............................ 8 lutego 2007

imię i nazwisko Test zaliczeniowy z fakultetu

„Kultury tkankowe roślin in vitro”

1. Wyizolowane z siewek lnu 1 cm hipokotyle umieszczono w pożywce agarowej w pozycji odwróconej tj. częścią morfologicznie dolną do góry. Po ok. 2 tygodniach zobserwowano, że pędy wytwarzają morfologicznie górnej a korzenie w morfologicznie dolnej części wyizolowanych fragmentów. Silnie zdeterminowana polarność hipokotyla jest wynikiem:

1. działania światła na rosnący eksplantat

2. fizjologicznych i strukturalnych różnic pomiędzy dwoma końcami fragmentów hipokotyla

3. działania siły grawitacyjnej

4. silnie ukierunkowanego transportu hormonów (głównie auksyny)

2. Hipokotyl roślin dwuliściennych umieszczonych na pożywce bez hormonów zdolny jest do wytworzenia przede wszystkim:

a) - tylko tkanki kalusa,

b) - korzeni i pędów,

c) - tylko korzeni,

d) - tylko zawiązków pędów.

3. Tkanka kalusowa umieszczona na pożywce z cytokininą wytworzy:

a) - zawiązki pędów,

b) - zawiązki korzeni,

c) - naczynia ksylemu,

d) - zawiązki pędu i korzeni.

4. Jako podstawowe źródło węgla w pożywce Murashige i Skooga stosuje się:

a) - agar,

b) - sacharozę,

c) - glukozę

d)- glicynę.

5. Zaznacz źródła eksplantatu do inicjacji kalusa w kulturach in vitro, które dają największą szansę powodzenia w przypadku roślin jednoliściennych:

a) - korzeń,

b) - niedojrzałe zarodki,

c) - koleoptyl

d) - pierwszy liść

6. Jakie było stężenie wyjściowe BAP i 2,4-D, jeśli po dodaniu 20µl BAP i 250µl 2,4-D do 500 ml pożywki stężenie hormonów wyniosło odpowiednio 0,5 mg/l (BAP) i 4 mg/l (2,4-D).

12,5mg/ml BAP i 8mg/ml 2,4-D

7. Tempo wzrostu hodowli w warunkach in vitro nie zależy od:

a) - wyjściowej liczby komórek,

b) - genetycznych cech komórek,

c) - temperatury,

d) - stężenia składników pożywki.

8. Z 0,5 g świeżej masy komórek uzyskano 2 ml wyciągu buforowego. 20µl tego wyciągu zawierało 20 µg białek. Oblicz procentową zawartość białek w świeżej i suchej masie tkanki. Sucha masa stanowiła 5% świeżej masy tkanki.

sucha masa 8%

świeża masa 0,4%

9. Kultura zawiesinowa zawierała w wyjściowej pożywce 2 mg 2,4D /l roztworu. Po tygodniu komórki zużyły 50% hormonu. Ile ml 0,1% sterylnego roztworu 2,4D należy po tygodniu dodać do litra pożywki aby uzupełnić zużyty hormon.

1ml

10. Pożywkę zawierającą agar wysterylizowano w autoklawie (30 minut, T=121 ⁰ C, ciśnienie

0,1 MPa). Następnie dodawano hormonu w następujący sposób:

a) - do ostudzonej w chłodni pożywki (2 godziny) dodać hormon uprzednio rozpuszczony i przesączony przez filtr,

b) - do ciepłej (ok. 60⁰C) pożywki dodać hormon uprzednio rozpuszczony i przesączony przez filtr,

c) - odważyć odpowiednią ilość hormonu i rozpuścić w ciepłej (ok. 60⁰C) pożywce,

d) - odważyć odpowiednią ilość hormonu i rozpuścić w ostudzonej w chłodni (2 godziny) pożywce.

11. Pożywka indukcyjna, zapewniająca rozwój tylko zawiązków pędów i liści powinna zawierać :

a) - tylko benzyloaminopurynę

b) - tylko 2,4 dichlorofenoksyoctowy

c) - 2,4D<BAP

d) - 2,4D>BAP

12. Nieróżnicujący się kalus powstały na całym hipokotylu jest wynikiem:

a) - obecności w pożywce BA i 2,4 D w równym stężeniu (1mg/l),

b) - braku zdolności do totipotencji

c) - odcięcia hipokotyla od rośliny macierzystej,

d) - żadna odpowiedź nie jest prawidłowa.

13. Pożywka MS zawiera 0,6% agaru. Do przygotowania 200 ml pożywki potrzeba odważyć :

1,2g

14. Zaznacz, które z zabiegów pomagają w usuwaniu wirusa z zakażonych roślin:

a) - hodowla na pełnej pożywce z dodatkiem hormonów i witamin

b) - jak wyżej ale w temperaturze 37^O przez okres kilku miesięcy

c) - mikrorozmnażanie z fragmentu merystemu wierzchołkowego pędu

d) - regeneracja roślin z ogonków liściowych

15. W przypadku regeneracji roślin z wycinka liścia pąki przybyszowe powstają głównie:

1. -z komórek leżących nad naczyniami w części od strony ogonka liściowego (część proksymalna liścia)

2. jak wyżej, ale w części dystalnej

3. -z komórek leżących pomiędzy elementami naczyń

d) - regeneranty tworzą się równomiernie na całej powierzchni liścia niezależnie od

układu naczyń

16. Embriogeniczną zawiesinę komórkową hodowano na pożywce z wysoką zawartością 2,4D. Który z zabiegów może spowodować powstanie zarodków somatycznych:

a) podwyższenie poziomu 2,4D

b) przeniesienie na pożywkę bez 2,4D

c) dodanie do pożywki cytokininy (2mg/l)

d) zmniejszenie dostępu tlenu

17. W pożywce użytej do regeneracji zarodków somatycznych z masy proembriogennej znajdował się oprócz kinetyny także siarczan adeniny. Jaką rolą pełni ten związek ?

a) dodatkowe źródło węgla

b) obniża pH pożywki, co sprzyja somatycznej embriogenezie

c) uzupełnia niedobory cytokininy

d) źródło azotu niezbędne do indukcji somatycznej embriogenezy

18. Powstanie zarodka somatycznego związane jest z:

a) obecnością w eksplantacie komórek kompetentnych

b) indukcją embriogeniczności w eksplantacie lub tkance z niego powstałej

c) z wielkością agregatów komórkowych w zawiesinie

d) wszystkie odpowiedzi prawidłowe

19. Dalszy rozwój stadiów liścieniowych zarodka somatycznego to:

a) kiełkowanie

b) tworzenie zarodków przybyszowych

c) konwersja w roślinę

d) wzrost siewki

20. Dlaczego kalus tworzy się łatwiej na fragmentach odciętych od rośliny macierzystej ?

a) gdyż eksplantaty umieszczamy na podłożu bogatym w sole mineralne i sacharozę

b) komórki eksplantatu zostają uwolnione spod kontroli hormonalnej całej rośliny

c) bo umieszczamy eksplantat w warunkach dużej wilgotności

d) ponieważ odcięcie od rośliny zmienia dotychczasową równowagę hormonalną w komórkach eksplantatu

21. W warunkach in vitro często obserwuje się poliploidalność komórek. Jest ona głównie spowodowana:

a) zwielokrotnieniem replikacji DNA

b) występowaniem endomitoz i endoreduplikacji

c) zakłóceniami w funkcjonowaniu wrzeciona kariokinetycznego i cytokinetycznego

d) wszystkie odpowiedzi są prawdziwe.

22. Najwyższą zmienność somaklonalną obserwuje się w roślinach zregenerowanych:

a) z fragmentu merystemu wierzchołkowego pędu

b) z zawiesiny protoplastów otrzymanych z kalusa

c) z kalusa przyrannego

d) na drodze bezpośredniej organogenezy

23. Wymień w punktach najważniejsze zalety somatycznej embriogenezy.

1. nieograniczona możliwość produkcji zdrowego i wyrównanego materiału siewnego;

2. masowe rozmnażanie roślin, które nie tworzą nasion albo nie przekazują potomstwu pożądanych cech;

3. uniezależnienie produkcji materiału siewnego od pogody i pory roku;

4. szybkie wprowadzanie nowych odmian do uprawy;

5. automatyzacja procesu produkcji;

24. Najmniejszy potencjał morfogenetyczny wykazują eksplantaty pochodzące z roślin :

a) - wieloletnich,

b) - bylin,

c) - jednorocznych,

d) - dwuletnich.

25. Wskaż najistotniejsze czynniki decydujące o doborze eksplantatów w hodowli in vitro :

a) - kondycja i pora roku pobrania eksplantatów,

b) - rodzaj, stan fizjologiczny i wiek organizmu,

c) - wielkość i lokalizacja eksplantatów w organizmie,

d) - wszystkie powyższe czynniki wpływają na prowadzenie hodowli eksplantatów in

vitro.

26. Największą zdolnością do regeneracji charakteryzują się :

a) - dwuliścienne,

b) - jednoliścienne,

c) - nagonasienne,

d) - nie obserwuje się istotnych różnic w zdolnościach do regeneracji roślin.

27. W jakiej fazie (fazach) wzrostu zawiesiny komórki tytoniu BY2 obserwuje się najwyższą aktywność podziałową

a) - w fazie stacjonarnej,

b) - w fazie eksponencjalnej

c) - w lag fazie

d) - komórki BY2 we wszystkich fazach dzielą się z jednakową szybkością.

28. W jakim typie hodowli można uzyskać najbardziej jednorodny materiał biologiczny

a) - hodowla tkanek na podłożu stałym,

b) -hodowla płynna komórek okresowo przeszczepianych, prowadzona na wytrząsarce rotacyjnej

c) - hodowla płynna ciągła prowadzona bez wytrząsania

d) - mikrokultura wierzchołka pędu

29. Podaj w punktach etapy znanych Ci dróg organogenezy u roślin :

1. Organogeneza pośrednia - gdy organogeneza zachodzi po wcześniejszym odróżnicowaniu się tkanki do kallusa, z którego następnie odróżnicowują się poszczególne tkanki.

2. Organogeneza bezpośrednia - gdy różnicowanie się zachodzi bezpośrednio na pobranym eksplantancie, bez odróżnicowania się komórek.

30. Mieszańce somatyczne są wykorzystywane są głównie do:

a) - otrzymywania mutantów pokarmowych,

b) - poliploidyzacji roślin,

c) - poprawy cech użytkowych roślin,

d )- wszystkie odpowiedzi są prawdziwe.

31. Nasiona lnu do hodowli w warunkach in vitro sterylizujemy:

1. tylko etanolem

2. tylko podchlorynem sodu

3. podchlorynem a następnie etanolem

4. etanolem a następnie podchlorynem sodu

32. W pożywce do organogenezy lnu i tytoniu stosujemy sacharozę w ilości:

1. 6 g / 200 ml

2. 12 g / 2 l

3. 30 %

4. w tej pożywce nie stosuje się sacharozy

33. Oblicz ile hormonów trzeba dodać do 1 litra pożywki by otrzymać stężenia 0,2 i 4 mg/l mając do dyspozycji hormony w stężeniu 1 i 10 mg/ml.

0,2 ml o stężeniu1 mg/ml

0,02 ml o stężeniu 10 mg/ml

4 ml o stężeniu 1mg/ml

0,4 ml o stężeniu 10 mg/ml

34. Z czym związana jest obecność genów reporterowych w konstruktach stosowanych do transformacji roślin?

1. brak genu reporterowego w konstrukcie to nieudana transformacja

2. warunkują odporność na antybiotyki i herbicydy

3. umożliwiają wczesne wykrycie transformantów

4. uniemożliwiają ekspresję transgenu

35. Wymień znane i stosowane wektorowe i bezwektorowe metody transformacji roślin

1. Wektorowe - przy użyciu Agrobacterium tumefaciens lub Agrobacterium rizogenes,

agroinfekcja.

2. Bezwektorowe: strzelba genowa, mikroiniekcja, elektroporacja, endocytoza stymulowana chemicznie, wytrząsanie zawiesiny komórkowej z igiełkami węgliku krzemu z dodatkiem plazmidowego DNA, transformacja in planta (non-tissue culture), wprowadzenie obcego DNA do nadziemnych części rośliny lub nasion przez infiltrację próżniową lub imbibicję.

36 Wymień w punktach najważniejsze zalety transformacji roślin przy użyciu Agrobacterium

tumefaciens.

1. stabilna integracja transgenu w jednej kopii do genomu biorcy,

2. dziedziczenie transgenu przez potomstwo w stosunkach mendlowskich,

3. nienaruszenie sekwencji transgenu,

4. stabilna ekspresja transgenu w roślinach niezmienionych fenotypowo,

5. duża wydajność transformacji.

6. istnieje możliwość jednoczesnego wprowadzenia kilku szczepów

bakterii zawierających różne geny

37. Czym objawia się zakażenie rośliny dwuliściennej Agrobacterium rizogenes i tumefaciens i jakie związki odpowiedzialne są za obserwowane efekty?

Zakażenie Agrobacterium rizogenes objawia się nadmiernym rozrostem korzeni włośnikowych, a co za tym idzie karłowaceniem roślin, będące wynikiem zahamowania dominacji wierzchołkowej pędów i korzeni, skrócenie międzywięźli, zmiany kształtu i wielkości liści, pofałdowanie blaszki liściowej, odmienna morfologię kwiatów, opóźnione kwitnienie, zredukowaną płodność pyłku i zaburzenia w tworzeniu nasion. Cechy te są określane „fenotypem korzeni włośnikowych” (ang. hairy-root phenotype) Zakażenie Agrobacterium tumefaciens objawia się natomiast powstawaniem guzowatych, tumorowatych narośli .

Za powstawanie tych zmian są odpowiedzialne auksyny i cytokininy. U A. tumfaciens fragment T-DNA zawiera bowiem geny odpowiedzialne za syntezę auksyn: iaaM - kodujący monooksygenazę tryptofanu i iaaH - kodujący hydrolazę indoloacetamidową, i cytokinin - ipt kodująca transferazę izopentylową. Natomiast u A. rizogenes wystepują homologi genów auksynowych aux -1, aux - 2. Ciekawym faktem jest że u A. rizogenes wystepuja geny rolA, rolB, rolC. Białko rolA jest prawdopodobnie czynnikiem transkrypcyjnym regulujacym aktywność szlaku biosyntezy giberlin, rolB jest β-glukozydazą uczestniczącą we wzroście poziomu naturalnej auksyny IAA dzięki jej uwalnianiu z koniugatów IAA-glukoza, a rolC-β-glukozydazą hydrolizującą koniugaty cytokinin z glukozą. Ich ekspresja zaburz naturalną równowagę hormonalną i prowadzi do utworzenia rakowatych narośli w miejscu zakażenia.

38 Jakie czynniki najbardziej stymulują indukcję beta-cyjanin w kulturach tkankowych szarłatu ?

1. 12⁰C + benzyloadenina

2. 4⁰C + benzyloadenina

3. 22⁰C + benzyloadenina

4. 4⁰C bez cytokininy

39. W jaki sposób i po co stosuje się otoczkowanie zarodków somatycznych?

Otoczkowanie zarodków somatycznych jest wykorzystywane do produkcji sztucznych nasion.

W technice tej wykorzystuje się odwodnione zarodki somatyczne, które zostają zanurzone w pożywce z alginianem sodu, a nastepnie wkroplone do pożywki zawierającej alginian wapnia, w wyniku czego następuje wymiana jonów sodu na jony wapnia i utwardzenie alginianowej otoczki. Chroni to zarodki somatyczne przed uszkodzeniami mechanicznymi, dodatkowo otoczki możemy zabezpieczyć środkami grzybobójczymi i bakteriobojczymi, które mogłyby negatywnie wpływać na rozwój zarodka. często też w otoczce znajdują się dodatkowe substancje odżywcze, regulatory wzrostu czasami substancję chroniące zarodek przed wysychaniem.

40. Jakie metabolity o znaczeniu gospodarczym i farmaceutycznym otrzymuje się w kulturach roślinnych in vitro ?

taxol, szykonina, kwas rozmarynowy, kumaryna, szykoniny

---