《植物细胞制药》PPT课件(I)

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1、第七章植物细胞制药这是什么？第一节概述一、基本概念悬浮培养：在液体培养基中，能够保持良好分散性的细胞和小的细胞聚集体的培养，在此培养条件下组织化水平较低。细胞培养：利用单个细胞进行液体或固体培养，诱导其增殖及分化。分生组织培养：在人工培养基上培养茎端分生组织细胞。外植体：用于植物组织（细胞）培养的器官或组织（的切断），植物的各部位如根、茎、叶、花、果、穗、胚珠、胚乳、花药、花粉等均可为外植体进行组织培养。器官形成：在组织培养或悬浮培养物中芽、根或花等器官的分化与形成。（1）在先形成的小根基部迅速形成愈伤组织，然后再形成芽（2）在不同部位分别形成芽和

2、根后，再形成维管将两者连接起来形成小植株。无性繁殖系：又叫克隆，指使用母体培养物反复进行继代培养时，通过同种外植体而获得越来越多的无性系后代，如根无性系、组织无性系、悬浮培养物无性系等。从无性系中又可分离形成二个或多个不同的系列，该系列称为“无性系的变异体”。突变体：细胞本身发生遗传变异或应用诱变处理发生的遗传变异所得的新细胞。继代培养：由最初的外植体上切下的新增殖的组织，培养一代称为“第一代培养”，连续培养多代的培养即为继代培养。次级代谢产物：通常把除了核酸、核苷、核苷酸、氨基酸、蛋白质及糖类以外的成分称为次级代谢产物，如生物碱、黄酮、帖类、有机

3、酸、木质素等。原生质体培养：脱壁后的植物细胞称为原生质体（protoplast），其特点是：①比较容易摄取外来的遗传物质，如DNA；②便于进行细胞融合，形成杂交细胞；③与完整细胞一样具有全能性，仍可产生细胞壁，经诱导分化成完整植株。单倍体培养：通过花药或花粉培养可获得单倍体植株，经人为加倍后可得到完全纯合的个体。二、植物细胞培养的发展简史19世纪，细胞学说20世纪20—30年代，在胚胎培养和器官培养领域取得了一定成果30年代末—40年代，研究工作主要集中在植物细胞器官与营养需求之间的关系40年代末—50年代，植物组织培养进入了一个崭新阶段，主要是发

4、现了一系列植物生长调节物质在植物培养中的作用，并且提出了用植物细胞培养技术生产有用的次级代谢产物。60年代初，成功制备植物原生质体，开发了全化学培养基（MS培养基）60年代—70年代中叶，主要工作是开发培养基和研究培养方法75—85年，主要进行了优化细胞生长和次级代谢产物形成的研究，二者的结合，导致了硬紫草两段培养法生产紫草宁及其衍生物的商品化生产。90年代–至今，主要是集中在抗癌药物，如长春花碱、喜树碱、紫杉醇等植物培养次生代谢物生产的研究植物是自然界中最好的化工厂目前超过100，000种化合物被从植物中鉴定，并以每年约4，000种新化合物的速度

5、增加植物次生代谢物质大多具有生物活性，被用作医药品、化妆品、食品添加剂等三、植物次生代谢与次生代谢产物植物次生代谢物的获得直接从野生植株中分离提取植物细胞培养缺点：植物细胞生长缓慢；次生代谢物含量低；生产能力不稳定；难工业化优点：不破坏自然资源；不受季节、气候和地域限制；不占用耕地植物发根培养利用组织和细胞培养技术生产药用成分植物组织及细胞培养过程中，所产生的次生代谢物常存在于细胞内，可以收获细胞进行提取，因所含色素等杂质较少，所以提取过程相对于从原植物中提取要简单一些。植物培养细胞中有效成分含量高于原植物中的含量培养周期短，有利于节约成本大规模生

6、产利用组织和细胞培养产生新的化合物鸡骨常山---利血平长春花---蛇根碱利用组织和细胞培养物转化药用成分植物细胞和组织培养物中含有催化氧化、还原、甲基化、羟基化、异构化、酯化、糖基化、羧基化、去甲基化等多种反应的酶类，可使加入到培养物中的原料转化成有用的化合物。第二节植物细胞的形态和生理特征一、植物细胞的形态二、植物细胞的结构特征三、细胞后含物和生理活性物质1、细胞后含物：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、有机酸、挥发油等。（2）糖苷类：（1）生物碱：生物体内的碱性含氮有机化合物，具环状结构，难溶于水，与酸可形成盐，有一

7、定的旋光性与吸收光谱，大多有苦味，呈无色结晶状，少数为液体。生物碱有几千种，由不同的氨基酸或其直接衍生物合成而来，是次级代谢物之一，对生物机体有毒性或强烈的生理作用。毛莨科黄连根茎中的小蘖碱是黄连素的主要成分，有抗菌消炎作用；萝芙木中的利血平能降血压；石蒜中的加兰他敏对小儿麻痹后遗症有疗效;罂粟果皮中所含的吗啡碱是著名镇痛剂；奎宁碱是有价值的解热药；三尖杉碱和长春花碱是治癌良药；秋水仙素（碱）能人工诱变产生多倍体。托品类生物碱：颠茄产生的次级代谢产物，具有松弛平滑肌，阻断汗与唾液分泌的作用。莨菪碱：古希腊神殿女祭司发布预言前，在仪式中燃烧莨菪，由于

8、烟中含有令人失忆的东莨菪碱，因此被用来作为洗脑的药物。现今眼科或外科手术前使用的镇静药物，或晕车晕船时贴在耳后的贴剂，均含