西安交通大学酶工程课件

LOGO第一节 植物细胞培养产酶20世纪80年代以后植物细胞培养技术迅速发展，已成为生物工程研究 开发的新热点。主要用于色素、药物、香精、酶等次级代谢物的生 产。其中，通过植物细胞培养产酶的研究已经取得可喜进展。第四章 动植物细胞培养产酶2009.5.4一、植物细胞的特性动、植物细胞培养是通过特定技术获得 优良的动、植物细胞，然后在人工控制 条件的反应器中进行细胞培养，以获得 所需产物的过程。 与微生物细胞相比，动物细胞和植物细 胞具有各自不同的特性，需采用各自不 同的培养工艺。植物细胞结构本 章 内 容微生物、植物、动物细胞的特性比较第一节 植物细胞培养产酶 植物细胞的特性 植物细胞培养的特点 植物细胞培养的工艺条件及其控制 植物细胞培养产酶的工艺过程 第二节 动物细胞培养产酶 动物细胞的特性 动物细胞培养的特点 动物细胞培养的方式 动物细胞培养的工艺条件及其控制 动物细胞培养产酶的工艺过程细胞种类 细胞大小/um 倍增时间/h 营养要求 光照要求 对剪切力植物细胞 20-300 >12 简单 大多数要光照 敏感 色素、药物、香 精、酶等微生物细胞 1-10 0.3-6 简单 不要求 大多数不敏感 醇、有机酸、氨基 酸、抗生素、核 苷酸、酶等动物细胞 10-100 >15 复杂 不要求 敏感 疫苗、激素、 抗体、酶等功能 蛋白质主要产物1

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三者之间的差异主要有： 植物细胞>动物细胞>微生物细胞。 动物细胞、植物细胞的生产周期比微生物长。 植物细胞和微生物细胞的营养要求较简单。 大多数植物细胞的生长以及次级代谢物的生产 要求一定的光照强度和时间。 植物细胞和动物细胞对剪切力敏感。 植物、微生物和动物细胞的主要目的产物各不 相同。 外植体首先要选择无病虫害、生长力旺盛、生 长有规则的植株，（如果植物细胞是用于生产 次级代谢物，则需从产生该次级代谢物的组织 部位中切取一部分组织），经清洗，除去表面 的灰尘污物； 将上述外植体切成0.5￣1cm左右的片段或小 块，用70%￣75%乙醇溶液或5%次氯酸钠、 10%漂白粉、0.1%升汞溶液等进行消毒处理， 再用无菌水充分漂洗，以除去残留的消毒剂。二、植物细胞培养的特点植物细胞培养生产各种天然产物，与从植物 中提取分离这些物质相比，具有如下显著特点。1．提高产率 2．缩短周期（植物细胞生长的倍增时间一般为12～60h，一般生产周期15～30天，远低于完整植株的生长周期）2. 植物细胞的获取（1）直接分离法：从外植体直接分离植物细胞的方法通常有机械法和酶解法两种。（2）愈伤组织的诱导法：将上述外植体植入诱导培养基 中，于25℃左右培养一段时间，从外植体的切口部位长出小细胞 团。 （3）原生质体再生法：使用机械分离法或酶解法（常用）获 得植物原生质体后，经过计数和适当稀释，在一定条件下再进行原 生质体培养，使细胞壁再生，而形成单细胞悬浮液。3．易于管理，减轻劳动强度 4．提高产品质量（主要产物浓度较高，有害物质较少） 5. 其他（与微生物比较，植物细胞培养还具有对剪切力敏 感、生长周期长等缺点，此外，许多植物细胞的生长和代谢需要一定 的光照。）三、植物细胞培养的工艺条件及其控制 （一）植物细胞培养的工艺流程外植体→细胞的获取→细胞培养→分离纯化→产物外植体水稻的外植体（幼 胚）和愈伤组织1. 外植体的选择与处理是指从植株取出，经过预处理后，用于植物组织培养和细胞培养的植 物组织（包括根、茎、叶、芽、花、果实、种子等）的片段或小块。愈伤组织2

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3. 细胞培养植物细胞培养系统 MS与B5培养基的组成4. 分离纯化（二） 植物细胞培养的培养基1. 植物细胞培养基的特点 植物细胞培养的培养基与微生物培养基有较大的差别， 其主要不同在于：（1）植物细胞的生长和代谢需要大量的无机盐：除了磷、硫、 氮、钾、纳、钙、镁等大量元素以外，还需要碘、硼、锰、锌、 钼、铜、钴、铁等微量元素。 （2）植物细胞需要多种维生素和植物生长激素：如硫胺素、烟 酸、吡哆醇、肌醇、泛酸、叶酸、生物素和分裂素等。 （3）植物细胞要求的氮源一般为无机氮源：即可以同化硝酸盐和 铵盐。 （4）植物细胞一般以蔗糖为碳源：蔗糖的浓度一般为2%~5%。MS与B5培养基中大量元素母液（10倍浓度）的组成2. 几种常用的植物细胞培养基（1）应用最广的是MS培养基和LS培养基 MS培养基是1962年由Murashinge和Skoog为烟草细胞培养而设计 的培养基。广泛应用于植物细胞、组织和原生质体培养，效果良好。 LS和RM培养基是在其基础上演变而来的。 （2）B5培养基 主要特点是铵的浓度较低，适用于双子叶植物特别是木本植物的 组织、细胞培养。 （3）White培养基 特点是无机盐浓度较低，适用于生根培养。 （4）KM-8P培养基 特点是有机成分的种类较全面，包括多种单糖、维生素和有机 酸，在原生质体培养中广泛应用。 现将MS培养基和B5培养基的组成列表于下几页。MS与B5培养基中微量元素母液（100倍浓度）的组成3

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四、植物细胞培养产酶实例MS与B5培养基中铁盐母液（100倍浓度）的组成以大 …… 此处隐藏：3856字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……