂交克服远缘杂交不亲和性；

（3）体细胞杂交可将外源基因导入受体细胞，改良作物等方面进行阐述。

P176p193

植物基因克隆的主要方法。

可从

（1）植物基因克隆概念；

（2）植物基因克隆方法

基因文库筛选；图位克隆；同源克隆；插入失活、电子克隆等方法（例举出三种即可）。

（3）对一种克隆方法进行详细阐述。

包括原理、步骤、注意事项等。

图位克隆法（Map-basedcloning）是新型分离和克隆植物基因的方法之一，在不知道基因的表达产物,在未知基因的功能信息又无适宜的相对表型用于表型克隆时，最常用的基因克隆技术就是图位克隆法。

图位克隆是通过获析突变位点与已知分子标记的连锁关系来确定突变表型的遗传基本。

图位克隆法随着相关配套技术（序列数据库、分子标记等）的日渐成熟，应用范围将越来越广。

图位克隆（Map-basedcloning）又称定位克隆（positionalcloning），1986年首先由剑桥大学的AlanCoulson提出，用该方法分离基因是根据目的基因在染色体上的位置进行基因克隆的一种方法，在利用分子标记技术对目的基因进行精确定位的基础上，使用与目的基因紧密连锁的分子标记筛选DNA文库，从而构建目的基因区域的物理图谱，再利用此物理图谱通过染色体步行逼近目的基因或通过染色体登陆的方法最终找到包含该目的基因的克隆，最后通过遗传转化和功能互补验证最终确定目的基因的碱基序列。

图位克隆的特点是无需预先知道基因的DNA顺序，也无需预先知道其表达产物的有关信息，但应有以下两方面的基本情况。

一是有一个根据目的基因的有无建立起来的遗传分离群体，如F2、DH、BC、RI等。

二是开展以下几项工作：

1）首先找到与目标基因紧密连锁的分子标记；

2）用遗传作图和物理作图将目标基因定位在染色体的特定位置；

3）构建含有大插入片段的基因组文库（BAC或YAC库）；

4）以与目标基因连锁的分子标记为探针筛选基因组文库；

5）用获得阳性克隆构建目的基因区域的跨叠群；

6）通过染色体步行、登陆或跳跃获得含有目标基因的大片段克隆；

7）通过亚克隆获得带有目的基因的小片段克隆；

8）通过遗传转化和功能互补验证最终确定目标基因的碱基序列，步骤见图4-10。

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