《植物工程制药》PPT课件

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1、第四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的特性按人们的意思发生改变,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.高等植物次级代谢产物极其丰富多样，除药用之外，许多次级代谢产物还是食品、化工和农业化学的重要原料。植物生长缓慢，受气候影响，即使是大规模的人工栽培仍然不能满足需要。一方面通过化学合成的方法来生产，另一方面通过植物细胞培养方法来生产。目前成功培养的

2、药用植物细胞：人参、长春花、紫草、甘草等。内容第一节基本概念第二节植物细胞的形态和生理特性第三节植物细胞培养的基本技术第四节影响植物次级代谢产物累积的因素第五节植物细胞培养的生物反应器第六节进展与展望第七节植物细胞制药实例第一节基本概念1、植物细胞的全能性：植物体中任何一个具有完整细胞核的细胞，在一定条件下都可以重新再分化形成原来的个体。全能性高低:①受精卵＞胚胎干细胞＞生殖细胞＞体细胞②植物细胞＞动物细胞2、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），研究植物的细胞、组织和器官以

3、及控制其生长发育的技术。进行植物组织培养，一般要经历以下五个阶段：1外植体的选择及培养。2诱导去分化阶段。3继代增殖阶段。4诱导分化生根成芽阶段。5移栽成活阶段。植物组织培养的基本过程外植体愈伤组织胚状体已分化出根、芽分化程度降低，分裂能力增强重新分化出组织器官的过程（细胞分裂素、生长素）细胞分化程度与细胞分裂能力呈负相关脱分化遮光再分化光照3、外植体：是指用于植物组织细胞培养的器官或组织的切段，植物的各个部位如根、茎、叶、花、果等均可以作为外植体进行培养。植物的各个部分凡是能培养后成长成一颗植株的都是

4、外植体。4、愈伤组织：植物局部创伤后或者在组织培养中，当已经分化的细胞恢复了细胞分裂能力，而增殖形成的无组织，无器官分化的薄壁细胞团。在组织培养中，先由外植体增值产生，在一定条件下，对它进行一段时间培养。或者说是在植物受伤后或在植物组织培养过程中形成的一种未分化的薄壁组织。愈伤组织的形成愈伤组织：离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时间以后，通过细胞分裂，形成一种排列疏松无规则、高度液泡化、无定形态的薄壁细胞组成的组织。胡萝卜的愈伤组织5、次级代谢和次级代谢物：它是相对于初级代谢物而言，一般指对生物体

5、没有明确的生理功能，是生命的多余成分。次级代谢物多是生物药物。理论与技术基础：植物细胞全能性、微生物液体深层发酵系统、遗传工程。所有技术的建立都是基于一个基本的程序：首先在完整的植株求取所需的植物组织，进行植物外植体的培养，或诱导愈伤组织进行脱分化的培养，建立稳定高产的细胞株系，然后在此基础上进行原生质体培养、液体悬浮培养或深层的大规模细胞培养。植物组织培养外植体愈伤组织新植株蝴蝶兰试管苗工厂化生产第二节植物细胞的形态和生理特征一、植物细胞的形态为了适应其功能的需要，细胞形态各异，在活体内它是有各种各样

6、的形状。二、植物细胞的结构根据有无细胞核分成原核细胞和真核细胞。高等植物细胞均为真核细胞。细胞由细胞壁和原生质体组成，原生质体内有多种细胞器，发挥不同的功能。植物细胞有三个特点：具有刚性的细胞壁、大的液泡和质体。细胞壁：具有一定硬度和弹性。对水溶液和许多生物活性物质具有通透性。液泡：具有大的中央液泡是成熟的植物生活细胞的主要特征。液泡中有各种物质，蛋白酶，色素，晶体和多种代谢产物等，是多种无机物和有机物的混合物，有的是细胞的储藏物（糖、有机酸、蛋白质、磷脂），有的是代谢物（色素、草酸钙等）。质体：是一类

7、与碳水化合物的合成与贮藏密切有关的细胞器。根据色素的不同分为叶绿体、有色体，白色体。其中叶绿体是光合作用的质体。所以说植物是光能自养型的生物。能源来源于光能，碳源来源于二氧化碳。三、植物细胞的主要生理活性物质及其它化学组分1、生理活性物质对细胞内生化代谢和生理活动起调节作用。含量少，生理作用重要。酶、维生素、植物激素（代谢调节作用）抗生素和植物杀毒素：微生物产生的抑制某些微生物的物质是抗生素，对于高等植物来说，葱、辣椒、蒜、萝卜也能产生杀菌的物质，称为植物杀菌素。2、其他成分（后含物）分布在液泡内。是多

8、种无机物和有机物的混合物，液泡中的这些后含物是植物药物的来源。植物细胞形成的次级代谢物大都送到液泡内堆积，因此如何取得液泡内的次级代谢产物是目前培养技术的关键。生物碱:麻黄碱、咖啡因、阿托品、喹宁等糖苷类：黄酮苷、洋地黄毒苷、蒽醌、紫草宁挥发油：薄荷油、丁香油、桉油有机酸：苹果酸、柠檬酸、水杨酸、酒石酸四、植物培养细胞的生理特征1、植物细胞培养阶段包括延迟期，加速期、对数期、稳定期，植物培养细胞的重量的增加主要是取决于对数期，而次级代谢产物