植物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)ppt課件

1、第十二章植物細(xì)胞大規(guī)模培育第十二章植物細(xì)胞大規(guī)模培育 教教 學(xué)學(xué) 內(nèi)內(nèi) 容容 1、植物細(xì)胞培育基 2、植物細(xì)胞培育方法 3、植物細(xì)胞的大規(guī)模培育技術(shù) 4、影響植物細(xì)胞培育的要素 5、植物細(xì)胞培育反響器前前 言言 植物中含有數(shù)量極為可觀的次代謝物質(zhì)。據(jù)保守的估計(jì)，目前已發(fā)現(xiàn)的植物天然代謝物已超越2萬種，而且還在以每年新發(fā)現(xiàn)1600種的速度遞增。我們祖先在與疾病的抗?fàn)幹幸迅鞣e累了豐富的利用植物中的生物活性物質(zhì)治病強(qiáng)身的閱歷。李時(shí)珍1953編纂的巨著中所開列的1892種藥物絕大多數(shù)是植物。目前仍約25%的法定藥品來自植物。然而植物生長縵慢，自然災(zāi)禍頻繁。即使是大規(guī)模人工栽培依然不能從根本上滿足人類對

2、經(jīng)濟(jì)植物日益增長的需求。因此早在1956年，Routier和Nickell就提出工業(yè)化培育植物細(xì)胞以提取其天然產(chǎn)物的大膽想象。 中草藥中草藥 Reinhard等1968首先將這種想象轉(zhuǎn)變成現(xiàn)實(shí)，消費(fèi)出了哈爾堿(harmine)。緊接著Kaul等1969、Furrya等(1972)和Teuscher等1973分別培育植物細(xì)胞獲取了其中的薯蕷(yu山藥皂苷、人參皂角苷和維斯納精visnagin。如今一些興隆國家已集中相當(dāng)數(shù)量的人力、財(cái)力潛心開辟這個(gè)經(jīng)濟(jì)潛力非常宏大的消費(fèi)領(lǐng)域。目前世界最大批量工業(yè)化培育細(xì)胞煙草細(xì)胞已達(dá)2萬升20噸。我國在“八五、“九五和“863方案中延續(xù)撥款資助工業(yè)化培育紅豆杉細(xì)胞

3、消費(fèi)抗腫瘤藥物紫杉醇的研討，目前已到達(dá)60mg/L的世界先進(jìn)程度。 植物細(xì)胞培育是指在離體條件下將愈傷組織或其他易分散的組織置于液體培育基中，將組織振蕩分散成游離的懸浮細(xì)胞，經(jīng)過繼代培育使細(xì)胞增殖來獲得大量細(xì)胞群體的方法。 鑒于有些產(chǎn)物的獨(dú)一來源只能是植物，而許多有價(jià)值的植物只能生長在某一特定的地理區(qū)域，且遭到很多自然條件的限制和影響，尤其是有些植物從種植到收獲要花幾年時(shí)間，很難滿足需求。采用大規(guī)模植物細(xì)胞培育技術(shù)就可以直接消費(fèi)這些產(chǎn)物。如可作為藥物和染料的紫草寧就是典型的經(jīng)過大規(guī)模植物細(xì)胞培育消費(fèi)的產(chǎn)品，經(jīng)過大規(guī)模培育紫草細(xì)胞短時(shí)間內(nèi)就可大量消費(fèi)紫草寧。表12-1是植物細(xì)胞培育和從完好的植物

4、消費(fèi)紫草寧的比較。 目前，植物細(xì)胞培育技術(shù)已在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、食品、化裝品、香料等領(lǐng)域廣泛用于大規(guī)模消費(fèi)有價(jià)值的產(chǎn)品。小規(guī)模的細(xì)胞培育通常在培育瓶中完成，而大規(guī)模的培育可在發(fā)酵罐中進(jìn)展。 問題問題請列舉出請列舉出3至至5種由大規(guī)模培育植物細(xì)胞獲得的有經(jīng)劑價(jià)值的產(chǎn)物。種由大規(guī)模培育植物細(xì)胞獲得的有經(jīng)劑價(jià)值的產(chǎn)物。紫草寧紫草寧抗腫瘤藥物紫杉醇抗腫瘤藥物紫杉醇薯蕷皂苷、人參皂角苷和維斯納薯蕷皂苷、人參皂角苷和維斯納精精visnagin 與動物細(xì)胞培育相比，植物細(xì)胞培育的最大優(yōu)點(diǎn)是植物細(xì)胞可以在簡單的合成培育基上正常生長。用于植物細(xì)胞培育的根底培育基成分根本上與整個(gè)植物的要求一樣，但是用于培育細(xì)胞、組織和

5、器官的培育基需求滿足各自的特殊要求。根據(jù)特定的植物種類和培育系統(tǒng)，培育基的根本營養(yǎng)成分可作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。一、植物細(xì)胞培育基 植物細(xì)胞培育基通常包括無機(jī)鹽、碳源、維生素、生長調(diào)理素和有機(jī)添加劑等。 無機(jī)鹽類 包括： 無機(jī)鹽濃度普通為多少？ 微量元素主要包括碘、硼、錳、鋅、鉬、銅、鈷、鐵等。 碳源和能源 P225 維生素 植物細(xì)胞的生長都需求硫胺素?？稍谥参锛?xì)胞培育基中參與煙酸、吡哆醇、泛酸、生物素和葉酸等。原生質(zhì)體培育通常需求大多數(shù)必需維生素。1、植物細(xì)胞培育基的組成、植物細(xì)胞培育基的組成 植物生長激素 大多數(shù)植物細(xì)胞培育基中都含有天然的或合成的植物生長激素。生長激素包括了植物生長素、細(xì)胞激動素、

6、赤霉素和零落酸等四大類。 有機(jī)氮源 通常采用的有機(jī)氮源有蛋白質(zhì)水解物、谷氨酰胺或氨基酸混合物等。P225 有機(jī)酸 參與丙酮酸，或者檸檬酸、蘋果酸和琥珀酸等三羥酸循環(huán)的中間產(chǎn)物，可以保證植物細(xì)胞在以銨鹽作為單一氮源的培育基上生長，并且使細(xì)胞對鉀鹽的耐受才干至少提高到10mmol/l。除此之外，這些有機(jī)酸還能提高低密度接種的細(xì)胞和原生質(zhì)體的生長。 復(fù)合物質(zhì) 在植物細(xì)胞的培育過程中，酶母抽提液、麥芽抽提液、椰子汁和水果汁等復(fù)合物質(zhì)通?？梢宰鳛榧?xì)胞的生長劑。 目前運(yùn)用最廣的根底培育基主要有MS、B5、E1以及N6培育基。表12-2列出了這幾種常用的植物細(xì)胞培育基。1、植物細(xì)胞培育基組成包括、植物細(xì)胞培

7、育基組成包括 等。等。問題問題2、植物生長素、細(xì)胞激動素、赤霉素對植物細(xì)胞培育上有何作用？、植物生長素、細(xì)胞激動素、赤霉素對植物細(xì)胞培育上有何作用？2、植物細(xì)胞培育基的制備、植物細(xì)胞培育基的制備 制備培育基時(shí)，培育基中運(yùn)用無機(jī)鹽、碳源、維生素、有機(jī)酸和植物生物激制備培育基時(shí)，培育基中運(yùn)用無機(jī)鹽、碳源、維生素、有機(jī)酸和植物生物激素都應(yīng)該采用最高純度級的試劑和藥品。有些生長激素在運(yùn)用前需求進(jìn)展重結(jié)晶素都應(yīng)該采用最高純度級的試劑和藥品。有些生長激素在運(yùn)用前需求進(jìn)展重結(jié)晶提純。由于一些生長激素難溶于水，配制時(shí)可先溶于提純。由于一些生長激素難溶于水，配制時(shí)可先溶于2-5ml的酒精中，其酒精的酒精中，其酒

8、精-水水溶液要用吸附法進(jìn)展脫色處置，然后漸漸參與蒸餾水，略微加熱后，再稀釋至所溶液要用吸附法進(jìn)展脫色處置，然后漸漸參與蒸餾水，略微加熱后，再稀釋至所需體積。需體積。 配制培育基的用水應(yīng)嚴(yán)厲地采用蒸餾水或高純度的去離子水，其中以玻璃器皿制備的蒸餾水最好。培育基的PH值運(yùn)用0.5m0l.l-1的HCL或0.2 m0l.l-1的NaOH進(jìn)展調(diào)理。當(dāng)需求運(yùn)用固體培育基時(shí)，須參與瓊脂。 配制好的培育基按要求裝入三角瓶或試管中，121下滅菌20min，待冷卻后就可以運(yùn)用。對于一些熱敏性化合物，如L-谷氨酰胺、植物生長激素等，滅菌時(shí)不可采用加熱法，而應(yīng)該采用過濾法滅菌，然后無菌操作參與到已滅菌的培育基中。

9、植物細(xì)胞培育基的制備植物細(xì)胞培育基的制備是非常嚴(yán)厲的是非常嚴(yán)厲的植物細(xì)胞培育基制備時(shí)對水有哪些植物細(xì)胞培育基制備時(shí)對水有哪些嚴(yán)厲要求？嚴(yán)厲要求？問題問題 由于培育基中的組份種類繁多，且一些組份量很小，配制起來很繁鎖，因此往往把培育基配制成運(yùn)用濃度的10或100倍的母液，運(yùn)用時(shí)再按需求稀釋至運(yùn)用濃度。培育基母液或經(jīng)稀釋后的培育基應(yīng)置于冰箱內(nèi)，在10度以下保管待用。普通含有有機(jī)物或激素類物質(zhì)的培育基母液或稀釋液最好保管時(shí)間不超越十天。 在培育基配制過程中需求留意的是，為了防止在高濃度下，培育基份間相互作用產(chǎn)生沉淀，諸如CaCL2、KI、EDTA的鈉或亞鐵鹽需求單獨(dú)配制保管，運(yùn)用時(shí)再稀釋混合。二、植

10、物細(xì)胞培育方法 原生質(zhì)體培育：原生質(zhì)體培育： 植物的體細(xì)胞二倍體細(xì)胞經(jīng)過纖維素酶處置后可去掉細(xì)胞壁，獲得的去壁植物的體細(xì)胞二倍體細(xì)胞經(jīng)過纖維素酶處置后可去掉細(xì)胞壁，獲得的去壁細(xì)胞稱為原生質(zhì)體。該原生質(zhì)體在良好的無菌培育基中可以生長、分裂，最后可以細(xì)胞稱為原生質(zhì)體。該原生質(zhì)體在良好的無菌培育基中可以生長、分裂，最后可以長成植株。實(shí)踐過程中，可以用不同植物的原生質(zhì)體進(jìn)展交融與體細(xì)胞雜交，由此長成植株。實(shí)踐過程中，可以用不同植物的原生質(zhì)體進(jìn)展交融與體細(xì)胞雜交，由此可獲得體細(xì)胞雜交的植株?？色@得體細(xì)胞雜交的植株。 植物因受創(chuàng)傷而在傷口附近產(chǎn)生的薄壁組織植物因受創(chuàng)傷而在傷口附近產(chǎn)生的薄壁組織 植物細(xì)胞培

11、育方法主要有-等。單倍體細(xì)胞培育： 主要用花藥在人工培育基上進(jìn)展培育，可以從小孢子雄性生殖細(xì)胞直接發(fā)育成胚狀體，然后長成單倍體植株；或者是經(jīng)過愈傷組織誘導(dǎo)分化出芽和根，最終長成植株。 固體培育：固體培育： 固體培育是在微生物培育的根底上開展起來的植物細(xì)胞培育方法。固體培育基的凝固體培育是在微生物培育的根底上開展起來的植物細(xì)胞培育方法。固體培育基的凝固劑除特殊研討外，幾乎都運(yùn)用瓊脂，濃度普通為固劑除特殊研討外，幾乎都運(yùn)用瓊脂，濃度普通為6%-10%。接種資料放在培育基上，。接種資料放在培育基上，原生質(zhì)體固體培育那么需混入培育基內(nèi)進(jìn)展嵌合培育，或者使原生質(zhì)體在固體原生質(zhì)體固體培育那么需混入培育基內(nèi)

12、進(jìn)展嵌合培育，或者使原生質(zhì)體在固體-液體之液體之間進(jìn)展雙相培育。間進(jìn)展雙相培育。 液體培育：液體培育： 液體培育也是在微生物培育的根底上開展起來的植物細(xì)胞培育方法。液體培育可分液體培育也是在微生物培育的根底上開展起來的植物細(xì)胞培育方法。液體培育可分為靜止培育和振蕩培育等兩類。靜止培育不需求任何設(shè)備，適宜于某些原生質(zhì)體的培為靜止培育和振蕩培育等兩類。靜止培育不需求任何設(shè)備，適宜于某些原生質(zhì)體的培育。振蕩培育需求搖床或轉(zhuǎn)床等設(shè)備使培育物和培育基堅(jiān)持充分混和以利于氣體交換。育。振蕩培育需求搖床或轉(zhuǎn)床等設(shè)備使培育物和培育基堅(jiān)持充分混和以利于氣體交換。 懸浮培育：主要懸浮培育：主要 植物細(xì)胞的懸浮培育是

13、一種使組織培育物分別成單細(xì)胞并不斷擴(kuò)增的方法。在進(jìn)展植物細(xì)胞的懸浮培育是一種使組織培育物分別成單細(xì)胞并不斷擴(kuò)增的方法。在進(jìn)展細(xì)胞培育時(shí)，需求提供容易破裂的愈傷組織進(jìn)展液體振蕩培育，愈傷組織經(jīng)過懸浮培細(xì)胞培育時(shí)，需求提供容易破裂的愈傷組織進(jìn)展液體振蕩培育，愈傷組織經(jīng)過懸浮培育可以產(chǎn)生比較純一的單細(xì)胞。用于懸浮培育的愈傷組織應(yīng)該是易碎的，這樣在液體育可以產(chǎn)生比較純一的單細(xì)胞。用于懸浮培育的愈傷組織應(yīng)該是易碎的，這樣在液體培育條件下能獲得分散的單細(xì)胞，而嚴(yán)密不易碎的愈傷組織就不能到達(dá)上述目的。培育條件下能獲得分散的單細(xì)胞，而嚴(yán)密不易碎的愈傷組織就不能到達(dá)上述目的。 固定化培育固定化培育 主要主要 固

14、定化培育是在微生物和酶的固定化培育根底上開展起來的植物細(xì)胞培育方法。該固定化培育是在微生物和酶的固定化培育根底上開展起來的植物細(xì)胞培育方法。該法與固定化酶或微生物細(xì)胞類似，運(yùn)用最廣泛的、可以堅(jiān)持細(xì)胞活性的固定化方法是法與固定化酶或微生物細(xì)胞類似，運(yùn)用最廣泛的、可以堅(jiān)持細(xì)胞活性的固定化方法是將細(xì)胞包埋于海藻酸鹽或卡拉膠中。將細(xì)胞包埋于海藻酸鹽或卡拉膠中。三、植物細(xì)胞的大規(guī)模培育技術(shù) 目前用于植物細(xì)胞大規(guī)模培育的技術(shù)主要有植物細(xì)胞的大規(guī)模懸浮培育和植物目前用于植物細(xì)胞大規(guī)模培育的技術(shù)主要有植物細(xì)胞的大規(guī)模懸浮培育和植物細(xì)胞或原生質(zhì)體的固定化培育。細(xì)胞或原生質(zhì)體的固定化培育。 1、植物細(xì)胞的大規(guī)模懸

15、浮培育、植物細(xì)胞的大規(guī)模懸浮培育 前者適于大量快速地增殖細(xì)胞，但往往不利于次生物質(zhì)的積累；后者那么相反，細(xì)胞生長緩慢而次生物質(zhì)含量相對較高。 1953年Muir勝利地對煙草和直立萬壽菊的愈傷組織進(jìn)展了懸浮培育。繼之Tulecke和Nickell1959推出了一個(gè)20L的植物細(xì)胞封鎖式懸浮培育系統(tǒng)。經(jīng)蒸汽滅菌后接入目的培育物，以無菌緊縮空氣進(jìn)展攪拌。當(dāng)營養(yǎng)耗盡，細(xì)胞數(shù)目不再添加且次生物質(zhì)達(dá)一定含量時(shí)，收獲細(xì)胞，提取產(chǎn)物。他們用此系統(tǒng)勝利地培育了銀杏、冬青、黑麥草和薔薇等細(xì)胞。構(gòu)造簡單，易于操作是本系統(tǒng)的突出優(yōu)點(diǎn)。但它的消費(fèi)效率不夠高，次生物質(zhì)累積的量也較少。閱讀課本P228-23010分鐘懸浮培

16、育中的植物細(xì)胞的特性懸浮培育中的植物細(xì)胞的特性 由于植物細(xì)胞有其本身的特性，雖然人們曾經(jīng)在各種微生物反響器中勝利地進(jìn)展了植物細(xì)胞的培育，但是植物細(xì)胞培育過程的操作條件與微生物培育是不同的。植物細(xì)胞培育液的流變特性植物細(xì)胞培育液的流變特性 1、在懸浮培育時(shí)，植物細(xì)胞是以單一存在還是以細(xì)胞團(tuán)方式存在？、在懸浮培育時(shí)，植物細(xì)胞是以單一存在還是以細(xì)胞團(tuán)方式存在？問題問題2、植物細(xì)胞以細(xì)胞團(tuán)方式存在存在緣由？、植物細(xì)胞以細(xì)胞團(tuán)方式存在存在緣由？3、人們常用粘度這一參數(shù)來描畫植物細(xì)胞培育液的流變學(xué)特征，培育液粘度、人們常用粘度這一參數(shù)來描畫植物細(xì)胞培育液的流變學(xué)特征，培育液粘度的變化主要是由于什么引起，而

17、不是分泌物引起？的變化主要是由于什么引起，而不是分泌物引起？植物細(xì)胞培育過程中的氧傳送植物細(xì)胞培育過程中的氧傳送 由上述情況可以看出，氧對植物細(xì)胞的生長來說是很重要的，但是CO2的含量程度對細(xì)胞的生長同樣相當(dāng)重要。研討發(fā)現(xiàn)，植物細(xì)胞能非光合地固定一定濃度的CO2 ，如在空氣中混以2%-4%的CO2可以消除高通氣速率對長春花細(xì)胞生長和次級代謝物產(chǎn)率的影響。因此，對植物細(xì)胞培育來說，在要求培育液充分混合的同時(shí)， CO2和氧氣的濃度只需到達(dá)某一平衡時(shí)，才會很好地生長，所以植物細(xì)胞培育有時(shí)間需求通入一定量的CO2等氣體。 把課本的兩句話劃線把課本的兩句話劃線4、說說過高的通氣速率對植物細(xì)胞的生長不利緣

18、由？、說說過高的通氣速率對植物細(xì)胞的生長不利緣由？5、植物細(xì)胞培育時(shí)為什么有時(shí)要通入一定量的、植物細(xì)胞培育時(shí)為什么有時(shí)要通入一定量的CO2氣體？氣體？泡沫和外表粘附性泡沫和外表粘附性 6、植物細(xì)胞培育時(shí)產(chǎn)生的泡沫有何特點(diǎn)？、植物細(xì)胞培育時(shí)產(chǎn)生的泡沫有何特點(diǎn)？懸浮細(xì)胞的生長與增殖懸浮細(xì)胞的生長與增殖 懸浮培育時(shí)細(xì)胞的生長曲線如圖12-1所示，細(xì)胞數(shù)量隨著時(shí)間的變化曲線呈現(xiàn)S形。在細(xì)胞接種到培育基中最初的時(shí)間內(nèi)細(xì)胞很少分裂，閱歷一個(gè)延遲期后進(jìn)入對數(shù)生長期和細(xì)胞迅速增殖的直線生長期，接著是細(xì)胞增殖減慢的的減慢期和停頓生長的靜止期。整個(gè)周期閱歷時(shí)間的長短植物種類和起培育細(xì)胞密度的不同而不同。在細(xì)胞培育

19、過程中，普通在靜止期或靜止期前后進(jìn)展繼代培育，詳細(xì)時(shí)間可根據(jù)靜止期細(xì)胞活力的變化而定。 圖圖12-1 懸浮培育時(shí)細(xì)胞的生長曲線懸浮培育時(shí)細(xì)胞的生長曲線0培育時(shí)間d細(xì)胞數(shù)細(xì)胞數(shù)靜止期靜止期減慢期減慢期直線生長期直線生長期對數(shù)生長期對數(shù)生長期延滯期延滯期 由于懸浮培育具有：添加培育細(xì)胞與培育液的接觸面，改善營養(yǎng)供應(yīng)；可帶走培育物產(chǎn)生的有害代謝產(chǎn)物，防止有害代謝產(chǎn)物部分濃度過高等問題；保證氧的充分供應(yīng)等三個(gè)根本優(yōu)點(diǎn)，使懸浮培育細(xì)胞的生長條件比固體培育有很大的改善。 細(xì)胞團(tuán)和愈傷組織的再構(gòu)成和植株的再生細(xì)胞團(tuán)和愈傷組織的再構(gòu)成和植株的再生 懸浮培育的單個(gè)細(xì)胞在3-5d內(nèi)即可見細(xì)胞分裂，經(jīng)過一星期左右的

20、培育，單個(gè)細(xì)胞和小的聚集體不斷分裂而構(gòu)成肉眼可見的小細(xì)胞團(tuán)。大約培育兩周后，將細(xì)胞分裂再構(gòu)成的小愈傷組織團(tuán)塊及時(shí)轉(zhuǎn)移到分化培育基上，延續(xù)光照，三星期后可分化出試管苗。 紫杉醇是近年發(fā)現(xiàn)的重要的抗癌藥物，能有效地治療卵巢癌、乳腺癌等婦科癌癥。但由于紫杉醇是從珍稀植物紫杉提取的，所以如何得到充足的藥物不斷是醫(yī)學(xué)和環(huán)境學(xué)家爭論的問題。紫杉醇的消費(fèi)只能經(jīng)過大量的砍伐這種珍稀植物，這顯然將對環(huán)境產(chǎn)生不良影響。所以目前科學(xué)家們正在開展紫杉醇細(xì)胞培育法進(jìn)展消費(fèi)和研討。我國在“八五、“九五和“863方案中延續(xù)撥款資助工業(yè)化培育和消費(fèi)抗腫瘤藥物紫杉醇的研討，目前已到達(dá)60mg/L的世界先進(jìn)程度。復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)請列舉出

21、請列舉出3至至5種由大規(guī)模培育植物細(xì)胞獲得的有經(jīng)劑價(jià)值的產(chǎn)物。種由大規(guī)模培育植物細(xì)胞獲得的有經(jīng)劑價(jià)值的產(chǎn)物。紫草寧紫草寧抗腫瘤藥物紫杉醇抗腫瘤藥物紫杉醇薯蕷皂苷、人參皂角苷和維斯納薯蕷皂苷、人參皂角苷和維斯納精精visnagin2、植物細(xì)胞或原生質(zhì)體的固定化培育、植物細(xì)胞或原生質(zhì)體的固定化培育 由于固定化植物細(xì)胞培育比自在懸浮細(xì)胞培育具有較高的機(jī)械穩(wěn)定性、產(chǎn)率，更長的穩(wěn)定消費(fèi)期等許多優(yōu)點(diǎn)，因此，通常采用固定化來進(jìn)展植物細(xì)胞的培育。這類培育包括了植物細(xì)胞和原生質(zhì)體的固定化培育。植物細(xì)胞固定化的常用方法有哪些？問題問題 細(xì)胞固定化是將細(xì)胞包埋在惰性支持物的內(nèi)部或貼附在它的外表。其前提就是經(jīng)過懸浮培

22、育獲得足夠數(shù)量的細(xì)胞。 針對上述細(xì)胞懸浮培育的缺陷，Brodelius等1979初次報(bào)道了用海藻酸鈣勝利固定培育橘葉雞眼藤、長春花、希臘毛地黃細(xì)胞。實(shí)驗(yàn)證明，細(xì)胞分化和次生物質(zhì)積累之間存在正相關(guān)性。細(xì)胞固定化后的密集而緩慢的生長有利細(xì)胞的分化和組織化，從而有利于次生物質(zhì)的合成。此外，細(xì)胞固定化后不僅便于對環(huán)境因子的參數(shù)進(jìn)展調(diào)控，而且有利于在細(xì)胞團(tuán)間構(gòu)成各種化學(xué)物質(zhì)和物理要素的梯度，這能夠是調(diào)控高產(chǎn)次生物質(zhì)的關(guān)鍵。 海藻細(xì)胞的固定化海藻細(xì)胞的固定化 為什么說植物細(xì)胞固定化培育更有利于次生生物的生成？為什么說植物細(xì)胞固定化培育更有利于次生生物的生成？問題問題 以下簡要引見褐藻鈣固定植物細(xì)胞的技術(shù)道

23、路：大量培育植物細(xì)胞 混合 倒入塑料注射器 漸漸滴入含氯化鈣的培育基一定濃度的海藻酸鈉溶液 海藻酸鈣固定的細(xì)胞團(tuán) 小規(guī)模固定化小規(guī)模的植物細(xì)胞固定化可用無菌的塑料注射器進(jìn)展。配制一定濃度的海藻酸鈉溶液，高溫、高壓滅菌。經(jīng)過離心或過濾搜集植物細(xì)胞，將細(xì)胞懸浮于海藻酸鈉溶液混合，倒入塑料注射器中，漸漸滴入到含有CaCl2的培育基中，不斷攪拌，使之構(gòu)成球形顆粒，然后經(jīng)過過濾搜集顆粒，用含有CaCl2的培育基清洗后，轉(zhuǎn)入裝有培育基的搖瓶中進(jìn)展培育。圖圖12-2大規(guī)模植物細(xì)胞固定化安裝大規(guī)模植物細(xì)胞固定化安裝含含CaCl2的培育基的培育基蓋子蓋子空氣出口空氣出口海藻酸鈉海藻酸鈉+細(xì)胞懸浮液細(xì)胞懸浮液噴嘴

24、噴嘴無菌空氣入口無菌空氣入口 大規(guī)模固定化植物細(xì)胞的大規(guī)模固定化原那么上可根據(jù)上述方法進(jìn)展，但是不能再用塑料注射器，而需求采用如圖12-2所示的大規(guī)模細(xì)胞固定化安裝進(jìn)展細(xì)胞的固定化。 卡拉膠固定化卡拉膠固定化 P230 瓊脂糖固定化瓊脂糖固定化 P231 瓊脂固定化瓊脂固定化P231 由于原生質(zhì)體比完好的細(xì)胞更脆弱，因此，只能采用最溫暖的固定化方法進(jìn)展固定化。通常也是用海藻酸鹽、卡拉膠和瓊脂糖進(jìn)展固定化。 原生質(zhì)體的固定化原生質(zhì)體的固定化1、用卡拉膠固定化植物細(xì)胞方法有哪些？、用卡拉膠固定化植物細(xì)胞方法有哪些？問題問題2、瓊脂糖固定化和瓊脂固定化的最大優(yōu)點(diǎn)是什么？、瓊脂糖固定化和瓊脂固定化的最

25、大優(yōu)點(diǎn)是什么？3、在植物細(xì)胞固定化的四種方法，哪些方法需求其它離子來堅(jiān)持膠的穩(wěn)、在植物細(xì)胞固定化的四種方法，哪些方法需求其它離子來堅(jiān)持膠的穩(wěn)定性？分別用什么離子？定性？分別用什么離子？ 總之，人類迄今經(jīng)過植物細(xì)胞培育獲得的生物堿、維生素、色素、抗生素以及抗腫瘤藥物不下50多個(gè)大類，其中已有30多種次生物質(zhì)的含量在人工培育時(shí)已到達(dá)或超越親本植物的程度。在已研討過的200多種植物細(xì)胞培育物中，已發(fā)現(xiàn)可產(chǎn)生300余種對人類有用的成份，其中不乏臨床上廣為運(yùn)用的重要藥物。利用培育植物細(xì)胞工廠化消費(fèi)生物天然次級代謝產(chǎn)物的愉快前景曾經(jīng)非常清楚地展如今我們面前。深化開掘我國特有的宏大中草藥寶庫，結(jié)合現(xiàn)代細(xì)胞培

26、育技術(shù)，我國植物細(xì)胞次生物質(zhì)的研制與消費(fèi)一定會碩果累累，后來居上。3、植物細(xì)胞培育方式、植物細(xì)胞培育方式 植物細(xì)胞的培育方式主要有間歇培育、延續(xù)和固定化培育等多種。 間歇培育間歇培育 兩級或多級間歇培育兩級或多級間歇培育 流加間歇培育流加間歇培育 閱讀課本P232-2338分鐘固定化細(xì)胞培育固定化細(xì)胞培育 延續(xù)培育延續(xù)培育 單級延續(xù)培育單級延續(xù)培育 多級延續(xù)培育多級延續(xù)培育 回流式延續(xù)培育回流式延續(xù)培育 固定化細(xì)胞培育具有許多潛在的優(yōu)越性，如能提高消費(fèi)才干、維護(hù)細(xì)胞、換液方便、能除去有毒或抑制性代謝物等。這些優(yōu)越性使固定化細(xì)胞培育具有很大的吸引力。 選用固定化細(xì)胞培育應(yīng)具有如下兩個(gè)條件：目的產(chǎn)

27、物應(yīng)自然分泌到培育液中，或者經(jīng)過改動PH值、離子強(qiáng)度或運(yùn)用浸透劑使之分泌于培育基中；要求產(chǎn)物的構(gòu)成在細(xì)胞生長之后。 四、影響植物細(xì)胞培育的要素 植物細(xì)胞生長和產(chǎn)物合成動力學(xué)也可分三種類型：生長偶聯(lián)型，產(chǎn)物的合成與細(xì)胞的生長呈正比；中間型，產(chǎn)物僅在細(xì)胞生長下降時(shí)才干合成，細(xì)胞處于指數(shù)生長期時(shí)，次級產(chǎn)物含量下降，但細(xì)胞生長停頓時(shí)，產(chǎn)物合成也停頓；非生長偶聯(lián)型，產(chǎn)物只需在細(xì)胞生長停頓時(shí)才干合成?，F(xiàn)實(shí)上，由于細(xì)胞培育過程較復(fù)雜，細(xì)胞生長和次級代謝物的合成很少符合以上方式，特別是在較大的細(xì)胞群體中，由于各細(xì)胞所處的生理階段不同，細(xì)胞生長和產(chǎn)物合成也許是群體中部分細(xì)胞代謝的結(jié)果。此外，不同的環(huán)境條件對產(chǎn)物

28、動力學(xué)也有很大的影響。1、細(xì)胞的遺傳特性、細(xì)胞的遺傳特性 對于植物細(xì)胞的培育及其產(chǎn)物的合成，影響細(xì)胞培育的要素很多，除了細(xì)胞本身的特性外，環(huán)境等其他要素對細(xì)胞的培育也有很大影響。 閱讀課本P233-2348分鐘1、在進(jìn)展植物細(xì)胞的培育時(shí)，為什么先弄清楚產(chǎn)物的合成部位？、在進(jìn)展植物細(xì)胞的培育時(shí)，為什么先弄清楚產(chǎn)物的合成部位？問題問題2、培育的環(huán)境條件、培育的環(huán)境條件 PH值值 溫度溫度 營養(yǎng)成分營養(yǎng)成分 光光 2、影響植物細(xì)胞培育的環(huán)境條件有哪些？、影響植物細(xì)胞培育的環(huán)境條件有哪些？攪拌和通氣攪拌和通氣 前體和調(diào)理因子前體和調(diào)理因子 3、植物細(xì)胞培育的溫度和、植物細(xì)胞培育的溫度和PH值普通為多少

29、？值普通為多少？4、普通說，添加、普通說，添加 的含量會使細(xì)胞的生長加快，添加培育基的的含量會使細(xì)胞的生長加快，添加培育基的 含量可以添加細(xì)胞培育物的次生代謝產(chǎn)物？含量可以添加細(xì)胞培育物的次生代謝產(chǎn)物？5、為什么說機(jī)械攪拌呵斥的剪切對植物細(xì)胞影響較大？、為什么說機(jī)械攪拌呵斥的剪切對植物細(xì)胞影響較大？6、在植物細(xì)胞培育中，生長調(diào)理劑有何作用？、在植物細(xì)胞培育中，生長調(diào)理劑有何作用？7、在植物細(xì)胞培育中，參與外源前體物質(zhì)有何作用？、在植物細(xì)胞培育中，參與外源前體物質(zhì)有何作用？8、植物細(xì)胞大規(guī)模培育可劃分為哪兩個(gè)階段？、植物細(xì)胞大規(guī)模培育可劃分為哪兩個(gè)階段？ 值得留意的是，影響植物細(xì)胞培育物的生物量增長和次生代謝物積累的要素是錯(cuò)綜復(fù)雜的，往往一個(gè)要素的調(diào)整會影響到其他要素的變化，所以，需求在培育過程中不斷加以平衡和研討。同時(shí)，由于不同的植物有機(jī)體有其本身的特殊性，因此，對于一種植物或一種次生代謝物適宜的條件，不一定對其他