生物制药 第五章 植物细胞工程制药ppt课件.ppt

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1、第五章植物细胞工程制药植物次级代谢产物–药用、食品、化工和农业化学的重要原料利用植物细胞工程技术生产含量低、天然资源匮乏、结构复杂、化学合成困难的天然药物等有用物质。第一节概述1．植物组织和器官培养在无菌和人工控制的营养（培养基）及环境条件（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。一、基本概念1）幼苗及较大植株的培养，即为“植物培养”2）从植物体各种器官的外植体增殖而形成的愈伤组织的培养叫“愈伤组织培养”;3）能够保持较好分散性的离体细胞或较小的细胞团的液体培养，称为“悬浮培养”;4）离体器官的培养，如茎尖、根尖、叶片、

2、花器官各部分原基或未成熟的花器官各部分以及未成熟果实的培养，称为“器官培养”;5）未成熟或成熟的胚胎的离体培养，则为“胚胎培养”。植物无菌培养技术分类：2．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。组织化水平较低。3．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。目的是为了得到单细胞无性繁殖系。4．分生组织培养：又称生长锥培养，是指在人工培养基上培养茎端分生组织细胞。分生组织–茎尖分生组织的部位仅限于顶端圆锥区5．外植体：是指用于植物组织（细胞）培养的器官或组织的切段，植物的各部位均可作为外植体进行组织

3、培养。6．器官形成：是指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。或者在先形成的小根基部迅速形成愈伤组织，然后再形成芽；或者在不同部位分别形成芽和根之后，再形成维管组织而将二者连成一个轴，最后形成小植株。7．无性繁殖系（克隆）：是指使用母体培养物反复进行续代培养时，通过同种外植体而获得越来越多的无性繁殖后代而言，如根无性系、组织无性系、悬浮培养物无性系等。8．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，即为突变体。9．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”。连续多代培养即为“继

4、代培养”，又称“连续培养”10.次级代谢和次级代谢产物1）有明显的分类学区域界限；2）其合成需在一定的条件下才能合成；3）缺乏明确的生理功能；4）是生命的多余成分。生物碱、黄酮体、萜类、有机酸、木质素等1934年White,番茄离体根培养试验1934年Kogl,分离和确认细胞生长素吲哚乙酸（indolaceticacid,IAA）1937年White,发现B族维生素对离体根的生长具有重要作用。1941年Overbeek,在曼陀罗幼胚的培养基中，以椰子乳作为附加物，发现幼胚可以成熟。1946年罗士韦，利用寄生植物菟丝子茎尖培养，观察到花的形成开始的。

5、第二节植物细胞工程的发展简史40年代末到50年代，Skoog和我国学者崔澄，发现腺嘌呤或腺苷能够解除培养基中生长素（IAA）对芽形成的抑制作用，并诱导芽的形成。腺嘌呤/生长素比例高时，产生芽，比例低时，则形成根。1956年Miller等，发现激动素（kinetin,KT）,后来又发现激动素亦可促进芽的形成，其效力为腺嘌呤的30,000倍。60年代Cocking等，利用真菌的纤维酶成功地分离出植物的原生质体。1962年Muraskign和Skoog,开发了化学成分完备的生长培养基(MS培养基)。60至70年代中叶，开发培养基和研究培养方法1975年至

6、1985年，优化细胞生长和次级代谢产物形成的研究。90年代，应用了分子生物学技术，利用红豆杉（Taxuschinensi）细胞培养生产抗癌新药紫杉醇（taxol）。来自于植物体和细胞培养的紫草宁含量比较第三节植物细胞的形态和生理特性一、植物细胞的形态单细胞植物，由单细胞构成。游离的或排列疏松的薄壁细胞多呈球形、类圆形、椭圆形；排列紧密地细胞多呈角形；具有支持作用的细胞，细胞壁常增厚，呈类圆形、纺锤性等；具有输导作用的细胞则呈管状。植物细胞大小不一。几十μm~数十米二、植物细胞的结构特征植物细胞的3个特点：细胞壁、液泡、质体（如叶绿体）1.细胞壁:植

7、物细胞最显著的特征之一是具有一定硬度和弹性的细胞壁。组成：纤维素、半纤维素、果胶、结构蛋白质,对很多生物活性成分具有通透性。2.原生质体：是细胞内有生命的物质，是细胞的主要成分，细胞的一切代谢活动的场所，包括细胞质、细胞核、液泡1)细胞质细胞壁和细胞核之间，为半透明的基质①质膜（plasmicmembrane）紧贴其外的是细胞膜，半透明，对各种离子和分子的透性是有选择性的，但对水分子能自由通过，调节着细胞与其周围环境间的物质交换。被着液泡的膜–液泡膜（vacuolarmembrane），结构与质膜类似②内质网由很多小管（tubule）组成，众

8、多小管连在枕头套样的成对的膜（cisternae）上。分为糙面内质网和光面内质网糙面内质网–上有许多称为核糖体的小颗粒光