园艺植物生物技术课后习题答案

第一章至第五章一、主要名词和概念：一．1.植物细胞全能性：植物体的每一个具有完整细胞核的细胞都具有该物种全部遗传物质，在一定条件下具有发育成为完整植物体的潜在能力。2.脱分化：将已分化的不分裂的静止细胞放在培养基上培养后，细胞重新进去分裂状态，一个成熟细胞转变为分生状态的过程。3.再分化：经脱分化的组织或细胞在一定的培养条件下可转变为各种不同的细胞类型，形成完整植株的过程。4.器官发生途径：由外植体或愈伤组织诱导形成不定根或不定芽，再获得再生植株的方法5.体细胞胚胎发生途径：在组织培养中起源于一个非合子细胞，经过胚胎发生和胚胎发育过程，形成具有双极性的胚状结构而发育成再生植株的途径。6.外植体：由活体植物体上切去下来的，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。7.褐化现象：指在外植体诱导初分化或再分化过程中，自身组织从表面想培养基释放褐色物质以至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。8.看护培养：利用活跃生长的愈伤组织来看护单个细胞，使其持续分裂和增殖的培养方法。9.分批培养；把细胞分散在一定容积的培养基中培养，当培养物增值到一定量时，转接继代，建立起单细胞培养物。10.连续培养：利用特质的培养容器进行大规模细胞培养的一种培养方式。11.体细胞杂交：使分离出来的不同亲本的原生质体，在人工控制条件下，相互融合成一体，形成杂种细胞，并进一步发育成杂种植株的技术。12.雄核发育：在适宜的离体培养条件下，花粉（小孢子）的发育可偏离活体时的正常发育转向孢子体发育，经胚状体途径或器官发生途径形成完整植株。13.雌核发育：以未受精子房或胚珠为外植体诱导单倍体的方法。14.非整倍体：生物体的核内染色体数不是染色体基数整数倍，而发生个别染色体数目增减的生物体。15.代换系：生物体的染色体被异源种属染色体所代换的品系。16.易位系：某染色体的一个区段移接在非同源的另一个染色体上，具有发生染色体易位的品种。17.附加系：将同种或异种的染色体导入受体中，叫做染色体附加。具有附加染色体的品种或品系叫附加系。18.限制生长保存：改变培养物生长的外界环境条件，限制离体保存材料的生长速度，使细胞生长至最小限度，但不死亡，从而达到延长继代培养的目的。19.超低温保存：指在-80℃（干冰温度）至-196℃（液氮温度）甚至更低温度下保存生物材料。20.体细胞无性系变异：将植物外植体在组织培养过程中，由于受到非生物因子的诱导发生变异，进而导致再生植株发生遗传变异的现象。二、各章需掌握的主要内容1.植物组织培养的类型有哪些？（1）按照外植体类型：胚胎培养；器官培养；组织培养；细胞培养；原生质体培养（2）按照培养基性质：固体培养；液体培养；（3）按照培养方法：精制培养；震荡培养；看护培养；饲喂培养；微室培养2.植株再生途径主要有哪些？（1）经由成愈伤组织再生植株；（2）经由胚状体再生植株3.完整的植物组织培养实验室包括哪些部分？每一部分具有哪些功能？需要配备哪些仪器设备？自己能独立设计一个组织培养实验室。（1）准备室，接种室，培养室（2）A：准备室配置培养基B：接种室采用无菌操作把材料接种到培养基上C：培养室在无菌和适宜的培养条件下进行培养。4.培养基的组成成分包括哪些？常用的植物激素和生长调节剂有哪些？需掌握化学名称和缩写符号。（1）无机营养，有机营养，植物生长调节物质，糖类，水，琼脂（2）生长素AUX，细胞分裂素CTK，赤霉素GA，脱落酸ABA5.茎尖培养的概念，以种苗繁殖为目的的茎尖培养包括哪些阶段？各阶段对培养基条件有哪些要求？（1）茎尖培养：把茎尖分生组织或包括此分生组织的茎尖分离进行无菌培养。（2）无菌培养体系的建立→芽的增殖→中间繁殖体的增殖→诱导生根→试管苗的移植（3）一般用MS培养基，之后根据发育方向配制培养基6.茎尖分生组织培养脱毒的原理是什么？影响脱毒效果的主要因素有哪些？病毒检测方法有哪些？其他脱毒方法还有哪些？（1）感染病毒后，植株体内病毒的分布并不均匀，病毒的数量随植株部位及年龄而异，越靠近经顶端的区域，病毒感染率越低，生长点则几乎不含或含病毒很少。（2）茎尖大小，取穗大小，取样时间，温度，持续时间，湿度和光照，前处理（3）茎尖培养脱毒，微体嫁接脱毒，热处理脱毒（4）花器官等培养脱毒，珠心胚培养脱毒，合并使用热处理、茎尖培养或微茎尖嫁接脱毒7.种苗离体快繁中污染发生的原因主要有哪些？如何控制污染的发生？（1）A：材料内部灭菌处理不好B：正常灭菌条件下，内生菌能够存活C：来自寄生植物的污染D：培养基中材料超过一块相互污染（2）A：严格保证无菌操作的规范性，对培养基接种工具及接种室的严格消毒处理B：抗生素对细菌操作污染的防治C：真菌污染的防治D：常用防治污染方法8.原生质体分离中材料预处理方法有哪些？原生质体分离常用的酶类有哪些？原生质体如何分离和如何纯化？原生质体培养方法有哪些？（1）低温处理；等渗溶液处理（2）纤维素酶；半纤维素酶；果胶酶；崩溃酶（3）A：分离：取材→酶液配制→酶解处理→使酶解后的混合物穿过镍丝网B：纯化：①离心法：利用比重原理，低速离心使原生质体沉于底部②漂浮法：根据原生体与细胞碎片或细胞器比重的不同来分离原生质体③界面法：采用两种不同密度的溶液，离心后使完整的原生质体处在两液相的界面（4）平板培养法；看护培养法；微室培养法；液体浅层培养法；固-液体双层培养法9.原生质体融合方法有哪些？杂种细胞如何筛选？（1）A：化学诱导融合：盐类融合法；高pH高钙离子法；PEG法B：物理诱导融合：显微操作；离心震荡；激光照射；电融合（2）A：显微筛选技术：荧光染料标记，异硫氰酸荧光素（发绿色荧光），碱性蕊香红荧光素（发红色荧光）B：互补选择法：利用两个亲本具有不同的遗传和生理特征，在特定培养条件下，只有发生互补作用的杂种细胞才能生长的选择方法C：遗传标记筛选技术：基因互补筛选，利用隐性非等位基因互补筛选体细胞杂种10.离体小孢子发育(雄核发育)途径有哪些？花粉分离方法有哪些？影响花药和花粉培养的主要因素有哪些？培养适宜时期是哪个时期？预处理方法有哪些？（1）小孢子发育途径；营养细胞发育途径；生殖细胞发育途径；生殖细胞和营养细胞共同发育途径（2）花粉漂浮自然释放法；人工挤压法；机械法（3）供体植株基因型；小孢子发育时期；供体植株生理状态；预处理；培养及成分；培养条件；接种密度和方向（4）一般来说是小孢子发育到单核期左右（第一次有丝分裂前）（5）低温；热激；化学药剂；高渗透压；离心11.植物染色体加倍方法有哪些？化学方法诱导加倍常用试剂有哪些？影响加倍的因素包括哪些？多倍体鉴定方法有哪些？（1）机械损伤；各种射线；高速离心；异常温度（2）秋水仙素；氨磺灵；氟乐灵（3）外植体；加倍剂类型；加倍剂浓度和处理时间；加倍剂的加入时间；助剂（4）A：形态学鉴定：各自独特的外观B：细胞学鉴定：染色体计数法C：生理生化鉴定：各种营养物质的含量、酶活性的测定D：分子生物学鉴定：分子原位杂交；分子标记12.限制生长保存方法有哪些？超低温保存的基本程序是什么？（1）低温保存；干燥保存；生长抑制保存；高渗透压保存（2）材料准备→预处理→冷冻处理→冷冻储存→解冻→再培养13.体细胞无性系变异的来源有哪些？无性系变异的发生与哪些因素有关？（1）A：外植体细胞中预先存在而在再生植株中表现出来的变异；B：组织培养过程中诱导产生的变异（2）A：染色体数目变异：整倍型变异；非整倍型变异B：体细胞染色体结构变异C：基因突变：核基因突变；细胞质基因突变D：转座因子的活化：转座因子的激活也是导致植物体细胞无性系高频率变异的主要原因之一。转座因子是指能在基因组中移动和修饰基因表达的DNA序列E：DNA甲基化状态的改变第六章园艺植物的染色体工程1.园艺植物单倍体制备有哪些途径？答：（1）雄配子途径。采用花药培养或花粉培养，使小孢子改变原来的配子体发育途径，转向孢子体发育途径，形成花粉胚或花粉愈伤组织，最后形成花粉植株，从中鉴定出单倍体植株并使之加倍成纯合二倍体。（2）雌配子途径。使园艺植物的胚囊中具有单倍性染色体构成的细胞，如未受精的子房或胚珠，在适当的条件下发育成单倍体植株。2.离体条件下，雄（雌）核发育各有哪些发育途径？答：雄核：（1）小孢子发育途径（2）营养细胞发育途径（3）生殖细胞发育途径（4）生殖细胞和营养细胞共同发育途径。雌核：（1）助细胞或胚囊的无配子生殖产生单倍体（2）卵细胞、助细胞和反足细胞发育产生单倍体（3）非正常发育的大孢子四分体产生单倍体。3.试述花药（花粉）培养的全过程及主要影响因素。答：基本程序应包括外植体选择、预处理、表面灭菌、接种、培养、再生植株、单倍体植株鉴定、染色体加倍及获得纯合二倍体等步骤。影响因素：（1）供体植株基因型。（2）小孢子发育时期。一般来说单核期最适合。（3）供体植株的生理状态。内源激素水平。（4）预处理。（5）培养基成分。（6）培养条件。温度、光照。（7）接种密度和方向。4.采用秋水仙素诱导园艺植物多倍体有哪些方法？答：（1）浸种法；（2）浸芽法；（3）滴苗法；（4）涂抹法；（5）套罩法；（6）毛细管法。5.创制园艺植物易位系、代换系和附加系分别有哪些方法？答：（1）易位系。包括常规方法诱导的辐射诱导和杂交诱导，和组织培养诱导中的胚拯救、细胞培养和原生质体培养。6.试述园艺植物单倍体、多倍体和非整倍体的主要鉴定方法和辅助鉴定方法。答：（1）形态学鉴定。生长势，分枝数，叶片形状、大小、颜色，花蕾数量、形状，果实形状等都可以作为鉴定的依据。（2）细胞学鉴定。染色体计数法、流式细胞分析法、核型分析法、气孔大小及保卫细胞叶绿体数目鉴定法、染色中心直径和异染色质数目法、花粉发育过程和花粉活力观察法、减数分裂行为观察法等。（3）生理生化鉴定。通过对各种营养物质的含量、各种酶活性等方面的测定来对园艺植物染色体工程产物进行辅助鉴定。（4）分子生物学鉴定。分子原位杂交，分子标记等。7.目前园艺植物染色体工程还存在着哪些问题？你认为应该如何解决？答：（1）单倍体。发展相对缓慢，至今仍有很多空白。发展方向：解决有些物种诱导率、可重复性差，很难实际应用的问题；探明通过胚状体途径诱导雄核发育和雌核发育的适宜条件；找到克服花药培养中的白化现象，二倍体组织的生长对单倍体诱导的影响等问题的有效措施。（2）多倍体。多倍体基因组发生了广泛的遗传变化，其基因平衡遭到破坏，存在一些缺陷，还有嵌合体问题。发展方向：找出园艺植物各自的适宜倍性，研究和解决多倍体的缺陷、嵌合体问题。（3）非整数倍体。尚处在初级阶段，成果有限。发展方向：努力拓展园艺植物的研究范围，加强生物技术在园艺植物非整倍体制备中的应用。8.你怎么看待园艺植物染色体工程的前景？第七章植物基因工程的基础知识与技术1.简述DNA双螺旋结构模式的要点及其与DNA生物学功能的关系。答：（1）生物的遗传信息储存于DNA的核苷酸序列中；（2）DNA双螺旋结构的稳定性主要由互补碱基对之间的氢键和碱基堆积力来维持；（3）DNA双链经过盘绕压缩使松弛型DNA更为紧密，体积变得更小，在细胞的生命活动中更能保持DNA结构稳定。2.比较RNA和DNA在结构上的异同点。答：（1）基本单位不同，DNA为脱氧核苷酸、RNA为核糖核苷酸（2）DNA的五碳糖为脱氧核糖，RNA的五碳糖为核糖（3）DNA的碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶，RNA的为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶（4）与DNA相比，RNA种类繁多，分子质量相对较小，通常以单链形式存在，RNA没有形成双螺旋，但也可以有局部的二级结构或三级结构。3.试述RNA的种类及其生物学作用。答：（1）mRNA。直接指导蛋白质合成。（2）tRNA。携带相应的氨基酸将其转运到核糖体上以供蛋白质合成。（3）rRNA。蛋白质合成工厂核糖体的组成成分。4.基因工程常用的工具酶有哪些？答：（1）限制性内切酶。一类能够识别双链DNA分子总某一特定核苷酸序列，并能对核酸内部的磷酸二酯键进行切割的一种内切核酸酶。（2）DNA连接酶。催化连接分离的D