细胞工程重点总结

2025-01-14 版权声明 我要投稿

细胞工程重点总结(精选4篇)

细胞工程重点总结 篇1

1.什么是细胞,什么是细胞生物学?

细胞:是细胞宇宙有机界一个非常重要的层次。它一方面是由质膜包围的,相对独立的功能单位,能够自我调节和独立生存;另一方面它又是不断与外界进行物质、能量和信息交换的开放体系。细胞是生命结构和功能的基本单位。一切生命现象,诸如生长、发育、增殖、分化、遗传、代谢、应激、运动、衰老和死亡等都在细胞的基本属性中得到体现。

细胞生物学:细胞生物学以“完整细胞的生命活动”为着眼点,从分子、亚细胞、细胞和细胞社会的不同水平,用动态和系统的观点来探索和阐述生命这一基本单位的特征。2.请说明细胞生物学研究的层次和内容? 层次:分子、亚细胞、细胞、细胞社会。内容:细胞这一生命基本单位的特征。3.请阐述细胞生物学与医学的关系? 细胞生物学是基础医学的一门重要课程,它和基础医学的其他学科,尤其是医学分子生物学、发育生物学、遗传学、生理学等学科的关系非常密切。细胞生物学也是临床医学的基础学科。目前细胞生物学研究的主要热点领域及其在医学中的意义举例如下:细胞分化;细胞信号转导;肿瘤发生;干细胞。

第二章:细胞的概念和分子基础

1.如何理解细胞是生命活动的基本单位及细胞整体在生命科学和医学研究中的重要性? 细胞是生命活动的基本单位:所有生物都是由细胞组成的——细胞是构成有机体的基本单位;细胞具有独立完整的代谢体系,是代谢与功能的基本单位;细胞是有机体生长与发育的基础;细胞是遗传的基本单位,细胞具有遗传的全能性;没有细胞就没有完整的生命。细胞整体在生命科学和医学研究中的重要性:所有的生物都是由细胞组成的,细胞是生命活动的基本单位:细胞是构成有机体的基本单位;细胞具有独立完整的代谢体系,是代谢与功能的基本单位;细胞是有机体生长与发育的基础;细胞是遗传的基本单位,细胞具有遗传的全能性;没有细胞就没有完整的生命。2.真核细胞和原核细胞的差异?

进化地位;结构的复杂程度;遗传装置的类型;主要生命活动的方式。具体而言:在进化地位上,由原核细胞构成的原核生物处于较低等的进化地位,由真核细胞构成的真核生物处于较高等的进化地位,在进化上真核细胞高于原核细胞;在结构的复杂程度上,原核细胞是仅由细胞膜包绕的结构相对简单的生命体,真核细胞的细胞质内分布着多种细胞器,真核细胞复杂于原核细胞;在遗传装置的类型上,原核细胞的细胞质内含有DNA区域,但无被膜包围,该区域一般称为拟核,拟核内仅含有一条不与蛋白质结合的裸露DNA链,真核细胞拥有由核膜包被的细胞核,细胞核中含有与组蛋白结合的染色体(染色质)DNA;在主要生命活动的方式上,原核细胞的各种生命活动及生化反应在细胞质中混合进行,真核细胞的各种生命活动分别在不同的细胞器中完成。第三章:细胞生物学的研究方法和策略

1.人眼、普通光学显微镜、透射电镜、扫描电镜的光分辨率?

人眼:0.2毫米;普通光学显微镜:0.2微米;透射电镜:0.2纳米;扫描电镜:6-10纳米。2.普通光学显微镜、荧光显微镜、激光共聚焦显微镜、电镜的光源?

普通光学显微镜:可见光;荧光显微镜:紫外线;激光共聚焦显微镜:激光;电镜:电子束。3.何为细胞培养与细胞融合?

细胞培养:细胞培养也被称为组织培养,是指从体内组织取出细胞在体外模拟体内环境下,使其生长繁殖,并维持其结构和功能的一种培养技术。细胞融合:细胞融合又称细胞杂交,是指用自然或人工的方法使两个或几个不同细胞融合为一个细胞的过程。

4.请阐述流式细胞技术的原理并请说明应用特点?

原理:应用免疫细胞化学原理,用荧光特异性抗体与相应抗原结合,标定欲分离的细胞(或细胞器),再通过自动化的激光/光电检测系统高速检测移动中的细胞悬液荧光,从混合的细胞群体中分选出特定的目标细胞。应用特点:细胞分选,细胞含量测定,细胞凋亡检测,细胞基因检测,细胞免疫表型分析等。5.列举三种常见的显微镜技术,说明相关的原理与应用特点?

①普通光学显微镜:原理:经物镜形成倒立实像,经目镜进一步放大成像;应用特点:以可见光为光源,分辨率不高,只能进行生物组织和细胞一般结构的观察。

②荧光显微镜:原理:激发光激发标本内多种荧光物质生成不同的特定发射光进入目镜;应用特点:观察能激发出荧光的结构,用于免疫荧光观察、基因定位、疾病诊断等。

③相差显微镜:原理:利用光的衍射和干涉特性,将穿过生物标本的可见光的相位差转变为振幅差,同时吸收部分直射光线以增加反差;应用特点:可以提高样品中各种结构的明暗对比度,对样品密度的差异可以起到放大反应,使用强光工作,如果观察活细胞时间较长,可能对细胞造成伤害。

④微分干涉差显微镜:原理:偏振光在不同的时间穿过标本的相邻部位时产生光程差;应用特点:可以观察到“浮雕样”的立体图像。

⑤激光共聚焦扫描显微境:原理:用激光作光源,逐点、逐行、逐面地快速扫描;应用特点:能显示细胞样品的立体结构,分辨力是普通光学显微镜的3倍。

⑥暗视野显微镜:原理:聚光镜中央有挡光片,照明光线不直接进人物镜,只允许被标本反射和衍射的光线进入物镜,因而视野的背景是黑的,物体的边缘是亮的;应用特点:分辨率比普通显微镜高50倍。

⑦倒置显微镜:原理:物镜与照明系统颠倒,前者在载物台之下,后者在载物台之上,用于观察培养的活细胞;应用特点:可以直接观察培养瓶中的细胞。第四章:细胞膜与物质穿膜运输

1.真核细胞生命活动中质膜有哪些重要功能? 细胞膜不是一种机械屏障,它不仅为细胞的生命活动提供了稳定的内环境,还行使着物质转运、信号传递、细胞识别等多种复杂功能,并且与生命科学中的许多基本问题,如细胞的增殖、分化、细胞的识别黏附、代谢、能量转换等密切相关,是细胞之间、细胞与细胞外环境之间相互交流的重要通道。细胞膜的改变与多种遗传病、神经退行性疾病、恶性肿瘤等的发生相关。

2.细胞膜的化学组成与膜功能的关系? 膜脂构成细胞膜的结构骨架;膜蛋白以多种方式与脂双分子层结合,细胞膜的不同特性和功能由与细胞膜相结合的膜蛋白决定;膜糖类覆盖细胞膜表面,基本功能是保护细胞抵御各种物理、化学损伤,同时参与细胞的识别、黏附、迁移等功能活动。3.细胞膜的特性? 不对称性和流动性。膜的不对称性是指细胞膜中各种成分的分布是不均匀的,包括种类和数量上都有很大差异,这与细胞膜的功能有密切关系。膜的流动性是细胞膜的基本特性之一,也是戏班进行生命活动的必需条件;膜是一个动态的结构,其流动性主要是指膜脂的流动性和膜蛋白的流动性。

4.比较离子通道和载体蛋白介导的物质运输有何异同?

相同点:化学本质为蛋白质、分布在细胞的膜结构中、能控制特定物质跨膜运输。

不同点:分布上:离子通道位于可兴奋的细胞,载体蛋白位于全身组织细胞;运输物质上:离子通道为强极性水化离子,载体蛋白中易化扩散为非脂溶性物质,主动运输为特定离子;运输方式上:离子通道为被动运输,载体蛋白既有主动又有被动;能量消耗上:离子通道不耗能,载体蛋白主动运输耗能;类型上:离子通道包含配体门、电压门、应力激活通道,载体蛋白被动运输为易化扩散,主动运输包含ATP驱动泵(P、V、F型离子泵和ABC转运体)和协同运输(共运输和对向运输);影响因素上:离子通道为膜电位,载体蛋白易化扩散为载体蛋白饱和状态,主动运输为细胞代谢状态;特点上:离子通道为双向运输,是不连续开放的,载体蛋白易化扩散上为顺浓度梯度,主动运输上位逆浓度梯度或电化学梯度。5.细胞膜囊泡运输的类型及特点?

类型:胞吞:吞噬作用、胞饮作用和受体介导的胞吞。胞吐:连续性分泌和受调分泌。特点:胞吞是物质入胞作用方式:吞噬作用是吞噬细胞摄入颗粒物质的过程;胞饮作用是细胞吞入液体和可溶性物质的过程;受体介导的胞吞提高摄取特定物质的效率。暴徒是物质出胞作用方式:连续性分泌是不受调节持续不断的细胞分泌;受调分泌是细胞外信号调控的选择形分泌。

第五章:细胞内膜系统与囊泡转运 1.微粒体及类型?

微粒体:应用对细胞组分超速分级分离方法,可从细胞匀浆中分离出直径在100nm左右,被称为微粒体的球囊状封闭小泡。类型:

2.糙面内质网的功能?

糙面内质网与外输性蛋白的分泌合成、加工修饰及转运过程密切相关:作为核糖体附着的支架;新生多肽链的折叠与装配;蛋白质的糖基化;蛋白质的胞内运输。3.高尔基体的结构组成及功能?

组成:扁平囊泡;小囊泡;大囊泡。功能:高尔基复合体具有胞内物质合成与蛋白质加工转运功能:高尔基复合体是细胞内蛋白质运输分泌的中转站;高尔基复合体是胞内物质加工合成的重要场所;高尔基复合体在胞内蛋白质的分选和膜泡定向运输中有重要的枢纽作用。4.溶酶体的特点?

溶酶体是一类富含多种酸性水解酶的膜性结构细胞器:高度的特异性是溶酶体显著的理化特性之一;含有丰富的酸性磷酸酶是溶酶体共同的标志性特征;溶酶体膜糖蛋白家族具有高度的同源性。

5.简要归纳溶酶体的形成过程?

内溶酶体是由运输小泡合并晚期内体形成的:酶蛋白的N-糖基化与内质网转运;N-连接甘露糖残基磷酸化及酶蛋白在高尔基器中的加工与转移;酶蛋白在奥尔基复合体中的分选与转运;内溶酶体的形成与成熟。

吞噬性溶酶体是内溶酶体与来源于细胞内外的作用底物融合形成的。6.内膜系统各种细胞器的标志酶? 内质网:葡萄糖-6-磷酸酶。高尔基复合体:糖基转移酶。溶酶体:酸性磷酸酶。

过氧化物酶体:过氧化物酶,过氧化氢酶。第六章:细胞骨架与细胞运动

1.细胞骨架包括那些类别?简述各类化学成分与结构特征? 类别:微管、微丝、中间丝。

微管:化学成分:微管蛋白;结构特征:在α微管蛋白和β微管蛋白上各有一个GTP结合位点,微管蛋白上还含有而甲氧离子结合位点、秋水仙碱结合位点、长春碱结合位点。微丝:化学成分:肌动蛋白;结构特征:每条微丝是由两条平行的肌动蛋白单链以右手螺旋方式相互盘绕而成。每条肌动蛋白单链由肌动蛋白单体首尾相连成螺旋状排列,螺距为37nm。

中间丝:化学成分:不同类型的中间丝蛋白;结构特征:由头部、杆状部和尾部三部分组成。2.抑制微管和微丝组装和去组装的特异性药物及作用机制?

微管:抑制组装:秋水仙碱、秋水仙酰胺;作用机制:抑制β微管蛋白E位上的GTP水解,从而抑制了微管的组装。抑制去组装:紫杉醇;作用机制:结合于β微管蛋白特定位点上,可以促进微管的装配和保持稳定。

微丝:抑制组装:细胞松弛素;作用机制:可以将肌动蛋白丝切断,并结合在末端阻止新的G-肌动蛋白加入,从而干扰F-肌动蛋白的聚合,破坏微丝的组装。抑制去组装:鬼笔环肽;作用机制:可与F-肌动蛋白结合,使F-肌动蛋白保持稳定。3.简述马达蛋白的三个不同家族成员的物质运输特点?

驱动蛋白:利用水解ATP提供的能量引导沿微管负极向正极运输,背离中心体。动力蛋白:利用水解ATP提供的能量引导沿微管正极向负极运输,朝向中心体。肌球蛋白:以肌动蛋白纤维作为运行轨道。4.微管与微丝的功能?

微管:微管的主要功能是细胞形态维持、细胞运动和包内物质运输:微管构成细胞内的网状支架,支持和维持细胞的形态;微管为细胞内物质的运输提供了轨道;维持细胞内细胞器的空间定位和分布;微管与细胞运动关系密切;微管参与染色体的运动和调节细胞分裂;微管参与细胞内信号传递。

微丝:微丝的主要功能是参与细胞运动、分裂和信号转导:微丝组成细胞的支架并维持细胞形态;微丝以多种方式参与细胞的运动;微丝作为运输轨道参与了细胞内的物质运输活动;微丝参与细胞质的分裂;微丝参与肌肉收缩;微丝参与受精作用;微丝参与细胞内信息传递。

第七章:线粒体与细胞的能量转换 1.线粒体有何结构特征?

线粒体是由双层单位膜套叠而成的封闭性膜囊结构:线粒体外模是一层单位膜;线粒体内模向基质折叠形成特定的内部空间;内外膜转位接触点形成核编码蛋白质进入线粒体的通道;机制为物质氧化代谢提供场所。2.线粒体在细胞死亡中起何作用?

线粒体介导了某些类型的细胞死亡:许多证据显示线粒体是控制细胞死亡的中心环节之一;线粒体的改变构成了细胞死亡的原因或表现;线粒体控制着某些细胞死亡过程的中心环节。3.线粒体DNA的特征?

线粒体的基因只有一条DNA,称为线粒体DNA,mtDNA是裸露的,不与组蛋白结合,存在于线粒体的基质内或依附于线粒体内膜。在一个线粒体内往往有1至数个mtDNA分子,平均5~10个。它主要编码线粒体的tRNA、rRNA及一些线粒体蛋白质,如电子传递链酶复合体中的亚基。

第八章:细胞核与遗传信息储存 1.简述核膜的结构与功能?

结构:蛋白质与脂质是核膜重要组成成分;和模式不对称的双层膜结构。功能:核膜将核质与胞质分隔并控制和之间的物质交换:核膜为基因表达提供了时空隔离屏障;核膜参与了生物大分子的合成;核膜控制着核质间的物质交换。2.常染色质与异染色质在结构与功能上有何异同?

区别:常染色质是间期核中处于功能活跃呈伸展状态的染色质纤维,螺旋化程度低,染色较浅,间期位于核中央,分裂期位于染色体臂,在S期的早、中期复制,具有转录活性;异染色质是处于功能惰性呈凝缩状态的染色质纤维,螺旋化程度高,染色较深,间期位于核边缘,分裂期位于着丝粒区合端粒区,在S期的晚期复制,具有明显的遗传惰性,不转录也不编码蛋白质。

联系:都是分裂间期细胞核中存在的染色质;都经有序折叠包装形成染色体:核小体为染色质的基本结构单位,核小体进一步螺旋形成螺线管构成染色体的二级结构。3.两种染色质蛋白质有何特性和功能? 组蛋白:特性:组蛋白富含带正电荷的精氨酸和赖氨酸等碱性氨基酸,等电点一般在pH10.0以上,属碱性蛋白质。功能:与DNA结合,装配形成染色质;与带正电的DNA结合可一直DNA的复制与RNA的转录;一些组蛋白的修饰可影响染色质的活性。

非组蛋白:特性:带负电荷的酸性蛋白质,富含天冬氨酸、谷氨酸等。功能:参与染色体的构建;启动DNA的复制;调控基因转录。4.解释染色体的功能元件及其主要作用?

自主复制序列是DNA进行复制的起始点;着丝粒序列保证姐妹染色单体的均等分裂;端粒序列在维持染色体的独立性和稳定性中起作用(具体指:保证染色体末端的完全复制,端粒DNA提供了复制线性DNA末端的模版;在染色体的两端形成保护性的帽结构,使DNA免受核酸酶和其他不稳定因素的破坏和影响,是染色体的末端不会与其他染色体的末端融合,保证染色体的结构完整;在细胞的寿命、衰老和死亡以及肿瘤的发生和治疗中起作用。)。5.简述中期染色体的形态特征? 着丝粒将两条姐妹染色单体相连;次缢痕并非存在所有染色体上;随体是位于染色体末端的球形或棒状结构;端粒是染色体末端的特化部分。6.试述核仁的超微结构及功能?

结构:核仁结构的纤维中心由具有rRNA基因的人色织构成;核仁结构的致密纤维组分包含处于不同转录阶段的rRNA分子;核仁结构的颗粒组分由正在加工的rRNA及蛋白质构成。核仁的结构呈现周期性动态变化。

功能:核仁是rRNA合成和核糖体亚基装配的场所。第十章:细胞分裂与细胞周期 1.简述纺锤体的结构与功能?

结构:纺锤体是一种出现于前期末,对细胞分裂及染色体分离有重要作用的临时细胞器,呈纺锤样,具有双极性,由纵向排列的微管及其相关蛋白组成,包括星体微管、动粒微管和极间微管。

功能:纺锤体功能其一为排列和分裂染色体;其二是决定细胞质分裂的分裂面。具体而言,星体微管排列于中心体周围,在中心体向细胞两极的移动中起作用;动粒微管由纺锤体的一极发出,末端附着于染色体动粒上;极间微管为一些来自纺锤体两极,彼此在纺锤体赤道面重叠、交叉的微管,也被称为重叠微管,极间微管通过侧面相连,可从纺锤体的一极通向另一极。

2.何为联会及联会复合体? 联会:染色质进一步凝集,分别来自父母双方的、形态及大小相同的同源染色体间两两配对,称为联会。

联会复合体:在联会的同源染色体之间,沿纵轴方向可形成一种特殊的、在进化上高度保守的结构,及联会复合体,在电镜下显示为三个平行的部分:侧生成分位于复合体的两侧,电子密度较高;两侧生成分之间,为中央成分;侧生成分和中央成分之间由横向排列的纤维相连。

3.比较减数分裂与有丝分裂区别与联系? 区别:发生部位不同:有丝分裂发生于高等真核生物体细胞中,而减数分裂仅发生于有性生殖中配子的产生过程;分裂次数及子细胞数量不同:有丝分裂分裂一次产生两个子细胞,而减数分裂分裂两次产生四个子细胞;子细胞染色体数不同:有丝分裂后子细胞染色体数不变,而减数分裂后子细胞染色体数减半;染色体行为不同:减数分裂中,染色体除发生有丝分裂中的行为外,还发生联会、产生联会分体以及同源染色体分离、非同源染色体自由组合的行为;持续时间不同:有丝分裂持续时间较短,而减数分裂持续时间较长。联系:过程中都有同源染色体,纺锤体,中心体。染色体形态相似。4.细胞周期包括哪几个时期?各期的特点是什么?

构成:细胞周期的过程包括分裂期及分裂间期两个阶段,其中分裂期又包括G1期、S期和G2期(有的细胞还包含G0期)。各期特点:G1期是DNA复制的准备期,此期的主要特点是进行活跃的RNA及蛋白质合成,细胞迅速整张,体积显著增大;在S期中DNA完成其复制,此期细胞在的主要特征是进行大量的DNA复制,同时也合成组蛋白及非组蛋白,最后完成染色体的复制,组蛋白的持续磷酸化和中心粒的复制完成于S期;G2期为细胞分裂准备期,改期细胞中大量合成RNA、ATP及一些与M期结构功能相关的蛋白质,中心粒体积逐渐增大,开始分离并移向细胞两极;M期为细胞有丝分裂期,细胞形态结构发生显著变化,染色体凝集及分离,核膜核仁解体及重建,纺锤体、收缩环在胞质形成,细胞核分裂为两个子核,胞质一分为二,细胞完成分裂。

5.何为G0细胞?与G1期细胞有何联系与区别?

G0细胞:高等生物中,肝、肾等器官实质细胞在一般情况下不进行DNA估值及细胞分裂、但受到一定的刺激后,即可进入细胞周期,开始分裂,此类细胞即暂不增值性细胞,又称为G0细胞。

与G1期细胞关系:联系为G0细胞由G1期细胞转化而来,在实质上为停留在G1期的细胞;区别为G0细胞不能像G1期细胞一样自由向M期转变。第十一章:细胞分化

1.细胞转分化、去分化的条件和生物医学意义? 条件:细胞核必须处于有利于分化逆转环境中;分化能力的逆转必须具有相应的遗传物质基础。

生物学意义:特定条件下不同细胞类型的转换。2.细胞决定的概念、机制及其与细胞分化的关系? 概念:在个体发育过程中,细胞在发生可识别的分化特征之前就已经决定了未来的发育命运,只能像特定的方向分化的状态,称之为细胞决定。机制:卵细胞的极性与早期胚胎细胞的不对称分裂;发育早期胚胎细胞的位置及胚胎细胞间的相互作用。

关系:细胞的分化去向源于细胞决定。

3.为什么说细胞分化的本质是基因组中不同基因的选择性表达? 分化成熟细胞的细胞核支持卵的发育;细胞融合能改变已分化细胞的基因表达活性;一个细胞的分化状态能够通过转分化而改变。

4.染色质共价修饰的机制及其与细胞分化的关系?

机制:DNA的甲基化;组蛋白的乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化、糖基化和羰基化,其中乙酰化和甲基化是组蛋白修饰的主要形式。

关系DNA甲基化在转录水平上调控细胞分化的基因表达;组蛋白的化学修饰决定了转录因子是否能够与基因表达调控区结合。第十二章:细胞的衰老与死亡 1.简述细胞衰老的主要特征? 衰老细胞中水分含量减少;衰老细胞中出现色素蓄积;细胞膜系统的改变与细胞衰老密切相关;线粒体的变化是细胞衰老的重要指标;细胞骨架的改变导致细胞内信息传递和代谢功能变化;衰老细胞中出现和膜内折和染色质固缩;衰老细胞的蛋白质合成发生变化;成体干细胞的衰老导致干细胞增殖与分化能力衰退。2.什么是Hayflick界限?

体外培养的二倍体细胞的增值能力和寿命不是无限的,而是有一定的限度。3.简述细胞凋亡的形态学特征及其与坏死的主要区别? 形态学特征:①凋亡的起始:主要表现为细胞表面的特化结构,如微绒毛、细胞间接触消失;内质网腔膨胀,并于质膜结合;染色质固缩形成新月形边集等现象。②凋亡小体的形成:染色质断裂为大小不等的片段,与一些细胞其一起被返折的细胞膜包围,以出泡的方式形成芽状凸起,逐渐与细胞分离,形成凋亡小体。③凋亡小体被邻近的细胞吞噬清除。

区别:从细胞死亡原因看,细胞坏死是细胞受到外界急性强力伤害所致,如由于局部缺血、高热、物理、化学和生物因素等作用,使细胞出现一种被动性死亡,因此,细胞坏死多没有潜伏期:而细胞调亡是由死亡信号诱发的受调节的细胞死亡过程,是一种主动性细胞死亡,因此往往有数小时的潜伏期。从细胞死亡过程看,坏死细胞的膜通透性增高,细胞水肿,内质网扩张,线粒体肿胀,溶酶体膜破裂,内部的酶释放导致细胞溶解,内容物外溢,早期细胞核无明显形态学变化。而细胞凋亡过程中,质膜始终保持良好的整合性,细胞萎缩,核染色质高度凝集与周边化,内质网扩张并与细胞膜融合发生内陷,形成许多有膜包围的含有核和细胞质结构碎片的凋亡小体。从细胞死亡结局来看,由于坏死细胞膜的破裂,释放出大量内容物,故常引起严重的炎症反应。坏死细胞常常是成群细胞丢失,在愈合过程中常伴随组织器官的纤维化,形成瘢痕。而细胞凋亡过程,凋亡细胞膜及其凋亡小体的膜整合性良好,没有内溶物的外溢,所以不发生炎症反应。凋亡小体可迅速被邻近的细胞或巨噬细胞识别吞噬,细胞被清除的过程不伴有炎症反应。细胞凋亡是单个细胞的丢失,在组织中不形成瘢痕。4.简述细胞凋亡的生物学意义?

细胞凋亡是生物界普遍存在的一种基本生命现象,贯穿个体生长、发育、衰老死亡的整个过程,是生命活动过程中保证个体发育成熟、维持正常生理功能必不可少的内容,主要表现在:发育过程中清除多余的细胞、清除正常生理活动过程中无用的细胞、清除病理活动过程中有潜在危险的细胞,细胞凋亡在个体发育、维持机体生理功能以及细胞数量稳定中起了非常重要的作用,是保持机体内环境平衡的一种自我调节机制。5.简述动物细胞凋亡主要的两条信号通路?

死亡受体介导的细胞凋亡信号通路和线粒体介导的细胞凋亡信号通路。死亡受体介导的细胞凋亡信号通路:细胞外的许多信号分子可以与细胞表面相应的死亡受体结合,激活凋亡信号通路,导致细胞死亡。线粒体介导的细胞凋亡信号通路:当细胞受到内部或外部的凋亡信号刺激时,线粒体外膜通透性改变,是线粒体内的凋亡因子释放到细胞质中,与细胞质中凋亡蛋白酶活化因子结合,活化Caspase9,进而激活Caspase3,导致细胞凋亡。6.何谓Caspase家族? 在细胞凋亡过程中起何作用?

Caspase家族:近年来在哺乳动物中发现了与线虫主要死亡基因产物相对应的同源物。ced-3的同源物是一类半胱氨酸蛋白水解酶,简称胱天蛋白酶(Caspase)家族。Caspase家族的共同特点是富含半胱氨酸,被激活后能特异地切割靶蛋蛋的天冬氨酸残基后的肽键。

作用:凋亡上游的起始者主要负责对执行者前体进行切割,从而产生诱惑性的执行者;凋亡下游的执行者负责切割细胞核内、细胞质中的结构蛋白和调节蛋白。Caspase家族可使得凋亡信号在短时间内迅速扩大并传递到整个细胞,产生凋亡效应。第十三章:细胞连接与细胞黏附

1.试述动物细胞间特化的连接方式及特点?

封闭连接:紧密连接—相邻细胞膜形成封闭索。锚定连接:黏着连接—肌动蛋白丝参与的锚定连接;黏着带—细胞-细胞连接;黏着斑—细胞-细胞外基质连接;桥粒连接—中间纤维参与的锚定连接;桥粒—细胞-细胞连接;半桥粒—细胞-细胞外基质连接。通讯连接:间隙连接—由连接子介导细胞通讯连接;化学突触—神经细胞突触通讯连接。2.什么是细胞黏附,细胞黏附分子的分类作用方式和主要功能?

细胞黏附:动物细胞通过细胞黏附分子介导使细胞与细胞或细胞与细胞外基质之间发生黏着,称为细胞黏附。

分类作用方式:钙黏着蛋白;选择素;免疫球蛋白超家族;整联蛋白家族。

功能:钙黏着蛋白:介导细胞之间同亲性细胞黏附;在个体发育过程中影响细胞分化,参与组织器官的形成;参与细胞之间稳定的特化连接结构。选择素:参与白细胞或血小板与血管内皮细胞之间的识别与黏附,帮助白细胞从血液进入炎症部位。

免疫球蛋白超家族:对神经系统的发育、轴突生长及突触的形成有重要作用。整联蛋白家族:整联蛋白介导细胞与细胞外基质间的黏着;整联蛋白介导细胞间的相互作用;整联蛋白参与细胞内环境的信号转导。

plasma membrane:质膜(细胞膜市包围在细胞质表面的一层薄膜,又称质膜。)biomembrane:生物膜(目前把质膜盒细胞内膜统称为生物膜。)

lipid rafts:脂筏(质膜双层内含有由特殊脂质和蛋白质组成的微区,微区中富含胆固醇和鞘脂,其中聚集一些特定种类的膜蛋白。由于鞘脂的脂肪酸尾比较长,因此这一区域比膜的其他部位厚,更有秩序且较少流动,被称为脂筏。)

passive transport:被动运输(转运由高浓度向低浓度方向进行,所需要的能量来自高浓度本身所包含的势能,不需要细胞提供能量,故称被动运输。)

facilitated diffusion:易化扩散(一些非脂溶性(或亲水性)物质,不能以简单扩散的方式通过细胞膜,但她们可在载体蛋白的介导下,不消耗细胞的代谢能量,顺物质浓度梯度或电化学梯度进行转运,这种方式称为易化扩散。)

endocytosis:胞吞(胞吞又称内吞作用,它是质膜内陷,包围细胞外物质形成胞吞泡,脱离质膜进入细胞内的转运过程。)

exocytosis:胞吐(胞吐作用又称外派作用或出胞作用,指细胞内合成的物质通过膜泡转运至细胞膜,与质膜融合后将物质排出细胞外的过程,与胞吞作用过程相反。)

prokaryotic cell:原核细胞(原核细胞是仅有细胞膜包绕的相对简单的生命体。)

eukaryotic cell:真核细胞(针和细胞是拥有由核膜包绕的细胞核、细胞质内分布着多种细胞器的细胞。)

archaebacteria:古细菌(古细菌是一类很特殊的细菌,多生活在极端的生态环境中。)virus:病毒(病毒式这能再活细胞中生长的核酸-蛋白质复合体。)viroid:类病毒(仅由RNA组成的病毒。)prion:朊病毒(仅由蛋白质组成的病毒。

cell culture:细胞培养(细胞培养也被称为组织培养,是指从体内组织取出细胞在体外模拟体内环境下,使其生长繁殖,并维持其结构和功能的一种培养技术。)

cell line:细胞系(原代培养的动物及人组织细胞,在体外经过第一次传代培养后,所获得的细胞群体即可称为细胞系。)

cell fusion:细胞融合(细胞融合又称细胞杂交,是指用自然或人工的方法使两个或几个不同细胞融合为一个细胞的过程。)

differential centrifugation:差速离心(常用于体积差别较大的颗粒的分离。通过一组离心速度逐渐递增的离心操作步骤使悬浮液重的各种颗粒分离开。)

endomembrane system:内膜系统(细胞内在结构、功能以及发生上相互密切关联的其他所有膜性结构细胞器统称为内膜系统,其主要包括:内质网、高尔基复合体、溶酶体、过氧化物酶体、各种转运小泡及核膜等功能结构。)

chaperonin:分子伴侣(能够通过对其各自作用对象的识别、结合来协助它们折叠组装和转运,但其本身并不参与最终产物的形成,也不会改变其自身的基本分子生物学特性的蛋白。)signal recognition partical(SRP):信号识别颗粒(SRP是由6个多肽亚单位和一个沉降值为7S的小分子RNA构成的复合体。)

autophagolysosome:自噬溶酶体(又称“自体吞噬泡”,系由初级溶酶体融合自噬体后形成的一类次级溶酶体,其作用底物主要是细胞内衰老蜕变或残损破碎的细胞器火糖原颗粒等其他胞内物质。)

vesicular transport:囊泡转运(指囊泡以出芽的方式,从一种细胞器膜产生,脱离后又定向地与另一种细胞器膜相互融合的过程。)

cytoskeleton:细胞骨架(细胞骨架是指真核细胞中与保持细胞形态结构和细胞运动有关的蛋白纤维网络。)

MTOC:微管组织中心(在空间上为微管装配提供始发区域,控制着细胞质中微管的数量、位置及方向。)

motor protein:马达蛋白(一类利用ATP水解产生的能量驱动自身携带运载物沿着微管或肌动蛋白丝运动的蛋白质。)

cell cortex:细胞皮层(细胞质膜下有一些层由微丝与肌动蛋白结合蛋白相互作用形成的网状结构,称谓细胞皮层。)

stress fiber:应力纤维(在细胞内有一种较稳定的纤维状结构,称为应力纤维,是由肌动蛋白丝和肌球蛋白Ⅱ丝组成的可收微缩丝束。)

actin binding protein:肌动蛋白结合蛋白(一大类能与肌动蛋白单体火肌动蛋白纤维结合的、能改变其特性的蛋白,称为肌动蛋白结合蛋白。)

elementary particle:基粒(内膜(包括嵴)的内表面附着许多突出于内腔的颗粒称为基粒。)matrix-targeting sequence:基质导入顺序(输入到线粒体的蛋白质都在其N-端有一段线粒体靶序列称谓基质导入序列。)

mitochondrial disorders:线粒体疾病(以线粒体结构和功能缺陷为主要疾病原因的疾病常称为线粒体疾病。)

nuclear pore complex:核孔复合体(核孔并非单纯由内外两层核膜融合形成的简单孔洞,而是由多种核孔蛋白质以特定的方式排列形成的复合结构,称为核孔复合体。)

importin:输入蛋白(仅有NLS的蛋白质自身不能通过核孔复合体,它必须通过和NLS受体结合才能通过核孔复合体,这种受体称为输入蛋白。)

euchromatin:常染色质(常染色质是指间期核中处于伸展状态,螺旋化程度低,用碱性染料染色浅而均匀的染色质。)

NOR:核仁组织区(有随体染色体的次缢痕部位含有多拷贝rRNA基因,是具有组织形成核仁能力的染色质区,称谓核仁组织区,nucleolar organizer region。)

cell division:细胞分裂(细胞分裂实质一个亲代细胞一分为

二、形成两个子代细胞的过程。)mitosis:有丝分裂(有丝分裂市高等真核生物体细胞分裂的主要方式,其形成与生物长期进化有关。在有丝分裂的过程中,档细胞和发生一系列复杂的变化(DNA复制、染色体组装等)后,细胞通过形成有丝分裂器,将遗传物质平均分配到两个字细胞中,从而保证了细胞在遗传上的稳定性。)

meiosis:减数分裂(减数分裂是一种与有性生殖中配子产生相关的特殊细胞分裂,其主要特征是DNA只复制一次,细胞连续分裂两次,所产生的子细胞中染色体数目比亲代细胞减少一半,这对于维持生物世代间遗传的稳定性有重要意义。减数分裂中可发生遗传物质互换、重组及自由组合,由此构成生物变异及多样性的基础。)

cell cycle:细胞周期(细胞周期,是指能持续分裂的真核细胞从一次有丝分裂结束后生长,再到下一次分裂结束的循环过程。)

synapsis:联会(染色质进一步凝集,分别来自父母双方的、形态及大小相同的同源染色体间两两配对,称为联会。)

homologous chromosomes:同源染色体(分别来自父母双方的、形态及大小相同的染色体。)cyclin-dependent kinase:细胞周期蛋白依赖性激酶(细胞周期蛋白依赖性激酶,为一类必须语细胞周期蛋白结合,才具有激酶活性的蛋白激酶,通过磷酸化多种与细胞周期相关的蛋白,Cdk可在细胞周期调控中起关键作用。)

cell differentiation:细胞分化(由单个受精卵产生的细胞,在形态结构、生化组成和功能等方面均发生了明显的差异,形成这种稳定性差异的过程称为细胞分化。)

totipotent cell:全能性细胞(具有在一定条件下分化发育为完整个体的特异性的细胞称为全能性细胞。)

cell determination:细胞决定(在个体发育过程中,细胞在发生可识别的分化特征之前就已经决定了未来的发育命运,只能像特定的方向分化的状态,称之为细胞决定。)

dedifferentiation去分化(在某些条件下,分化了的细胞也不稳定,其基因活动模式也可发生可逆性的变化,又回到未分化的状态,这一变化过程称为去分化。)

luxury protein:奢侈蛋白(多细胞生物在个体发育过程中,其基因组DNA并不全部表达,而是按照一定的时空顺序,在不同细胞和统一细胞的不同发育阶段发生差异表达,这就导致了所谓的奢侈蛋白即细胞特异性蛋白质的产生。)

house-keeping gene:持家基因(生物体各类细胞中都表达,为维持细胞存活和生长所必须的蛋白质编码的基因。)

maternal gene:母体基因(在卵子发生过程中表达,表达产物(母体因子)存留与卵子中,受精后通过这些母体因子影戏那个胚胎发育的基因。)cell aging:细胞衰老(是指随着时间的推移,细胞增殖能力和生理功能逐渐下降的变化过程。)apoptosis:细胞凋亡(是指由死亡信号诱发的受调节的细胞死亡过程,是细胞生理性死亡的普遍形式。)

桥梁工程考试重点总结 篇2

3.拱桥:1桥跨结构(上部结构)2下部结构

4.简支桥梁主要类型:1板桥2肋板式桥梁3箱型桥梁

5.桥面铺装的类型:1普通水泥混凝土或沥青混凝土铺装2防水混凝土铺装3具有贴式或涂料防水层的水泥混凝土或沥青

6.承载能力极限状态:基本组合(永久作用、可变作用的设计值效应)、偶然组合

7.正常使用极限状态:短期效应组合(永久作用标准值效应和可变作用频遇值效应)、长期效应组合(永久作用标准值效应和可变作用准永久值效应)

8.拱面排水:1金属排水管2钢筋砼排水管3横向排水管

9.桥面伸缩缝:U形锌铁皮伸缩缝2跨塔钢板式伸缩缝3橡胶伸缩缝 10.装配式简支梁截面形式:π型梁桥2 T型梁桥3箱型梁桥 11.荷载横向分布计算方法:杠杆原理法2偏心压力法3横向铰接法4横向刚接梁法5比拟正交异性板法 12.支座的分类:1简易垫层支座2橡胶支座3弧形钢板支座

13.分段施工内力1整体施工法2悬臂施工法3逐跨施工法4顶推施工法 14.拱桥按建材分类1圬工拱桥2钢筋混凝土拱桥3钢管混凝土拱桥4钢拱桥

按结构体系分类:1简单体系拱桥2组合体系拱桥

按拱圈轴线分类:1圆弧拱桥2抛物线拱桥3悬链线拱桥

按拱圈截面形式分类:1板拱2肋拱3双曲拱4箱型拱

按桥面上部结构里面位置分为:上,中,下承式拱

15.上承式拱桥结构形式:实腹式,空

腹式拱桥

16.按是否对下部结构作用水平力:有

推力,无推力拱桥 17.拱轴线选择原则:拱轴线与压力线

吻合

18.多跨式连续桥梁的布置:1采用不

同跨比2采用不同的公脚高程3调整上不结构自重

19.拱上建筑构造:○

1实腹式拱上建筑:填充于砌筑 ○

2空腹式拱上建筑:1腹拱 :横式,梁式

2腹孔敦:横式,立柱式

20.拱式组合桥类型:1简支拱式组合桥2单悬臂组合桥3连续式组合桥21.缆索承重桥:1悬索桥2斜拉桥

3悬臂斜拉混合体系4索网体系桥 22.斜拉索不同与锚固体系:自锚式斜

拉桥2地锚式3部分地锚式

23.斜拉索在索面的布置形式:1竖琴

形2辐射形3扇形

24.锚锭:1重力式2岩遂式

25.桥墩:○1梁桥桥墩:实体式2柱式

3钢砼薄壁式4空心墩5柔性墩○

2拱桥桥墩:1实体式2柱式 26.梁桥桥台:1实体式2埋置式3桩

柱式4轻型式

总跨径:多孔桥梁中各孔净跨径的总和 净跨径:梁式桥是设计洪水位上相邻两个桥

墩之间的净距,拱式桥是每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离

计算跨度:指支座桥梁相邻两个支座中心之

间的距离

桥长:指桥梁两个桥台的侧墙或八字墙后端

点之间的距离,用L表示

设计洪水位:按规定设计洪水频率计算所得

最高位

建筑高度:指路面到桥跨结构最下缘之间的距离

桥下净空高度:设计洪水位或计算通航水位至桥跨结构最下缘的距离,用H表示

永久作用:在设计使用期内,其作用位置大小、方向不随时间变化,或其变化与平均值相比可以忽略不计的作用。包括:结构自重、桥上附加恒载(桥面、人行道及附属设备)、作用于结构上的土重及土侧压力、基础变位影响力、水浮力、混凝土收缩和徐变的影响力等。

可变作用:在设计使用期内,其作用位置大小、方向不随时间变化,或其变化与平均值相比可不可忽略的作用。偶然作用:地震力作用和船舶或漂流物的撞击作用,一旦出现持续时间短数值大。牛腿:挂梁构造中最复杂的部位,就是悬臂端和挂梁端衔接的部位,这里就是通常所说的牛腿

斜交角:板轴线与支撑线的垂线呈某一夹角,习惯上称此角为斜交角

剪力铰:只能传递竖向剪力,不能传递水平推力和弯矩的链接构造 徐变:混凝土构件由荷载引起的瞬时弹性变形随时间缓慢增加的那部分变形

收缩:混凝土构件在没有任何荷载的作用下,随时间变化而缓慢发生变形,主要是由于干燥过程中的水分蒸发和碳化过程中的体积变化引起的 刚性角:刚性基础的宽度大小应能使所产生的基础截面弯曲拉应力和剪应力不超过基础圬工材料的强度限值。满足了这个要求,就得到墩台身边缘处的垂线与基底边缘的连线间的最大夹角αmax,即称为刚性角。纵向刚度修正系数:非简支体系中近似考虑因体系不同对荷载横向分布带来的影响(体系改变不引起横向刚度的变化。加劲梁:悬索桥主要靠主缆承重,但是主缆系统在竖向活动荷载之下的柔性明显,需要靠增加主梁的刚度来增加桥的刚性,因此悬索桥的梁成为加劲梁

荷载横向分布:是指对于多主梁桥,作用在桥上的车辆荷载如何在各主梁间进行分配,或者说各主梁如何共同分担车辆活载。

1、板桥的主要特点有哪些? 答:承重结构是句型截面的钢筋混凝土或预应力混凝土板。特点:构造简单,施工方便,建筑高度小。力学性能分析,位于受拉区混凝土不能发挥作用,且增大自重,大跨度显得不经济,简支板桥跨径十几米以下。

1什么叫简支梁桥,其特点是什么?

答:简支梁桥:是指各孔单独受力的梁桥。特点是:桥墩顶面需设置两排支座,梁与梁之间被伸缩缝断开,行车性能差,属于静力体系,可采用装配式施工。

2、什么叫连续梁桥,其特点是什么? 答:连续梁桥:是指承重结构不间断地连续跨越几个桥孔而形成超静定的结构。特点是:桥墩顶面需设置一排支座,梁与梁之间未被伸缩缝断开,行车性能好,但只能采用悬臂方法施工。

3、什么叫悬臂梁桥,其特点是什么? 答:悬臂梁桥:这种桥梁的主体是长度超出跨径的悬臂结构。特点是:静定结构,但行车性能差。

装配式梁桥与整体式相比的优点:1桥梁构件的形式和尺寸趋于标准化,有利于大规模工业制造2在工厂或预制厂内集中管理进行工业化预制生产可充分采用先进的半自动或自动化、机械化的施工技术,提到劳动生产率,从而显著降低工程造价3构件的制造不受季节性影响,并且上下部构造可同时施工,加快桥梁的建造速度4能节省大量支架模板等的材料消耗。

预应力混凝土梁桥特点:1能有效的利用现代高强度材料,减小构件截面,显著降低自重比重,增大跨越能力,并扩大混凝土结构的适用范围2与钢筋混凝土梁桥相比,可节省钢材30%~40% 3可显著减小建筑高度4伟现代装配式结构提供了最有效的接头和拼装手段。

桥梁类型比较: 1梁式桥:跨径在25m以下,一般不超过50m。2刚架桥:跨径通常达40~50m。3。拱式桥:跨径目前最大达到550m 4斜拉桥:跨径目前最大1088 5悬索桥:跨径一般,目前最大1991m

板桥的主要特点有哪些? 答:承重结构是句型截面的钢筋混凝土或预应力混凝土板。特点:构造简单,施工方便,建筑高度小。力学性能分析,位于受拉区混凝土不能发挥作用,且增大自重,大跨度显得不经济,简支板桥跨径十几米以下。

三油二毡:水泥砂浆抹平,硬化后涂一层热沥青底层再贴一层油毛毡,再涂一层沥青胶沙贴一层油毛毡再涂一层沥青胶沙

植物细胞工程总结 篇3

1, 细胞工程:是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。广义的细胞工程包括所有的生物组织、器官及细胞离体操作和培养技术。狭义的细胞工程是指细胞融合和细胞培养技术。

根据研究对象的不同,高等生物的细胞工程分为动物细胞工程和植物细胞工程。动物细胞工程包括细胞培养技术(包括组织培养、器官培养),细胞融合技术,胚胎工程技术(核移植、胚胎分割等),克隆技术(单细胞系克隆、器官克隆和个体克隆)。植物细胞工程包括植物组织、器官培养技术,细胞培养技术,原生质体融合与培养技术,亚细胞水平的操作技术等。

2, 植物细胞工程:以植物组织细胞为基本单位,在离体条件下进行培养、繁殖或人为的精细操 作,使细胞得某些生物学特性按人们的意愿发生改变,从而改良品种或创造新物种,或加速繁殖植物个体,或获得有用物质的过程称… 植物细胞工程的应用:

1,利用细胞融合技术,克服远缘杂交不亲和性。2,利用培养变异,筛选优良的突变体。3,倍性育种,缩短育种年限。

4, 离体种质保存。5,细胞培养生产有用的物质。第二章

一,实验室设置及内部设备

实验室建设应考虑的问题:

1、实验的性质

2、实验室的规模

细胞工程实验室: 基本实验室:准备室、无菌操作室、培养室 贮藏室 辅助实验室:细胞学实验室、生化分析实验室 温室

1、准备室

完成所使用的各种药品的贮备、称量、溶解、配制、培养基分装及高压灭菌;器皿、材料的洗涤等工作。

主要设备

纯水器 工作台 药品厨 天平电磁炉 冰箱 玻璃器皿 酸度计 高压灭菌锅 干燥箱等

2、无菌操作室(接种室)

用于植物材料的消毒、接种、培养物的转移、原生质体的制备以及一切需要进行无菌操作的技术程序。

接种室应用推拉门,设有缓冲间,面积2m2为宜。进入接种室前更衣换鞋,减少带入接种室杂菌。

接种室主要设备

超净工作台 :每次实验前要用紫外灯灭菌20min,关掉紫外灯开始工作,工作过程中注意一直开着吹风机。

无菌操作用具: 离心机 细胞融合仪

3、培养室

用于接种材料的培养。培养室的大小可根据需要培养架的大小、数目、及其他附属设备而定。其设计以充分利用空间和节省能源为原则。控制:温度、光照、湿度。

培养室主要设备:培养架 空调 时控器 自动开灯、关灯温度自动记录仪 摇床 二,培养基

1,培养基的种类

培养基根据其态相不同分为固体培养基与液体培养基。根据培养物的培养过程,培养基分为初代培养基和继代培养基。根据作用不同,培养基为诱导培养基、增殖培养基和生根培养基。根据营养水平不同,培养基分为许多种,常用如下:(1)MS培养基:富盐平衡培养基(还有LS、BL、ER)

特点: ①无机盐浓度较高,元素比例合适,是较稳定的平衡溶液;②微量元素种类齐全; ③营养丰富。

(2)B5培养基 :高硝态氮培养基(还有N6和SH培养基)

特点: ①硝酸钾含量高; ②氨态氮含量低; ③ VB1含量较高。(3)N6培养基:高硝态氮培养基

特点:硝态氮含量高,氨态氮含量较低。

(4)White培养基:低盐培养基(还有WS、HE、改良Nitsch等 特点:无机盐含量低,有机成分也很低,适于生根培养。(5)KM-8P培养基:

特点:有机成分较复杂,它包括了所有的单糖和维生素,广泛用于原生质融合的培养。培养基成分:水 无机盐 有机成分 植物激素 培养物支持材料 辅助性物质 2,植物激素的应用规律

①先Aux后CKs处理,有利于细胞分裂但不利于细胞分化。容易产生多倍体细胞(核分裂和胞壁形成不同步所至),cks有利于胞壁形成。

②先CKs 后Aux处理,细胞分裂也分化(可能是内源生长素起作用)③ Aux 和CKs 同时处理,分化率提高。Aux与CKs的比值改变形态建成的方向。

高 有利根分化,抑制芽形成; Aux / CKs 适中 促进愈伤组织生长;

低 有利芽分化,抑制根形成;

在组织培养中生长调节物质的使用浓度,因植物的种类、部位、时期、内源激素等的不同而异, 培养基配制:

1、确定配方

2、移母液

3、定容

4、称蔗糖

5、调PH值(用0.1MNaOH或HCl调PH值为5.8)

6、培养基熬制(加琼脂)

7、分装(100ml的三角瓶约装入30-40ml, 30瓶/L)

8、扎口

9、灭菌

10、接种 三,植物材料灭菌

灭菌方法 ①.培养基灭菌:高压湿热灭菌,某些激素采用过滤灭菌

②.玻璃器皿灭菌:干热灭菌:150℃ 40min;120℃ 2h,湿热灭菌:121℃, 30min 接种前用酒精棉球擦试,并在酒精灯火焰上灼烧灭菌。

③.接种工具灭菌:用前干热灭菌,用前湿热灭菌,接种前用酒精棉球擦试,浸入95%酒精液中,并在酒精灯火焰上灼烧灭菌。电热石英砂灭菌器 ④.实验服、口罩灭菌:湿热灭菌

⑤.接种室灭菌 :紫外灯照射(接种室、超净台):波长260nm,距离小于1.2m,15-20min。臭氧灭菌机:1-2h,熏蒸灭菌:(5-8ml甲醛+5g高锰酸钾)/ m3 ,接种台喷雾消毒:75%酒精。⑥.培养室灭菌 : 新建培养室用前要彻底熏蒸1次。

隔1周用洗衣粉水或来苏水拖地1次,用高锰酸钾擦架1次。

⑦.物体表面灭菌: 灭菌方式:喷雾、涂抹杀菌 ,范围:超净台的台面和四壁、双手 消毒剂:70%酒精;1-2%来苏水;1%新洁尔灭等。

⑧.接种材料消毒: A, 取材 营养器官:根、茎尖、茎段、叶片等

生殖器官:胚胎(胚、胚珠、胚乳等)和花药 等

外植体〔explant〕:从植物体上分离下来的用于离体培养的材料 外植体灭菌

用化学灭菌剂灭菌

消毒步骤:①流水冲洗或洗衣粉漂洗②用化学灭菌剂浸润消毒通常:70%酒精30S,0.1%升汞4-10min。表面有较厚蜡质层的的可加吐温-20或吐温-80等浸润剂(灭菌液的0.5%)。③无菌水冲洗3-5次。注:灭菌液要浸没材料 第三章 植物细胞全能性与形态发生

一、植物细胞全能性(totipotency):植物体每个正常细胞都含有该植物的全部遗传信息,在适宜的条件下如同受精卵一样, 具有发育成完整植株的潜在能力。

细胞分化〔cell differentiation〕指由于细胞分工而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。细胞脱分化〔cell dedifferentiation〕培养条件下使一个已分化的细胞失去已分化细胞的典型特征,或消除了细胞分工,使之回复到分生细胞状态或胚性细胞状态的过程。或具有特异结构和功能的细胞转化成没有特异结构和功能的细胞的过程。

愈伤组织〔callus〕植物离体培养过程中脱分化后的细胞,经过细胞分裂,产生的无组织结构、无明显极性、松散的细胞团称为愈伤组织。多在外植体切面上产生。

愈伤组织的特征:细胞分裂快,结构疏散,缺少有组织的结构,颜色浅而透明。成功地脱分化将导致细胞分裂,形成愈伤组织或胚性细胞团。

植物胚胎干细胞:植物连续的器官分化是由顶端分生组织细胞发育而成,因此,植物顶端分生组织细胞具有较强的表达全能性的能力,被称为植物胚胎干细胞。

生理脱离效应;当细胞或组织脱离母体以后,在适宜的条件下将进行一些特殊的发育方式,如再生、复壮等,child将其称为生理脱离效应

(细胞)或(组织)与母体分离和激素的调控是细胞全能性表达的前提。在离体培养条件下,细胞全能性的表达是通过细胞脱分化和再分化实现的。脱分化是细胞全能性的表达前提,再分化是细胞全能性的表达最终体现。

静止细胞(G0细胞)启动分裂是分化细胞成功脱分化的重要标志。

细胞脱分化的三个阶段 :1,启动阶段 细胞质增生并开始向细胞中央伸出细胞质丝,液泡蛋白出现。2,演变阶段 细胞核向中央移动,质体转变为原质体 3,脱分化终结期,回复到分生组织。

细胞再分化〔redifferentiatio〕脱分化后无序生长的分生细胞在离体培养下,重新恢复细胞分化能力,经过细胞分化、组织分化和器官分化递进地进行,最后再生完整植株。

极性(polarity):植物的器官、组织、甚至单个细胞在不同的轴向上存在的某种形态结构以及生理生化上的梯度差异。细胞的不均等分裂是细胞极性建立的标志(即细胞分化的标志)。激素在植物生长发育中具有重要的调控作用,也是离体培养条件下,调控细胞脱分化和再分化的主要因素。其中生长素和细胞分裂素是两类主要的调控培养条件下细胞生长和分化的植物激素。

在离体培养条件下TEs则由愈伤组织薄壁细胞分化形成这是愈伤组织细胞分化器官的前提。植物的离体器官发生:培养条件下的组织或细胞团(愈伤组织)分化形成不定根、不定芽等器官的过程。

离体培养中器官发生的方式

通过器官发生形成再生植株大体上有3种方式:

①先芽后根:是应该选择的方式.②先根后芽 ③根芽同长 植物细胞经再分化形成植株有2条途径:(在离体培养条件下)器官发生 体细胞胚胎发生 体细胞胚(胚状体、体胚):指离体培养下没有经过受精过程,但经过了胚胎发育过程所形成的胚的类似物。

胚状体有以下几方面的界定:

①体细胞胚是离体培养的产物,只限于在离体培养范围使用,以区别于无融合生殖胚;②体 3 细胞胚起源于非合子细胞,以区别于合子胚;③体细胞胚经过了胚胎发育过程,以区别与离体培中器官发生形成个体的途径。

经过愈伤组织的胚胎发生需要3个培养阶段: ①诱导外植体形成愈伤组织;②诱导愈伤组织胚性化,③体细胞胚形成。体细胞胚的结构与发育特点

1、与器官发生途径相比,体细胞胚在组织学上有3个特征: ①体细胞胚最根本的特征是具有双极性,即在发育的早期阶段从方向相反的两端分化出茎端和根端,而不定芽或不定根都是单极性的;

②体细胞胚的维管组织与外植体现存组织无解剖结构上的联系,而不定根或不定芽与外植体或愈伤组织的维管组织有联系。

③体细胞胚胎的维管组织分布是独立的Y字形结构,不定芽维管组织无此结构。人工种子:(狭义)植物离体培养中产生的体细胞胚,包裹在含有养分和具有保护功能的物质中,并在适宜条件下能够发芽出苗的颗粒体。

(广义)在体细胞胚、微型营养变态器官、不定芽等微繁体之外加上必要的营养成分后,用具有一定通透性而无毒的材料将其包裹起来,形成的与天然种子相似的颗粒体。第四章 离体培养下的遗传与变异

离体培养中的遗传与变异特点:

1、普遍性:变异可发生在各种培养类型中; 变异发生在各种植物的培养中;变异发生与培养类型有关。

2、局限性:一些单基因控制的性状不仅发生隐形突变,也发生显性突变。

3、嵌合性:是指同一有机体中同时存在有遗传组成不同的细胞它是组织培养中常见的现象。体细胞变异诱导材料的选择:其一,目标性状的可行性。体细胞突变的频率虽然较高,但对于某一个体来讲,变异的性状是个别的,因此选择综合性状良好的植物品种材料,通过诱变改变个别不良性状,是体细胞突变系选择的目的。其二,必需充分考虑试验植物的细胞培养技术水平,只有对起始材料有良好的培养技术,才有可能制定完满的诱变及选择方案。如果起始细胞的培养技术不成熟,不能再生整株,则不能进行后续的各项操作。其三,适当的细胞类型亦是提高体细胞突变系筛选效率的重要条件。第五章植物主要的组织培养技术 第一节快繁

无性繁殖途径:

1、无融合生殖:即不经过减数分裂和受精而形成种子。

2、营养繁殖:即由母株的营养体部分再生出新的植株 植物离体快速无性繁殖:利用离体培养技术,用优良植株的外植体进行培养,在短期内获得大量遗传一致的个体的方法,这种离体无性繁殖方法由于繁殖速度快,又称离体快速无性繁殖。所获得的株群称单株无性系或单芽无性系

初代培养 :芽、茎段、叶片等外植体在离体培养条件下诱导愈伤组织、侧芽或不定芽、胚状体过程。即接种某种外植体后,最初的几代培养。

生根培养:将芽苗转接到生根培养基上培养成为完整植株的过程 植物快繁常见问题及对策:

(一)污染的原因及预防:原因:细菌、真菌为病源菌;污染途径有外植体带菌,培养基及器皿灭菌不彻底,操作人员未遵守操作规程,环境不清洁。预防措施:(1)防止材料带菌:避免阴雨天在室外采集外植体;春秋组培;材料预培养。(2)严格外植体灭菌(3)接种用具灭菌彻底(4)严守无菌操作规程(5)保持培养室清洁

(二)褐变的原因及预防原因(1)植物品种(基因型)(2)生理状态(3)培养条件(4)材料转接季节 防止措施(1)选择适宜的外植体(2)连续转接3)先液体培养再固体培养(4)加抗氧化剂(5)选择合适的培养条件加活性炭或 暗处培养。

(三)玻璃化的原因及预防原因:

(1)激素浓度(尤其CTK)高(2)琼脂浓度低(3)光照弱(4)温度高(5)通风条件不好(6)培养基离子种类及比例不适宜 预防措施:(1)适当控制培养基中无机盐成分,适当提高蔗糖和琼脂浓度,减少含氮化合物的用量,降低培养基的水势。(2)适当降低CTK的浓度。考虑加入适当的脱落酸。(3)增加自然光照;增加容器通气,控制温度。(4)加入活性炭、多效唑或CCC等物质。第二节、植物脱毒快繁技术 1热处理脱毒原理:

①病毒是DNA大分子,病毒进入植物细胞后,随植物细胞DNA一起复制。热处理并不能杀死细胞,只是钝化病毒的活性,使病毒在植物体内增殖减缓或增殖停止,而失去病毒的侵染能力。

②热处理是一种物理效应,可加速植物细胞分裂,在激烈分裂的细胞中正常核蛋白合成占优势,使植物细胞在与病毒繁殖的竞争中取胜。因此加速分生组织细胞的分裂,能够获得无病毒植株。

2、热处理脱毒方法:(1)温汤浸渍处理 适用于休眠器官,在50℃左右的温水中浸渍10min至数小时,方法简便易行,但易使材料受伤。(2)热空气处理 热空气处理对活跃生长的茎尖效果较好。将生长的盆栽植株移入温热治疗箱内(35-40℃)处理时间因植物而异,短则几十分钟,长可达数月。

分生组织不带病毒,可能有4方面的原因:

1、植物体病毒的移动主要靠2条途径:一是通过维管系统,而分生组织中尚未形成维管系统;二是通过胞间连丝,但这条途径病毒移动速度非常慢,赶不上茎尖和根尖细胞不断分裂和活跃的生长速度。

2、当植物细胞分裂DNA复制时,病毒DNA随着复制。因此,植物细胞分裂和病毒繁殖之间存在相互竞争。在旺盛分裂的分生组织中,代谢活动很高,正常核蛋白合成占优势,使病毒无法进行复制。

3、茎尖中存在高水平内源激素,可抑制病毒的增殖。

4、在植物体内存在有一种“病毒钝化系统”,在分生组织中的活性最高,因而使分生组织不受侵染。

第三节 花药和花粉的培养

花药培养:将花粉发育至一定阶段的花药培养在人工培养基上,诱导其花粉粒改变发育进程,形成花粉胚或愈伤组织,进而分化成苗的过程。(器官培养)花粉培养(小孢子培养):将发育至一定阶段花粉从花药中分离出来成为分散或游离状态,花粉脱分化后再生成苗。(细胞培养)

单倍体:具有配子体染色体数的孢子体。

单倍体植物3个明显特点:

1、体细胞染色体数减半

2、生长发育弱,体形小

3、雌雄配子严重不育

花药、花粉培养的意义

1、迅速获得纯合型材料,提高选择效率,缩短育种年限

2、获得育种中间材料

3、突变体选育

4、体细胞融合5、遗传研究

6、获得染色体异附加系和代换系

7、遗传工程受体 花粉植株再生途径:

1、经由成愈伤组织再生植株

2、经由胚状体再生植株 花粉分离收集:

由于花粉包于花药内,必须将它们从花药中分离、收集才能进行培养。方法: 1)花粉漂浮自然释放法:将花药接种于液体培养中,使花粉自然释放。2)人工挤压法:用玻璃棒捣碎花药使花粉释放。

3)机械法:用磁力搅拌器打碎花药释放花粉。

释放的花粉粒→ 尼龙网(孔径20—60um)过滤,除去药壁等组织 → 500-1000转/分离心1-5分钟,收集花粉。

花药培养过程中花药为什么要经过低温处理 低温处理的作用机理:

1)预处理引起花药、花粉内源激素发生变化,改变了小孢子(花粉粒)第一次有丝分裂的轴向发育(正常发育时,两次有丝分裂形成三核花粉粒),进而形成愈伤组织或胚状体。2)提高小孢子的生活力,延缓退化速度,而提高了诱导率。

3)引起小孢子孤立化,即小孢子从花药中分离。因为低温处理过程中,花药内薄壁细胞和绒毡层逐渐退化,从而切断与小孢子之间的联系。花药培养时为什么要用较高浓度蔗糖和较低浓度激素?

蔗糖浓度 培养基中蔗糖浓度比其它组织培养高,尤其早期培养,一般5%—10%原因是花粉母细胞的渗透压比花丝等体细胞高,即高浓度的蔗糖不利于药壁、花丝等体细胞的生长,而利于花粉的生长。

激素 花药壁分化程度高,重新分裂需要较高的激素浓度才能启动。因此,花药培养基的激素水平要相对较低才能抑制二倍体细胞的分裂。确定适宜的激素浓度,以促使花粉细胞分裂的同时又抑制花药二倍体细胞分裂是成功获得单倍体的关键。第四节 胚胎培养

胚胎培养类型 胚培养 胚乳培养 子房培养 胚珠培养

胚培养概念:无菌条件下,把胚从种子、子房或胚珠中分离出来,在培养基上进一步生长发育形成幼苗的过程。

成熟胚培养:是指子叶已形成的种胚。仅提供一定的温度、湿度就可以发芽生成植物体。如种子的发育

成熟胚培养意义:克服发芽障碍;打破种子休眠,缩短育种周期等。幼胚培养:胚龄处于原胚期、球形胚、心形期、早鱼雷期的培养。

幼胚培养意义:

1、克服远缘杂交不育

2、克服珠心胚干扰,提高育种效率

3、幼胚具有较高再生能力,可通过体细胞胚胎发生产生大量的再生植株。

4、为原生质体培养、细胞融合及基因转化提供试验材料。幼胚培养时胚的发育方式有哪几种?各有何特点?

① 胚性发育:幼胚的离体培养,仍按在活体内的发育方式发育,最后形成成熟胚,然后再按种子萌发途径出苗形成完整植株,这种途径发育的幼胚一般一个幼胚将来就是一个植株

② 早熟萌发:离体胚不继续胚性生长,而是在培养基上迅速萌发成幼苗,通常称为早熟萌发。在大多数情况下,一个幼胚萌发成一个植株,但有时会由于细胞分裂产生大量的胚性细胞,以后形成许多胚状体,从而可以形成许多植株,这种现象就是所谓的丛生胚现象。

③愈伤组织:在许多情况下,幼胚的离体培养首先发生细胞增殖,形成愈伤组织。一般来讲由胚形成的愈伤组织大多为胚性愈伤组织,这种胚性愈伤组织很容易分化形成植株。胚乳按发育初期是否形成细胞壁分为①核型胚乳②细胞型胚乳③沼生目型胚乳 试管受精:培养未受精的胚珠或子房并在试管内撒播花粉,使其受精形成具有生活力的种子。未授粉胚珠子房培养与授粉后胚珠子房培养有何不同?

根据培养的胚珠是否受精将胚珠培养分为受精胚珠的培养和未受精的胚珠的培养。(1)未受精的胚珠的培养,目的是为试管受精提供雌配子体。(2)受精后胚珠的培养,胚珠内胚的发育处于早期阶段,从两个细胞的原胚开始至球形胚阶段。

第六章 植物细胞培养及次生产物代谢生产

植物细胞培养:是指在离体条件下对植物单个细胞或小的细胞团进行培养使其 增殖的技术.培养方法:培养规模:小规模培养 大批量培养

培养方式:悬浮培养平板培养 看护培养 产物不同:诱变培养 次生产物培养

培养方式:悬浮培养、单细胞培养、植物细胞的规模化培养及有用物质生产

悬浮培养(cell suspension culture)悬浮培养是细胞培养的基本方法,是将单个游离细胞或小细胞团在液体培养基进行培养增殖的技术。

成功的悬浮细胞培养体系必须满足3个条件:

1、浮悬培养物分散性良好,细胞团较小,一般在30~50个细胞以下,在实际培养中很少有完全由单细胞组成的植物细胞悬浮系。

2、均一性好,细胞形状和细胞团大小大致相同,悬浮系外观为大小均一的小颗粒,培养基清澈透亮,细胞色泽呈鲜艳的乳白或淡黄色。

3、细胞生长迅速,悬浮细胞的生长量一般2~3天甚至更短时间便可增加1倍。

培养周期的概念 具有一定起始培养密度的单细胞,从开始培养到细胞数目和总重量增长停止这一过程,称为一个培养周期。

悬浮细胞培养的同步化:指同一悬浮培养体系的所有细胞都同时通过细胞周期的某一特定时期。(植物细胞在悬浮培养中的游离性较差,容易团聚进入不同程度的分化状态,因此要达到完全同步化相当困难。)

细胞同步化的方法:①分选法:通过细胞体积大小分级,直接将处于相同周期的细胞进行分选,然后将同一状态的细胞继代培养于同一培养体系中。

②饥饿法:在一个培养体系中,如果细胞生长的基本成分丧失,则导致细胞因饥饿而分裂受阻,从而停留在某一分裂时期。

③抑制剂法:通过一些DNA合成抑制剂处理细胞,使细胞滞留在DNA合成前期,当解除抑制后,即可获得处于同一细胞周期—G1期的同步化细胞。④低温法:冷处理也可提高培养体系中细胞同步化程度。

单细胞培养

1、平板培养

2、看护培养

3、微室培养

4、双层滤纸培养 植物次生代谢产物:植物中一大类并非植物生长发育所必需的小分子有机化合物,其产生和分布通常有种属、器官组织和生长发育期的特异性。次生产物在植物中的合成与分解过程称为次生代谢。

植物细胞大规模培养的技术要求:从细胞生长与培养技术方面讲必须满足以下3个条件

1、培养的细胞在遗传上应是稳定的,以得到产量恒定的产物。

2、细胞生长及生物合成的速度快,在较短的时间内能得到较高产量的终产物。

3、代谢产物要在细胞中积累而不被迅速分解,最好能将其释放到培养基中。固定化培养系统--固定化培养技术的优点在于:

1、可以较容易地控制培养系统的理化环境,从而可以研究特定的代谢途径,并便于调节;

2、细胞位置的固定使其所处的环境类似于在植物体中所处的状态,相互间接触密切,可以形成一定的理化梯度,有利于次生产物的合成;

3、由于细胞固定在支持物上,培养基可以不断更换,可以从培养基中提取产物,免除了培养基中因含有过多的初生产物对细胞代谢的反馈抑制,也由于细胞留在反应器中,新的培养基可以再次利用这些细胞生产初生产物,从而节省了生产细胞所付出的时间和费用;

4、正是由于细胞固定在一定的介质中,并可以从培养基中不断提取产物,因此,它可以进行连续生产。

利用细胞培养生产有用物质的一般程序

1、选材 应注意条件:①药效肯定②对其有效成分有充分的了解④市场短缺或价格昂贵;③有测定有效成分和药理的可靠方法⑤取有药效成分的部位,且该部位较易形成愈伤组织。

2、细胞株系建立

3、大量培养

4、产品提取与纯化 第七章 原生质体培养与融合 原生质体(Protoplast):去掉细胞壁的由质膜包裹、具有生活力的裸露细胞。

亚原生质体(subprotoplast):在原生质体分离过程中,有时会引起细胞内含物的断裂而形成一些较小的原生质体就叫做亚原生质体。它可以具有细胞核或没有细胞核。

核质体(nuclearplast):由原生质膜和薄层细胞质包围细胞核形成的小原生质体。也称为微小原生质体(miniprotoplast)。

胞质体(cytoplast):不含细胞核而仅含有部分细胞质的原生质体。

原生质体材料预处理(暗处理,预培养和低温处理)原因:预质壁分离可使胞壁内表层充分暴露,增加胞壁降解酶与胞壁的接触面而提高胞壁降解速度;降低原生质体内电解质渗漏,防止在分离期间外来酶被吸入细胞内,降低原生质体对酶液中可能存在的有害影响的敏感,提高原生质体的稳定性和存活率。原生质体纯化方法有:

离心沉淀法 原理:应用原生质体的比重大于溶液,离心后原生质体沉于底部。漂浮法 原理:应用渗透剂含量较高的洗涤液使原生质体漂浮在液体的表面。

接口法 原理:选两种不同渗透浓度的溶液,其中一种溶液的密度大于原生质体的密度,另一种溶液的密度小于原生质体的密度,原生质体介于两种溶液之间。原生质体培养方法

1、固体包埋培养(原生质体纯化后,离心,用培养基稀释至一定密度,再与0.6%琼脂或低溶点琼脂糖(37C左右)混合,培养于培养皿中。)

2、固体平板培养

优点:可以跟踪观察单个原生质体的发育情况,易于统计原生质体分裂频率。缺点: 操作要求严格,尤其是混合时的温度掌握必需合适,温度偏高则影响原生质体的活力,温度偏低则琼脂糖凝固太快原生质体不易混合均匀。

3、液体浅层培养(将含有原生质体的培养液在培养皿底部铺一薄层,封口后进行培养。)优点:操作简单,对原生质体的损伤小,且易于添加新鲜培养基转移培养物。缺点:原生质体分布不均匀,常常发生原生质体之间的粘连现象而影响其进一步的生长和发育。此外,难以跟踪观察某一个细胞的发育情况。

4、固、液培养 优点:固体培养基中的营养物质可缓慢释放到液体培养基中,如果在下层固体培养基中加一定量的活性炭,则还可以吸附培养物产生的一些有害物质,促进原生质体的分裂和细胞团的形成。

缺点:不易观察细胞的发育过程。

5、共培养法(将生长迅速的原生质体培养物与难于培养的原生质体混合)

6、琼脂糖珠培养

7、饲养层培养

原生质体再生:再生细胞壁、细胞分裂和生长、植株再生(愈伤组织形成)

原生质体融合又称体细胞杂交是指将植物不同种、属甚至科间的原生质体通过人工诱导融合,然后进行离体培养,使其再生杂种植株的技术。融合方法

1、NaNO3法 NaNO3的作用:中和质膜的负电荷,使原生质体不再相互排斥,而紧密结合 8 在一起 不足:诱导频率不高。

2、高pH-高Ca离子法 优点:杂种产量高。不足:高pH值对细胞有毒害作用

3、PEG法 特点:融合频率高、可重复性强、诱发融合无特异性、毒性较低

4、电融合法 特点 不存在对细胞毒害的问题、融合效率高、融合技术操作简便 原生质体的融合过程包括3个主要阶段:1)两个或多个原生质体的质膜彼此靠近; 2)局部区域质膜紧密粘连,彼此融合;3)融合完成,形成球形的异核体或同核体。供体-受体式细胞融合包括非对称杂交和细胞质杂交两种方式。

非对称杂交是一亲本的细胞核和细胞质与另一亲本的少量核物质(1~2条染色体)和全部细胞质融合;

细胞质杂交是一亲本的细胞核和细胞质及另一亲本的全部细胞质融合,可能使两种来源不同的核外遗传成分(细胞器)与一个特定的核基因组结合在一起,这种杂种叫细胞质杂种。第九章后

1, 超低温通常是指-80℃以下的低温。常用的保存介质或容器有:超低温冰箱(-80~-150℃)、液氮(-196℃)和液氮蒸汽箱(-140℃液氮)等。

2, 用于离体超低温保存的植物材料一般有愈伤组织、悬浮细胞、胚、花粉和茎尖等。3, 细胞内外水的冻结状态时细胞冻存技术的关键。

4, 种质超低温保存的关键是降温冰冻过程中避免细胞内结冰。在降温过程中必须使细胞发生适当程度的保护性脱水,使细胞内外的水流到细胞外结冰,并且在化冻过程中防止细胞内次生结冰。因此针对不同种类的植物材料,筛选合适的冰冻保护剂,采用适当的降温冰冻速度和化冻方式可能使细胞不受损伤或使损伤减小到最低程度。

5, 超低温保存植物种质资源的程序包括培养材料的准备、预处理、冰冻及保存、化冻处理、细胞活力和变异的评价及植株再生等几个步骤。

6, 降温方法从降温方式来看,有快速冰冻法、慢速冰冻法、两步冰冻法和逐级冰冻法等。7, 玻璃化:是指液体转变为非晶体的固化过程。使溶液玻璃化得两条途径:大幅度提高冷却速率和增加溶液的浓度。

8, 玻璃化溶液(PVS1),其中包含了20.5%的DMSO、15.5%的乙酰胺、10%的1,2-丙二醇以及6%的聚乙二醇,他们分别起到冰冻保护、毒性中和、强化玻璃化和非渗透聚合的作用。9, 超低温保存方法主要有:玻璃化法、包埋玻璃化法、干燥法、预培养法、预培养-干燥法和包埋脱水法。

10, 包埋脱水法的三个步骤:先将材料用藻酸钙包埋,然后将包埋后含有保存材料的藻酸钙小珠在含有高浓度(或梯度浓度)蔗糖的培养基上预培养,最后侵入液氮。

11, 玻璃化法是将生物材料经极高浓度的玻璃化溶液快速脱水后直接投入液氮,使生物材料连同玻璃化溶液发生玻璃化转变,进入玻璃态。

钻井与完井工程重点总结 篇4

1、钻井分类:地质探井、预探井、详探井(评价井)、地质浅井、检查资料井、生产井、注水井。

地质探井:了解地层的沉积年代、岩性、厚度、生储盖组合。

预探井:以发现未知新油气藏为目的所钻的井。

第二章 井身结构设计

1、井深结构设计的任务:确定套管的下入层次、下入深度、水泥浆返深、水泥环厚度、生产套管尺寸及钻头尺寸。

井身结构设计应满足以下主要原则:

A.能有效保护储层;

B.避免产生井漏、井喷、井塌、卡钻等井下复杂情况和事故,为安全、优质、高速和经济钻井创造条件;

C.当实际地层压力超过预测值发生溢流时,在一定范围内,应具有处理溢流的能力。

2、选择井身结构的客观依据:地层压力剖面、地层破裂压力剖面、井眼坍塌压力剖面。

3、上覆地层压力p0:指该处以上地层岩石基质和孔隙中流体的总重量(重力)产生的压力。

4、地层压力pp:指岩石孔隙中流体的压力,亦称地层孔隙压力。

5、骨架压力:由岩石颗粒之间相互接触来支撑的那部分上覆地层压力(亦称有效上覆地层压力或颗粒压力)。

6、异常高压的成因:

A.沉积物的快速沉积,压实不均匀;

B.渗透作用;

C.构造作用;

D.储集层的结构。

7、地层压力预测方法:(要求掌握d(dc)指数法的原理)

d(dc)指数法检测原理:机械钻速是钻压、钻速、钻头类型及尺寸、水力参数、钻井液性能、地层岩性等因素的函数。当其他因素一定时,只考虑压差对钻速的影响,则机械钻速随压差减小而增加。在正常地层压力情况下,如岩性和钻井条件不变,机械钻速随井深的增加而下降。当钻入压力过渡带之后,由于压差减小,岩石孔隙度增大,机械钻速转而加快。d指数则正是利用这种差异预报异常高压。

8、地层破裂压力:当液体压力达到某一数值时会使地层破裂,这个液体压力称为地层破裂压力。

9、地应力:指地下环境中某一岩层深度所处的应力状态。可用三个主应力表示,即垂直主应力z、最大水平地应力H、最小水平地应力h。

10、井眼坍塌压力预测

井眼失稳破坏准则:石油工程对脆性泥页岩——般采用摩尔—库尔强度准则。

11、井深结构设计时井内压力系统必须满足:pf>=pmE>=pR(原则)

Pf——地层破裂压力;

pmE——钻井液有效液柱压力;

pR——地层压力。

12、井身结构设计的基础参数:

A.地质方面的数据

1)岩性剖面及故障提示;

2)地层压力梯度剖面;

3)地层破裂压力梯度剖面。

B.工程数据

1)抽汲压力系数Sw(起钻);

2)激动压力系数Sg(下钻);

3)地层破裂安全增值Sf;

4)溢流条件Sk;

5)压差允值pN(pa)。(避免差压卡钻)

13、套管层次:导管,表层套管,中间套管(或技术套管),生产套管(或油层套管)。

14、井身结构设计步骤:

A.根据区域地质情况,确定按正常作业工况或溢流工况选择式;

B.利用压力剖面图中最大地层压力梯度求中间套管下入深度假定点;

C.验证中间套管下入深度H3是否有卡套管的危险;

D.计算钻井(或中间)尾管的最大下入深度;

E.计算表层套管下入深度H1;

F.进一步校核中间尾管;

G.生产套管下入目的层中,应进行压差卡钻和溢流条件校核。

第三章 钻井液

1、钻井液主要功能:

A.清洗井底,携带岩屑;

B.冷却、润滑钻头和钻柱;

C.形成泥饼,保护井壁;

D.控制和平衡地层压力;

E.悬浮岩屑和加重材料;

F.提供所钻地层的地质资料;

G.传递水功率;

H.防止钻具腐蚀。

2、主要的粘土矿物:高岭石、蒙脱石、伊利石。

3、粘土矿物的水化作用:指水分子被粘土表面及其所带阳离子极化后定向排列而形成的水化膜的作用。包括表面水

化(主要有粘土表面吸附产生)和渗透水化(主要由吸附阳离子在表面和本体的浓度差产生)两种。

4、扩散双电层的形成与结构

由于胶体粒子带电,在它周围分布着与其电荷数相等的反离子,于是在固液界面形成双电层。反离子分布不均匀,靠固体表面密度高,形成紧密层(吸附层)。

扩散双电层:从固体表面到过剩反离子为零处得这一层称为扩散双电层。

5、钻井液的工艺性能

A.钻井液的流变性能:钻井液在流动过程中的流变性和静止状态下触变性的流体力学表现,主要由粘度、静切

应力等流变参数表示。

钻井液流变行为模式:幂律流体模式;宾汉流体模式;卡森流体模式;赫——巴流体模式。

B.钻井液的失水造壁性能

失水:钻井液在屡失过程中,其中的自由水在压差作用下向多孔性地层屡失渗透的过程叫做失水。

造壁:井壁上泥饼的形成叫做造壁。

失水类型:瞬间失水、动失水、静失水。

6、影响失水的因素:

A.静失水量Vf与时间t的关系;(正相关)

B.静失水量与压差的关系;(正相关)

C.静失水量与滤液粘度的关系;(负相关)

D.静失水量与固相含量及类型的关系;(Vf(Cc/Cm-1)1/2)

E.静失水量与泥饼厚度的关系;(正相关)

F.静失水量与泥饼渗透率的关系。(正相关)

7、钻井液分类:水基钻井液、油基钻井液、气态钻井液。

第四章 钻进工艺

1、影响钻井速度的因素:

A.地层岩性;

B.钻井液性能:密度、固相含量、粘度、失水,尤其是初失水、含油量;(具体分析见图4-2)

C.钻头类型;

D.水力参数:由于射流形成的影响;

E.机械参数:钻压、钻速是直接作用于井底借以破碎岩石的基本参数,二者需合理配合。

2、岩石的物理机械性质

弹性:除去外力,物体能恢复原状的特性;

塑性:除去外力,物体不能恢复原状的特性。

3、岩石的强度

强度:物体受外力作用而达到破坏时的应力;

单轴抗压强度:在单向受压情况下,岩石发生破坏的应力;

抗拉强度:在拉张力的作用下岩石发生破坏时的应力;

抗剪强度:在剪切力的作用下岩石发生破坏时的应力;

抗弯强度:在弯曲力矩作用下岩石发生破坏时的应力。

4、岩石的硬度:岩石抵抗其他物体压入其内的能力,即岩石的抗压入强度。

5、岩石的可钻性:一般理解为岩石破碎的难易性,由此把岩石分为难钻的和易钻的。

6、钻头类型

A.刮刀钻头

B.牙轮钻头:作用机理为钻头的冲击、压碎和剪切破碎岩石的作用;

C.金刚石钻头:作用机理为切削。

7、水力参数对钻速的影响机理:水力破岩作用、水力清岩作用。

8、机械参数对钻速的影响:钻压、钻速、排量。

9、钻具:井下钻井工具。

10、钻柱:基本钻具:方钻杆、钻杆、钻铤、配合接头;辅助四器:稳定器、减震器、震击器、悬浮器。

11、确定钻柱最大允许静拉符合Pa的三种方法:

A.安全系数法;

B.考虑卡瓦挤毁钻杆的设计系数法;

C.拉力余量法。

第五章 钻井过程压力控制

1、平衡钻井:指钻进时井内有效钻井液柱压力等于地层压力的钻井技术。

2、近平衡钻井:指钻进时井内有效液柱压力低于地层压力,允许地层流体进入井筒,有控制地循环至地面装置的钻

井技术。

3、波动压力:激动压力和抽汲压力称为管柱在充有流体的井内运动时的波动压力。

激动压力:下放管柱产生的附加压力;

抽汲压力:上提管柱产生的附加压力。

4、溢流:指当井底压力低于地层压力时,井口返出钻井液流量大于泵入量,停泵后井筒流体从井口自动外溢出井口的现象。

控制溢流的方法:

A.初次控制:保持井筒钻井液压力略高于地层压力并配合以合理的操作技术,地层流体不能进入井筒而维持正

常钻井;

B.二次井控:当地层——井筒压力系统失去平衡时,采用井控技术重新建立井筒——地层压力系统控制溢流;

C.三次井控:当地层压力很大,溢流发现较晚,进入井筒的高压油气数量过多,在井口装置完好可控条件下,无法用保持井底压力不变的方法排除高压油气溢流时,采取紧急的处理办法,如泵入重晶石或打水泥塞。

引发溢流及井喷的原因:

A.地层压力Pp预测不准确;

B.井筒内钻井液高度h降低;

C.钻井液密度降低;

D.起钻中抽汲压力降低了井筒内液柱压力。

溢流的早期征兆:

A.钻井液池液面升高;

B.钻速变快;

C.井口返出钻井流体速度增大;

D.立管压力下降;

E.地面油、气、水显示;

F.钻井液性能变化。

5、常规油气井控制井的压井方法

A.司钻法(两步控制法):分两个循环周进行,第一循环采用原密度m钻井液循环排出环空气侵的钻井流体;第二循环泵入按关井立管压力求得的所需密度的mk钻井液置换出井筒内m的钻井液而恢复建立井筒压力系统平衡时的压井方法;

特点:第一循环周结束,关井立管压力等于套压;第二循环周结束,立管压力等于循环压降,套压为零。停止循环后立管压力和套压等于零。

B.工程师法(等候加重法):根据关井立管压力求得地层压力,待配制好所需压井密度的钻井液后,通过一个循

环周内同时排出环空气侵流体的压井方法。

6、防喷器类型:环形防喷器、闸板防喷器(单、双)、旋转防喷器。

第六章 井眼轨迹设计与控制

1、定向井井眼轨迹设计的基本要素

A.井深:井眼轴线上任一点到井口的井眼长度;

B.井斜角:井眼轴线上任一点的井眼方向线(切线,指向前方)与通过该点的重力线间之间的夹角;

C.方位角:井眼轴线上任一点的正北方向线与该点的井眼方向线在水平面投影线间的夹角;

D.井斜变化率:单位长度段内井斜角的改变值;

E.垂深:井眼轴线上任一点到井口所在水平面的距离;

F.水平位移:井眼轴线上任一点到井口所在的铅垂线的距离。

2、井眼曲率:单位长度段内井眼切线倾角的改变。(错误!未找到引用源。)

第七章 固井

1、固井:向井内下入套管,并向井眼和套管之间的环形空间注入水泥的施工作业。包括下套管和注水泥两大部分。

2、套管柱外载类型

A.外挤压力:主要来自钻井液液柱压力、水泥浆液柱压力、地层中流体压力、易流动岩层的侧压力等;

分为:外压力、支撑内压力、有效外压力

B.内压力:主要来自钻井液、地层流体(油、气、水)压力以及特殊作业(如压井、酸化压裂、挤水泥等)时

所施加的压力;

分为:内压力、支撑外压力、有效内压力

C.轴向拉力:套管自重、动载,遇卡上提多提的拉力等产生的附加拉力等。

3、套管强度:套管柱具有的抵抗外载的能力称为套管强度。

抗挤强度:套管所能承受的最大外挤压力;

抗内压强度:套管所能承受的最大内压力;

抗拉强度:套管所能承受的最大轴向拉力。

4、水泥浆(石)的性能:水泥浆密度、水泥浆稠化时间、水泥浆流变性、水泥浆失水量、水泥浆稳定性、水泥石抗

压强度、水泥石渗透率。

5、提高注水泥顶替效率的措施:

A.加扶正器降低套管在井眼中的偏心程度;(避免窜槽现象)

B.注水泥时活动套管;(要求井壁规则,转速低)

C.采用紊流或塞流流态注水泥;(在紊流塞流流态,断面流速分布相对平缓,因而有利于水泥浆均匀推进顶替钻

井液)

D.使用注水泥前置液;

E.注水泥前调整钻井液性能;

F.增加紊流接触时间

G.顶替液与钻井液的密度差;(一般要求钻井液、前置液、水泥浆的密度应逐级增大(所谓正密度差),因正密

度差将对钻井液产生浮力作用,有利于顶替)

第八章 完井

1、完井:指油气井的完成,即根据油气层的地质特性和开发开采的技术要求,在井底建立油气层与油气井井筒之间的合理连通渠道或连通方式。

2、几种主要完井方法适用的地质条件(垂直井)

射孔完井:

A.有气顶、或有底水、或有含水夹层,易塌夹层等复杂地质条件,因而要求实施分隔层段的储层;

B.各分层之间存在压力、岩性等差异,因而要求实施分层测试、分层采油、分层注水、分层处理的储层;

C.要求实施大规模水力压裂作业的低渗透储层;

D.砂岩储层、碳酸盐岩裂缝性储层。

裸眼完井:

A.无气顶、无底水、无含水夹层及易塌夹层的储层;

B.岩性坚硬致密,井壁稳定不坍塌的碳酸盐岩或砂岩储层;

C.单一厚储层,或压力、岩性基本一致的多储层;

D.不准备实施分隔层段,选择性处理的储层。

割缝衬管完井:

A.无气顶、无底水、无含水夹层及易塌夹层的储层;

B.单一厚储层,或压力、岩性基本一致的多储层;

C.不准备实施分隔层段,选择性处理的储层;

D.岩性较为疏松的中、粗砂粒储层。

裸眼砾石充填完井:

A.无气顶、无底水、无含水夹层的储层;

B.单一厚储层,或压力、岩性基本一致的多储层;

C.不准备实施分隔层段,选择性处理的储层;

D.岩性疏松出砂严重的中、粗、细砂粒储层。

套管砾石充填完井:

A.有气顶、或有底水、有含水夹层、易塌夹层等复杂地质条件,因而要求实施分隔层段的储层;

B.各分层之间存在压力、岩性差异,因而要求实施选择性处理的储层;

C.岩性疏松出砂严重的中、粗、细砂粒储层。

第九章 储层保护

1、储层敏感性:速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏。

速敏:指因流体流动速度变化引起地层微粒运移、堵塞喉道,导致渗透率下降的可能性及其程度;

水敏:原始状态处于盐水环境中的地层的某些矿物遇淡水或低矿化度水后发生膨胀、分散、脱落和运移,从而减小或堵塞储层喉道,造成储层渗透率下降的可能性及其程度;

盐敏:渗透率随注入液矿化度降低而变化的可能性及其程度;

碱敏:碱性环境下,粘土颗粒易于分散、运移,诱发粘土矿物失稳,碱性介质与储层岩石反应是矿物颗粒分散,与地层水相互作用生成无机垢等,从而造成储层渗透率下降的可能性及其程度;

酸敏:酸液进入地层后,与地层中的酸敏性矿物发生反应,产生沉淀或释放出微粒,使地层渗透率下降的可能性及其程度。

2、钻井过程中造成储层损害原因分析

A.钻井过程中储层损害原因;

1)钻井液中固相颗粒堵塞储层

2)钻井液滤液与储层岩石不配伍一起的损害;(水敏、盐敏、碱敏、润湿反转、表面吸附)

3)钻井液滤液与储层流体不配伍引起的损害;(无机盐沉淀、形成处理剂不溶物、发生水锁效应、形成乳化

堵塞、细菌堵塞)

4)油相渗透率变化引起的损害;(钻井液滤液进入储层,改变了井壁附近地带的油气水分布,导致油相渗透

率下降,增加油流阻力)

5)负压差急剧变化造成的储层损害;(中途测试或负压差钻井时,如选用的负压差过大,可诱发储层速敏,引起储层出砂及微粒运移。此外,还会诱发地层中原油组分形成有机垢和产生应力敏感损害)

B.钻井过程中影响储层损害程度的工程因素;

1)压差:压差是造成储层损害的主要因素之一。通常钻井液的滤失量随压差的增大而增加,因而钻井液进

入储层的深度和损害储层的严重程度均随正压差的增加而增大;

2)浸泡时间:当储层被钻开时,钻井液固相或滤液在压差作用下进入储层,其进入数量和深度及对储层损

害的程度均随钻井液浸泡储层时间的增长而增加;

3)环空返速:环空返速越大,钻井液对井壁泥饼的冲蚀越严重,因此,钻井液的动滤失量随环空返速的增

高而增加,钻井液固相和滤液对储层侵入深度及损害程度亦随之增加;

4)钻井液性能:钻井过程中起下钻、开泵所产生的激动压力随钻井液的塑性粘度和动切力增大而增加。

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