植物细胞培养工程详细资料大全

基本介绍 书名 ：植物细胞培养工程 作者 ：元英进、葛志强  ISBN ：7-5025-5389-4 页数 ：320页 出版时间 ：2004年5月 装帧 ：平装 开本 ：16开 内容简介,目录信息, 内容简介 本书重点在于阐明如下工程问题：①培养细胞生产天然产物能否实现工业化的关键是提高培养细胞生长速度和次生代谢产物的产量，因此如何促进植物细胞高效表达次生代谢产物是目前的研究热点之一，如通过采用高产细胞株的筛选、环境条件的调节、添加前体、诱导子的套用、产物释放技术、两相培养以及固定化培养等策略来促进产物产量；②从工程角度出发，探讨了放大过程中培养体系的流变学特性、混合和传质以及流体的剪下力对悬浮培养的植物细胞生长与生产的影响；③重点介绍了植物细胞搅拌式反应器、气升式反应器和固定化细胞反应器的操作策略以及反应器设计过程中应考虑的问题。本书以现代细胞培养技术和工程原理为基础，紧紧围绕植物细胞培养过程中的关键工程技术和生物学需要，论述了现代植物细胞培养工程的发展方向和前沿技术领域。对读者熟悉并系统掌握现代植物细胞培养工程的基本原理、理论和技术方法，运用这些知识进行工程的创新和开发研究将起到积极的指导作用。 目录信息 第一章概述1 第一节植物细胞培养工程的概念2 一、植物细胞培养工程的定义2 二、植物细胞培养工程的特点2 三、植物细胞培养工程需解决的问题3 第二节植物细胞培养工程的历史与展望8 一、植物细胞培养工程的历史和现状8 二、植物细胞培养工程的展望12 第三节植物细胞培养工程的任务和已有的成果14 一、任务14 二、已有的成果15 参考文献16 第二章植物细胞培养基本技术19 第一节植物细胞培养实验室的设施21 一、洗涤设备的要求和选择21 二、灭菌和无菌设备的要求和选择22 三、培养设备的要求和选择22 四、其他设备的选择23 第二节植物细胞培养的基本技术程式24 一、培养基的组成、配制和灭菌24 二、植物组织的选取与消毒灭菌处理33 三、接种和愈伤组织的诱导35 四、愈伤组织的维持和继代培养40 五、植物细胞培养中的注意事项41 第三节几种典型植物细胞与组织培养43 一、毛状根的诱导和培养43 二、冠瘿组织培养49 三、器官培养50 参考文献52 第三章具有工业价值的植物细胞株的筛选53 第一节植物株、细胞株以及活性成分的筛选54 一、植株筛选与细胞株筛选的相似性及不同点54 二、天然活性成分的筛选55 第二节植物细胞株筛选的方法56 一、筛选原则56 二、筛选途径57 三、筛选方法与筛选过程59 四、筛选培养基的最佳化66 第三节筛选过程中可用的检测手段67 一、质谱分析法68 二、放射免疫测定技术68 三、酶联免疫吸附测定技术68 四、流式细胞仪69 第四节植物细胞的诱变与筛选70 一、培养细胞中诱变剂的使用与突变频率的关系71 二、遗传的变异与外遗传的变异71 三、突变体的筛选方法71 四、细胞突变体的鉴定73 五、诱变与筛选过程中存在的问题74 第五节红豆杉细胞的筛选驯化75 一、技术路线及实施方案76 二、红豆杉愈伤组织系的建立及细胞系的筛选76 三、细胞株的定向富集筛选驯化77 参考文献78 第四章植物细胞培养过程中的几个生物学问题79 第一节培养细胞的分裂与分化79 一、培养细胞的分裂79 二、细胞的遗传稳定性85 三、植物细胞的分化86 四、植物细胞的脱分化93 第二节植物细胞的全能性与再分化94 一、全能性的概念94 二、全能性的研究95 三、全能性的实现途径和形式96 四、植物细胞的再分化97 第三节植物细胞的凋亡100 一、动植物细胞凋亡的异同点102 二、植物生长发育中的凋亡现象103 三、植物细胞凋亡的特征104 四、植物细胞凋亡的调控105 五、凋亡与次生代谢的关系106 参考文献106 第五章诱导子在植物细胞培养生产次生代谢产物中的 作用109 第一节诱导子的概念与分类109 一、概念109 二、分类109 三、诱导子的选择原则110 四、诱导作用机制的研究层次与研究方法110 第二节非生物诱导子及其套用111 一、水杨酸112 二、茉莉酮酸114 三、稀土118 四、诱导子与前体共同作用119 第三节生物诱导子及其套用120 一、真菌诱导子120 二、内生诱导子122 三、微生物酶诱导子122 四、微生物诱导子的作用方式123 五、生物诱导的方法123 第四节诱导体系中各因素对产物合成的影响124 一、 诱导子的专一性124 二、诱导子浓度124 三、诱导子接触的时间段125 四、细胞品系125 五、诱导的时间进程126 六、细胞培养体系中细胞的生长阶段126 七、生长调节因子的影响126 八、培养条件和营养组分127 第五节诱导子的作用机制127 一、信号受体127 二、信号识别阶段129 三、信号转导阶段129 四、细胞效应阶段131 五、植物细胞内参与信号转导的分子及其作用132 参考文献136 第六章植物细胞培养过程技术需求139 第一节培养体系的流变学特性140 一、流体流变学分类140 二、培养液的流变学特性142 三、研究培养液流变学特性的常用方法146 四、培养液流变学特性的研究实例148 第二节植物细胞培养体系的混合154 一、营养物传递方式154 二、反应器内的混合155 三、氧需求和供应157 第三节剪下力对悬浮培养细胞的影响161 一、搅拌式反应器中剪下力的产生162 二、剪下力对植物细胞的影响163 三、剪下力对细胞影响的可能机制164 四、研究植物细胞剪下敏感性的方法166 五、作为反应器设计的指标168 六、植物细胞剪下敏感性研究实例168 参考文献174 第七章植物细胞反应器与操作策略177 第一节植物细胞培养动力学177 一、生长动力学177 二、产物生产动力学183 第二节植物细胞培养反应器185 一、用于植物细胞培养的反应器185 二、反应器的比较与选择196 三、反应器的设计与放大197 第三节反应器操作策略208 一、间歇培养209 二、流加操作210 三、连续培养211 四、两段培养212 参考文献212 第八章搅拌式反应器设计中应考虑的问题213 第一节搅拌的积极作用和不利影响214 一、积极作用214 二、不利影响219 第二节搅拌式反应器设计需要考虑的因素221 一、叶轮转速222 二、叶轮类型222 三、通气速率223 四、表面通气贡献224 五、气泡聚合（融合）作用224 六、细胞团的形成225 七、鲜重/干重225 第三节植物根培养反应器及氧传递方式226 一、反应器内的根培养227 二、根培养反应器的设计原则229 三、通气式氧传递模式230 四、对流流动式氧传递231 五、滴流式氧传递233 参考文献236 第九章植物细胞固定化与固定化细胞反应器237 第一节细胞固定化的优点与方法238 一、固定化的优点238 二、固定化的方法240 第二节固定化细胞的培养策略和影响机制255 一、培养策略255 二、影响机制256 第三节植物细胞固定化反应器259 一、胶粒固定反应器260 二、膜反应器261 三、一般的流程及操作方式266 四、膜反应器存在的问题267 第四节固定化细胞的产物合成与释放能力268 一、产物合成能力提高268 二、促进产物的释放270 三、促进目的产物释放的措施270 参考文献272 第十章植物细胞培养规模的放大275 第一节规模放大的潜力275 一、规模放大的基本原则276 二、不同细胞体系的规模效应278 第二节规模放大后的细胞生长280 一、规模放大后影响细胞生长的因素280 二、生长动力学和数学模型285 第三节规模放大后的产物生产288 一、生产阶段的影响因素288 二、产物生成动力学和数学模型291 参考文献292 第十一章植物细胞培养技术的套用领域295 第一节代谢产物的生产296 一、药物296 二、植物性杀虫剂298 三、色素和化妆品299 第二节生物转化300 一、植物细胞转化特性300 二、提高转化率的方法301 三、生物转化的产物305 第三节人工种子307 一、人工种子的优点307 二、人工种子的制作与贮藏308 参考文献310

一颗小树苗长成了大树，请问树增重的物质主要来自植物进行光合作用需要。

绿色植物由根吸收来的水，99%以上的水都通过蒸腾作用以水蒸气的形式从叶片的气孔散发到大气中去了，只有约1%被植物体利用，用于细胞的构建以及光合作用的原料。光合作用是绿色植物把二氧化碳和水合成有机物，释放氧气，同时把光能转变成化学能储存在合成的有机物中的过程。

植物增加的重量主要来源于通过光合作用制造的有机物的重量，而光合作用的原料是大气中的二氧化碳和土壤中的水。

扩展资料

影响光合作用的因素

1、光照

光合作用是一个光生物化学反应，所以光合速率随着光照强度的增加而加快，但超过一定范围之后，光合速率的增加变慢，直到不再增加。

2、二氧化碳

二氧化碳是绿色植物光合作用的原料，它的浓度高低影响了光合作用暗反应的进行。在一定范围内提高二氧化碳的浓度能提高光合作用的速率，二氧化碳浓度达到一定值之后光合作用速率不再增加，这是因为光反应的产物有限。

3、温度

温度对光合作用的影响较为复杂，由于光合作用包括光反应和暗反应两个部分，光反应主要涉及光物理和光化学反应过程，尤其是与光有直接关系的步骤，不包括酶促反应，因此光反应部分受温度的影响小，甚至不受温度影响。

暗反应是一系列酶促反应，明显地受温度变化影响和制约。当温高于光合作用的最适温度时，光合速率明显地表现出随温度年升而下降，这是由于高温引起催化暗反应的有关酶钝化、变性甚至遭到破坏，同时高温还会导致叶绿体结构发生变化和受损。

4、矿质元素

矿质元素直接或间接影响光合作用，例如，N是构成叶绿素、酶、ATP的化合物的元素，P是构成ATP的元素，Mg是构成叶绿素的元素。

到1926年，美国植物生理学家弗里茨·温特，做了一个颇能说明问题的实验。他使植物的胚芽鞘一面受光照，另一面对着无光的黑暗处；结果胚芽鞘的生长发生了有趣的变化，渐渐地朝着有光的方向弯曲，后来温特从胚芽鞘中分离出一种化合物——植物生长素，它具有促使植物生长的功能。胚牙鞘受到遮荫部分生长加快，受光部分则由于缺少生长素而生长较慢，结果导致弯曲发生。于是温特认为，植物的茎或叶片的弯曲是由于生长素在组织内的不对称分布造成的。当植物受到策略刺激时，植物组织下部的生长素含量会大大增加，于是就使植物的根朝下生长，而茎则朝上生长了。自从温特发现植物生长素的秘密后，很多科学家投入到这一研究领域。他们发现，植物根总是朝着地心引力的方向生长，这同样是通过生长调节剂在根细胞里不同的分布来实现的，于是这些学者们提出，也许有一种被称为“平衡面”的策略感应物流向根细胞的底部，从而影响生长调节剂在细胞中的分布。水平放置的根，其上面比下面生长快，致使根向下生长，可是这种“平衡面”究竟属于何物又是如何起作用的呢学者们一时无法知晓。不久之前，美国俄亥俄州立大学的植物学家迈克尔·埃文斯以及他的同事，提出了一个崭新的理论。他们认为，无机钙对于植物的生长方向起着举足轻重的作用。因为他们在研究中发现，在植物的弯曲生长过程中，无论是根冠下侧部位还是芽的上侧部位，都存在着高含量的无机钙。那么无机钙又是如何使植物辨别方向的呢埃文斯解释说，因为根冠有着极为丰富的含淀粉体的细胞，而淀粉体就会把其内部的钙送到根冠下侧。这时，如果用特殊的实验手段去阻止钙的移动，植物马上就会表现出不按正常的方式去生长。同样，植物的芽虽然没有冠部，但也含有丰富的淀粉体，淀粉体也能将其内部的无机钙送到上侧的细胞中，这显然说明，无机钙对植物生长方向有着不可忽视的重要作用。那么，既然淀粉体内有许多无机钙，而无机钙又能在植物体内来去自如，除了重力之外，又是哪一种力量使无机钙如此方便地上下移动呢最近，美国德克萨斯州立大学的研究人员斯坦利·鲁在研究中发现，这是由于细胞的上端和下端之间的电荷不同，两端电荷的不一致引起细胞极化。结果，为数众多被极化的细胞排列在一起，总电荷就强得足够吸引任何相反电荷的钙原子，驱使它们在体内移动。于是斯坦利·鲁提出，由于细胞的极性带动钙的移动，从而导致植物茎干总是向上生长，而根则朝地下生长。