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1、第五章植物细胞工程制药,第一节概 述,基本概念,植物细胞工程 植物组织和器官培养 植物细胞培养 外植体（explant）愈伤组织（callus）继代培养（subculture）次级代谢产物和次级代谢,植物细胞工程：以植物细胞为基本单位，应用细胞生物学、分子生物学等理论和技术，在离体条件下进行培养、繁殖或人为的精细操作，使细胞的某些生物学特性按人们的意愿发生改变，从而改良品种、制造新品种、加速繁育植物个体或获得有用物质的一门科学或技术。,植物组织和器官培养：在无菌和人工控制条件下（培养基、光照、温度等)，研究植物的细胞、组织和器官以及控制其生长发育的技术。植物细胞培养：利用单个植物细胞进行液体或
2、固体培养，诱导其增殖及分化的技术。,外植体（explant）：用于植物组织（细胞）培养的器官或组织（的切段），植物的各部位如根、茎、叶、花、果、穗、胚珠、胚乳、花药和花粉等均可作为外植体进行组织培养。,愈伤组织(callus）：由外植体组织增生的细胞产生的一团无定型的疏松排列的薄壁细胞。,Each“callus”is a cluster of cells that start differentiating as they grow in a special medium.,继代培养（subculture）：愈伤组织在培养基上生长一段时间后，营养物枯竭，水分散失，并已经积累了一些代谢物，此时需
3、要将这些组织转移到新的培养基上。,次级代谢产物特征：,有明显的分类学区域界限其合成需在一定的条件下才能发生缺乏明确的生理功能是生命的多余成分,次级代谢：特殊蛋白质内源化合物的合 成、代谢及分解作用的综合体现。,第二节植物细胞的形态 及生理特性,植物细胞的形态,植物细胞的结构特征,植物细胞,细胞壁,原生质体,细胞质,细胞核,液泡,原生质,植物细胞的主要生理活性物质及 其他化学成分,后含物 系储藏物质或废弃物质，分布于液泡内，如糖类、盐类、生物碱、苷类、有机酸、挥发油等生理活性物质 对细胞内生化代谢和生理活动起着调节作用，如酶、维生素、植物激素和抗生素等,植物细胞培养的特性,植物细胞较微生物细胞大
4、得多，有纤维素细胞壁，细胞耐拉不耐扭，抵抗剪切力差培养过程生长速度缓慢，易受微生物污染，需用抗生素细胞生长的中期及对数期，易凝聚成团块，悬浮培养较难培养时需供氧，培养液黏度大，不能耐受强力通风搅拌具有群体效应，无贴壁依赖性及接触抑制性培养细胞产物滞留于细胞内，且产量较低培养过程具有结构与功能全能性,第三节植物细胞培养的基本技术,植物材料的准备,培养基的组成,植物激素 是指植物代谢过程中自身形成的植物生长调节剂，在极低浓度时即能调节植物的生长和发育过程，并能从合成部位转运到作用部位而发挥作用。迄今为止，已发现植物组织中可形成五种植物激素，即生长素、分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯。,培养方法,植物细
5、胞培养,固体培养,液体培养,琼脂培养,固定化培养,摇瓶悬浮培养,反应器大规模培养,分批培养,半连续培养,连续培养,植物细胞大规模培养多采用悬浮培养方 式，这主要是其具有以下优点：,可以增加培养细胞与培养液的接触面，促进营养的吸收可带走培养物产生的有害代谢产物，避免高浓度积聚对细胞的伤害保证良好的混合状态，从而获得良好的气体传递效果,第四节影响植物次级代谢产物 积累的因素,生物条件 外植体、季节、休眠、分化等物理条件 温度、光（光照时间、光强、光 质）、通气（O2）、pH和渗透压等化学条件 无机盐（N、P、K等）、碳源、植物 生长调节剂、维生素、氨基酸、核 酸、抗生素、天然物质、前体等工业培养条件 培养罐类型、通气、搅拌和培养 方法等,第五节 植物细胞培养的生物反应器,机械搅拌式鼓泡式气升循环式,
