植物细胞工程制药

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1、第五章植物细胞工程制药植物细胞工程：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。植物细胞工程的构成：①上游技术，包括细胞培养、细胞遗传操作和细胞保藏；②下游工程，即将已经转化的细胞应用到生产实践中用以生产生物产品的过程。植物细胞工程的主要研究内容：植物细胞全能型的本质、细胞分化机制、代谢途径的调控、培养细胞中的生理和遗传的变异、体细胞杂交和有性杂交的比较、不亲和的机制、细胞大规模培养的动力学参数的建立等

2、、细胞和组织培养方法的改进、细胞器的分离和引入、原生质体诱导融合和杂种的培养筛选和鉴定、花粉和花药培养、培养细胞中有用成分的鉴别及分离方法的建立、试管苗的大规模繁殖和生产等。第一节概述1.植物细胞的全能性：植物体中的任何一个具有完整细胞核（完整染色体组）的细胞，在一定条件下都可以重新再分化形成原来的个体。植物的每个细胞都包含着该物种的全部遗传信息，从而具备发育成完整植株的遗传能力。1953年，单个胡萝卜细胞培养成整株植株。基本概念2.植物组织和器官培养：是指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。3植物的分化：指在个体发

3、育中，相同细胞后代在形态、结构、生理功能上产生稳定性差异的过程。（细胞分裂是细胞分化的基础，生物体的生长发育是细胞分裂和细胞分化共同作用的结果。）植物分化可分为胚胎发生和器官发生两个阶段，胚胎阶段是指从精子与卵细胞结合开始分化为幼胚，进而发育为成熟胚和种子，器官发生阶段指种子在适宜条件下萌发后，分化形成根、茎、叶和果实。4脱分化：已经分化的植物器官、组织或细胞，当受到创伤或进行离体（也受到创伤）培养时，已停止分裂的细胞，又重新恢复分裂，细胞改变原有的分化状态，失去原有结构和功能，成为具有未分化特性的细胞，又叫做去分化。5.再分化：通过脱分化诱导形成的愈伤组织在适宜培养条件下可再分

4、化成为胚状体或直接分化出器官。愈伤组织形成胚状体的途径：①由体细胞或性细胞，通过脱分化形成胚状体；②通过愈伤组织直接形成胚状体。6.愈伤组织：在植物伤口或在人工培养基上由外植体长出来的一团无序生长的薄壁细胞（细胞排列疏松、无规则）。11.无性繁殖系：即克隆，又叫无性系。从一个祖先通过无性繁殖方式产生的后代,是具有相同遗传性状的群体。在植物细胞工程中即指通过同一个外植体获得越来越多的无性繁殖后代。12.突变体：经过证实已发生遗传变异或新的培养物至少是通过一种诱变处理而发生变异所得的新细胞。13.继代培养：在最初的外植体上切下的新增殖的组织，培养一代时间称之为第一代培养，连续多代培养

5、即为继代培养，有时也称连续培养。14.次级代谢产物：指生物体生长到一定阶段才产生的化学结构十分复杂、对该生物体无明显生理功能，或并非是生物体生长和繁殖所必需的物质，如抗生素、毒素、激素、色素等。次级代谢产物特征：（1）有明显的分类学区域界限；（2）其生物合成需在一定的条件下才能发生；（3）缺乏明确的生理功能；（4）是生命活动的多余成分。第二节植物细胞工程发展简史略第三节植物细胞的形态及生理特性一、植物细胞的形态植物细胞是构成植物体的基本单位。植物细胞的形状多种多样，根据植物种类、存在部位和功能而有所不同。二、植物细胞的结构特征高等植物细胞都是真核细胞，具有典型的，被双层膜包被的细

6、胞核。植物细胞由细胞壁和原生质体两大部分组成。植物细胞的基本特征是含有刚性的细胞壁和大的液泡。细胞壁分为初生细胞壁和次生细胞壁，二者的主要成分都是纤维素。原生质细胞质细胞核液泡生命活性物质无生命物质（后含物）三、植物细胞的主要生理活性物质及其它化学组分生命物质和后含物都是细胞代谢过程的产物。生命物质（酶、维生素、激素和抗生素等）含量少，对细胞内生化代谢和生理活动起重要的调节作用；后含物（生物碱、苷类、有机酸、挥发油、糖类、盐类等）多为贮藏物质和废弃物质，多存在于液泡内。1.生理活性物质生理活性物质是一类对细胞内的生化反应和生理活动起调节作用的物质的总称。（1）酶有机催化剂，生物体

7、内所有的反应都是在酶的催化作用下进行的。酶的特性：①酶具有高效率的催化能力，其效率是一般无机催化剂的107~1013倍。②酶具有专一性，每一种酶只能催化一种或一类化学反应。③酶在生物体内参与每一次反应后，它本身的性质和数量都不会发生改变。④酶的作用条件较温和，酶所催化的化学反应一般是在比较温和的条件下进行的。最适温度、最适pH。（2）维生素维生素是生物的生长和代谢所必需的微量有机物。维生素脂溶性维生素水溶性维生素维生素A维生素D维生素E维生素K维生素B族维生素C维生素作用：生命体