植物组织培养试题及答案总结.pdf
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1、绪论复习题及参考答案绪论复习题及参考答案一、填空:一、填空:1、根据培养的材料,植物组织培养分:愈伤组织培养、器官培养、细胞培养、原生质体培养、悬浮培养等类型。2、植物组织培养的发展分为三个阶段:萌芽阶段、奠基阶段和 快速发展和应用阶段。3、1902 年,HaberlandtHaberlandt 提出了植物细胞“全能性”学说,1934 年,White 出版了植物组织培养手册从而使植物组织培养为一门新兴学科。二、名词解释:二、名词解释:1 1、植物组织培养、植物组织培养(plant tissue culture)(plant tissue culture):是指通过无菌和人工控制的环境条件下,利
2、用适当的培养基,对离体的植物器官、组织、细胞及原生质体进行培养,使其再生细胞或完整植株的技术。由于培养材料已脱离了母体,又称为植物离体培养(Plant culture in vitro)。2 2、脱分化(、脱分化(dedifferentiationdedifferentiation):由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程,称为植物细胞的脱分化。3 3、再分化再分化(redifferentiationredifferentiation):脱分化产生的愈伤组织继续进行培养又可以重新分化成根或芽等器官,这一过程称为植物细胞的再分化。4 4、外植体、外植体(explant)(explan
3、t):由活体(in vivo)植物体上切取下来的,用于组织培养的各种接种材料。包括各种器官、组织、细胞或原生质体等5 5、愈伤组织、愈伤组织(callus)(callus):原指植物在受伤之后于伤口表面形成的一团薄壁细胞,在组培中则指在离体培养过程中形成的具有分生能力的一团不规则的薄壁细胞,多在植物体切面上产生。三、问答题:三、问答题:1 1、简述植物组织培养的理论依据?、简述植物组织培养的理论依据?植物组织培养的理论依据是细胞全能性学说,即植物体的每一个细胞都携带有一套完整的基因组,并具有发育成为完整植株的潜在能力。2 2、植物组织培养有哪些特点?、植物组织培养有哪些特点?(1)培养条件可以
4、人为控制(2)生长周期短,繁殖率高:(3)管理方便,利于工厂化生产和自动化控制:3 3、植物组织培养的分类?、植物组织培养的分类?(1)根据培养对象不同:组织培养、器官培养、胚胎培养、细胞培养、原生质体培养等;(2)根据培养物培养过程:初代培养、继代培养;(3)根据培养基的物理状态:固体培养、液体培养。4 4、植物组织培养主要应用于哪些方面?、植物组织培养主要应用于哪些方面?(1)快速繁殖运用组织培养的途径,一个单株一年可以繁殖几万到几百万个植株;(2)种苗脱毒针对病毒对农作物造成的严重危害,通过组织培养可以有效地培育出大量的无病毒种苗;(3)培育和创制新品种利用组织培养可以使难度很大的远缘杂
5、交取得成功,从而育成一些罕见的新物种;(4)大量生产次生代谢物质通过植物细胞培养获得的生物碱、维生素、色素、抗生素以及抗肿瘤药物不下 50 多个大类,其中已有 30 多种次生物质的含量在人工培养时已达到或超过亲本植物的水平。植物细胞次生物质的研制与生产硕果累累,后来居上。(5)植物种质资源的离体保存植物组织培养结合超低温保存技术,可以给植物种质保存带来一次大的飞跃。因为保存一个细胞就相当于保存一粒种子,但所占的空间仅为原来的几万分之一,而且在-193 度的液氮中可以长时间保存,不像种子那样需要年年更新或经常更新。(6)人工种子人工种子便于贮藏和运输,适合机械化播种;繁殖速度快,不受季节和环境限
6、制,利于工厂化生产;体细胞胚由无性繁殖体系产生,可以固定杂种优势。第第 1 1 章章实验室及基本操作复习题及参考答案实验室及基本操作复习题及参考答案一、填空:一、填空:1、组织培养实验室必要的设备有 超净工作台、高压灭菌器、空调机、天平、显微镜、蒸馏水发生器、酸度计等。2、培养基成分主要包括无机营养成分、有机营养成分)、植物生长调节物质、碳水化合物、其它物质。3、培养基最常用的碳源是蔗糖,使用浓度在 1%-5%常用 3%。4、糖在植物组织培养中是不可缺少的,它不但作为离体组织赖以生长的 碳源,而且还能维持 培养基渗透压。5、在固体培养时琼脂是使用最方便、最好的凝固剂和支持物,一般用量为 6-1
7、0gL之间。6、驯化的目的:在于提高试管苗对外界环境条件的适应性,提高其光合作用的能力,促使试健壮,提高苗的移裁成活率。7、生长素/细胞分裂素的高低决定着外植体的发育方向,其比值高:有利于根的形成和愈伤组织 的形成;低:有利于芽的形成。8、培养基灭菌一般在108 kPa 的压力下,锅内温度达 121 ,维持20-30min。9、选择外植体时应选择 选择优良的种质、选健壮的植株、选最适的时期 和选取适宜的大小。10、诱导胚状体比诱导芽的优点:(1)数量多、(2)速度快、(3)结构完整。11、试管苗的生态环境:高温且恒温、高湿、弱光、无菌。12、培养基中加入活性炭的目的:利用其吸附能力,减少一些有
8、害物质的影响。13、筛选培养基的方法:单因子试验法、多因子试验法、光谱实验法14、植物培养技术:灭菌、接种、培养、驯化四个环节15、试管苗的驯化注意:基质、温、光、水、肥、气的综合管理二、名词解释:二、名词解释:1 1、MSMS 培养基(培养基(MSMS cultureculture mediummedium):它是 1962 年由 Murashige 和 Skoog 为培养烟草细胞而设计的。是目前应用最广泛的培养基。特点是无机盐离子浓度较高,有高含量的N、K,硝酸盐量大,营养丰富。2 2、母液、母液:是欲配制液的浓缩液。配成比所需浓度高10-100 倍。母液配制时可分别配成大量元素、微量元素
9、、铁盐、有机物和激素类等。好处:保证各物质成分的准确性 配制时的快速移取便于低温保藏。3 3、褐变、褐变:是指外植体在培养中体内的多酚氧化酶被激活,使细胞里的酚类物质氧化成棕褐色的醌类物质,有时使整个培养基变褐,从而抑制其他酶的活性,影响材料的培养。4 4、玻璃化现象(、玻璃化现象(vitrification phenomenonvitrification phenomenon):在长期的离体培养繁殖时,有些试管苗的嫩茎、叶片呈现半透明水渍状,这种现象称为玻璃化。5 5、消毒、消毒:指杀死、消除或充分抑制部分微生物,使之不再发生危害作用。6 6、灭菌、灭菌:是指用物理或化学的方法,杀死物体表面
10、和孔隙内的一切微生物或生物体,即把所有生命的物质全部杀死。7 7、接种、接种:在无菌条件下,用灼烧过的镊子将外植体放到培养基上的操作过程。三、问答题三、问答题1 1、一般组织培养的操作工序:、一般组织培养的操作工序:(1)、培养器皿的清洗;(2)、培养基的配制、分装和高压灭菌;(3)、无菌操作材料的表面灭菌和接种;(4)、将培养物放到培养室培养;(5)、试管苗的驯化、移栽和初期管理。2 2、论述植物生长调节物质在组织培养中的作用?、论述植物生长调节物质在组织培养中的作用?并列举常见的种类并列举常见的种类(1)生长素类:主要被用于诱导愈伤组织形成,促进细胞脱分化;促进细胞伸长;诱导根的分化,促进
11、生根。如:IAA(吲哚乙酸);NAA(萘乙酸);IBA(吲哚丁酸);2,4D(2,4二氯苯氧乙酸)(2)细胞分裂素类:诱导芽的分化促进侧芽萌发生长。促进细胞分裂与扩大。抑制根的分化。抑制衰老,减少叶绿素分解,有保鲜效果。如:包括 6BA(6苄基腺嘌呤)、Kt(激动素)、Zt(玉米素)等。3 3、常用的培养基有哪些?说明其特点、常用的培养基有哪些?说明其特点(1)MS 培养基:1962 年由 Murashige 和 Skoog 为培养烟草细胞而设计的。是目前应用最广泛的培养基。特点是无机盐离子浓度较高(2)white 培养基:无机盐浓度较低,适于生根培养。(3)N6 培养基:KNO3 和(NH4
12、)2SO4 含量高,不含钼。广泛应用于禾谷类植物的花粉和花药培养。(4)B5 培养基:主要特点是含有较低的铵盐,较高的硝酸盐和盐酸硫胺素。适宜双子叶植物特别是木本植物的培养4 4、如何配制、如何配制 MSMS 培养基?培养基?(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加入配制容器中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 值加琼脂(6-10g/L),完全融化后,分装至培养瓶中,封口高压灭菌5 5、如何对外植体进行表面消毒?、如何对外植体
13、进行表面消毒?(1)将需要的材料用水洗干净。(2)表面灭菌:用 70%酒精浸 30-60s 左右。(3)灭菌剂处理:0.1%升汞 10 分钟、或在 2%次氯酸钠液中浸泡 20-25 分钟。(4)用无菌水冲洗 3-5 次左右6 6、接种后离体培养物对光、温、湿等环境条件的要求?、接种后离体培养物对光、温、湿等环境条件的要求?(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。7 7、论述离体培养污染产生的原因及防治措施。、论述离体培养污染产生的原因及防治措施。
14、污染:污染原因从病源分面主要有细菌和真菌和两大类。原因:(1)外植体材料消毒不彻底(2)培养基灭菌不彻底(3)操作环境不洁净(4)操作人员操作不规范、不熟练。预防措施:(1)减少或防止材料带菌(2)外植体灭菌要彻底(3)培养基灭菌要彻底(4)玻璃器皿和金属器皿的灭菌要彻底(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。8 8、固体培养基与液体培养基相比有何特点?、固体培养基与液体培养基相比有何特点?优点:操作简便,通气问题易于解决,便于经常观察研究.缺点:培养物与培养基的接触(即吸收)面积小,各种养分在琼脂中扩散较慢,影响养分的充分利用,同时培养物排出的一些代谢废物,聚集
15、在吸收表面,对组织产生毒害作用。9 9、在培养基中加入活性炭有什么作用?、在培养基中加入活性炭有什么作用?(1)主要是利用其吸附作用,减少一些有害物质的影响(2)活性炭使培养基变黑,有利于某些植物生根(3)对形态发生和器官形成有良好的效应1010、植物组织培养技术主要包括哪些环节?各环节的主要工作内容?、植物组织培养技术主要包括哪些环节?各环节的主要工作内容?(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1111、组织培养中常用的灭菌方法?、组织培养中常用的灭菌方法?分为物理的和化学的两类,(1)物理方法如干热(烘烧和灼烧)、湿热(常压或高压蒸
16、煮)、射线处理(紫外线、超声波、微波)、过滤和大量无菌水冲洗等措施;(2)化学方法是使用升汞、甲醛、过氧化氢、高锰酸钾、来苏儿、漂白粉、次氯酸钠、抗菌素、酒精化学药品处理。1212、怎样进行培养基的高压湿热灭菌、怎样进行培养基的高压湿热灭菌?方法是:关闭放气阀,通电后,待压力上升到49kPa 时,打开放气阀,放出空气(注意完全排除锅内空气,使锅内全部是水蒸气,灭菌才能彻底),待压力表指针归零后,再关闭放气阀。当压力表上升达到108kPa 时,锅内温度达 121(在此蒸气温度下,可以很快杀死各种细菌及其高度耐热的芽孢),维持20-30min。1313、无菌操作时应注意哪些事项?、无菌操作时应注意
17、哪些事项?(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。1414、在植物组织培养中,通过哪些途径可以得到完整的植株?、在植物组织培养中
18、,通过哪些途径可以得到完整的植株?(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。1515、与常规苗相比,试管苗具有哪些特点?、与常规苗相比,试管苗具有哪些特点?(1)生长细弱;(2)光合作用差(3)叶片气孔数目少,活性差(4)根的吸收功能弱(5)对逆境的适应和抵抗能力差1616、如何提高试管苗移栽的成活率?、如何提高试管苗移栽的成活率?(1)试管苗的生理状况 应选择壮苗,以提高移栽后的成活率(2)加入植物生长调节物质 如生长素(3)降低无机盐的浓度(4)加入少量活性炭,尤其是用酸、碱和有机溶剂洗过的活性炭(5)环境因子
19、 适当的环境条件能提高移栽的成活率(6)移栽过程中让试管苗从无菌向有菌逐渐过渡1717、接种程序:、接种程序:(1)植物材料表面的消毒(2)切割外植体(3)将外植体移入培养基第第 2 2 章章 基本原理复习题及参考答案基本原理复习题及参考答案一、填空:一、填空:1、绝大多数培养植物再生植株时都先经过 愈伤组织愈伤组织阶段。2、愈伤组织形成大致经历诱导期诱导期、分裂期分裂期和 分化期分化期三个时期。3、使用植物生长调节物质时要注意:种类和浓度生长素和细胞分裂素的比值种类和浓度生长素和细胞分裂素的比值。4、愈伤组织的形态发生方式主要有不定芽方式不定芽方式 和胚状体胚状体方式。5 5、组织培养细胞再
20、分化包括四个水平:细胞水平的再分化、组织水平的再分化、器官水平的再分化(器官:细胞水平的再分化、组织水平的再分化、器官水平的再分化(器官发生)和植株水平的分化发生)和植株水平的分化二、名词解释:二、名词解释:1 1、愈伤组织培养、愈伤组织培养(callus culture):(callus culture):是指将母体植株上的外植体,接种到无菌的培养基上,进行愈伤组织诱导、生长和发育的一门技术。2 2、继代培养、继代培养(subculture)(subculture):愈伤组织在培养基上生长一段时间以后,由于营养物质枯竭,水分散失,以及代谢产物的积累,必须转移到新鲜培养基上培养。这个过程叫做继
21、代培养3 3、体细胞胚(、体细胞胚(somatic embryosomatic embryo)又称胚状体()又称胚状体(embryoidembryoid):指在组织培养中,由一个非合子细胞(体细胞),经过胚胎发生和胚胎发育过程(经过原胚、球形胚、心形胚、鱼雷胚和子叶胚 5 个时期),形成的具有双极性的胚状结构。4 4、体细胞胚胎发生:、体细胞胚胎发生:植物组织培养细胞产生胚状体的过程,称为体细胞胚胎发生。5 5、细胞全能性(、细胞全能性(cell totipotencycell totipotency):每一个植物细胞具有该植物的全部遗传信息,在适当条件下可表达出该细胞的所有遗传信息,分化出植
22、物有机体所有不同类型细胞,形成不同类型的器官甚至胚状体,直至形成完整再生植株6 6、形态建成:、形态建成:外植体细胞在适宜的培养条件下发生脱分化、再分化,产生芽和根,或者形成胚状体,发育成苗或完整植株。三、问答题三、问答题1 1、愈伤组织细胞的分化一般分几个时期?各有何特点?、愈伤组织细胞的分化一般分几个时期?各有何特点?(1)诱导期(起动期):是细胞准备分裂的时期。细胞大小几不变,内部发生生理生化变化,迅速合成蛋白质和核酸。(2)分裂期:外层细胞分裂,中间细胞常不分裂,形成小芯。细胞分裂快,结构疏松,缺少结构,浅而透明。在原培养基上,细胞必分化,及时转移,其可无限制地进行细胞分裂,维持不分化
23、状态。(3)分化期:细胞在形态和生理功能上的分化,出现形态和功能各异的细胞。2 2、优良的愈伤组织必须具备哪、优良的愈伤组织必须具备哪 4 4 个特性?个特性?(1)高度的胚性或再分化能力,以便从这些愈伤组织得到再生植物(2)容易散碎,以便用这些愈伤组织建立优良的悬浮系,并且在需要时能从中分离出全能性的原生质体(3)旺盛的自我增殖能力,以便用这些愈伤组织建立大规模的愈伤组织无性系。(4)经过长期继代保存而不丧失胚性,便有可能对它们进行各种遗传操作。3 3、愈伤组织的形态发生有哪些情况?、愈伤组织的形态发生有哪些情况?(1)愈伤组织仅有根或芽器官的分别形成,即无根的芽或无芽的根;(2)先形成芽,
24、再在芽伸长后,在其茎的基部长出根而形成小植株,多数植物属这种情况;(3)先产生根,再从根基部分化出芽而形成小植株。这种情况较难诱导芽的形成,尤其对于单子叶植物;(4)先在愈伤组织的邻近不同部位分别形成芽和根,然后两者结合起来形成一株小植株。少见。单子叶植物:与双子叶植物诱导发生过程类似,只是在形态上无鱼雷形胚等阶段,成熟体胚上有盾片、胚芽鞘和胚根等结构。4、简述细胞脱分化过程。简述细胞脱分化过程。细胞的脱分化过程可分为3 个阶段:第一阶段为启动阶段,表现为细胞质增生,并开始向细胞中央伸出细胞质丝,液泡蛋白体出现;第二阶段为演变阶段,此时细胞核开始向中央移动,质体演变成原质体;5、影响植物离体形
25、态发生的因素有哪些?(不是重点)影响植物离体形态发生的因素有哪些?(不是重点)(1)植物种类和基因型(2)培养材料的生理状态发育年龄:一般幼态比老态组织形态发生能力高;培养器官或组织类型:细胞分裂旺盛的器官较好;培养时间和细胞倍性:一般取处于旺盛生长期的愈伤来诱导器官形成。(3)培养基a 营养成分:一般认为,培养基中的铵态氮和 K+有利于胚状体形成,提高无机磷的含量可促进器官发生;茎尖培养和芽诱导培养基主要是 MS 及其修改的培养和 B5 培养基;碳水化合物种类及浓度对胚状体发育有重要作用,缺糖或低糖无法形成胚状体。b 植物激素及生长调节剂(起主导作用,通过影响内源激素的平衡起作用c 培养基的
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