植物细胞代谢产物制备.ppt

（1）延迟（适应）期（Lagphase）是细胞适应新环境的阶段。此时细胞很少分裂，营养物几乎不消耗。延迟（适应）期时间的长短与种龄、接种量大小及营养物质新旧环境差异大小有关。采用有活力的种子、适当提高接种量有利于缩短延迟（适应）期。（2）对数生长期(Exponentialgrowthphase)该阶段，由于培养基中的营养物质比较充分，细胞生长不受限制，生长旺盛，细胞浓度随时间呈指数增长。细胞浓度的变化率与细胞浓度成正比：dX dt=μX式中：X-细胞浓度；t-时间；μ-比生长速率。 式中：X-细胞浓度；t-时间；μ-比生长速率。第62页,共71页，星期六，2024年，5月2.303lg????在对数生长期，比生长速率达到最大比生长速率μm并保持不变。将细胞浓度变化的对数值与时间作图得到一直线，斜率就是μm。式中：X1、X2-时间为t1、t2时间的细胞浓度；μm-最大比生长速率。细胞浓度增长一倍的时间称为倍增时间(d)。微生物细胞的倍增时间(d)较短：细菌一般为0.25-2h；哺乳动物细胞一般为15-200h，植物细胞倍增时间跨度大，草本类一般为1-3d，木本一般为2-10d。0.693 μmln2 μm=τd= ?X2? ?X1?t2?t1μm=第63页,共71页，星期六，2024年，5月典型的分批培养过程特点：体积不变；营养逐渐消耗殆尽；细胞浓度增加后维持不变，逐渐死亡第64页,共71页，星期六，2024年，5月（3）减缓期(Progressivedecelerationalphase)由于细胞浓度增高、营养物质消耗、有害代谢产物积累，细胞生长受到抑制，生长速率逐渐下降，细胞生长进入减速期。（4）平台期(Plateauphase)由于细胞浓度增高、营养物质大量消耗、有害代谢产物大量积累，细胞生长受到严重抑制，生长速率下降。生成的和死亡的细胞数量大致相当，细胞生长进入静止期，细胞浓度达到最大值。（5）衰退期(Senescencephase)由于营养耗尽，有害物质大量积累，细胞开始自溶、死亡。大多数分批培养都在进入衰亡期前结束。第65页,共71页，星期六，2024年，5月2.流加式培养（Feedingculture）是指在分批培养过程中，间歇地补加一种或多种营养成分的培养方法。细胞初始接种的培养液体积一般为终体积的1/2～1/3。整个培养过程没有培养液流出或细胞产品的收集。特点：体积增加；营养阶段性补充；指数期延长，细胞浓度增加第66页,共71页，星期六，2024年，5月流加培养的优点与分批式培养相比，具有以下优点：（1）可根据细胞生长速率、营养物消耗情况，保证合理、充足的营养。（2）可以减少产物反馈抑制，排除有害代谢产物积累带来的细胞损伤。细胞不易老化。（3）可以避免在分批培养中因一次投料过多造成的底物抑制等影响，改善培养液流体学性质。（4）可延长指数生长期，从而提高细胞浓度，延长细胞培养周期。产物浓度较高，同时又能实现连续收获。第67页,共71页，星期六，2024年，5月3.半连续式培养（Semi-continuousculture）又称为重复分批式培养或换液培养。在细胞增长和产物形成过程中，每间隔一段时间从中取出部分培养液或者细胞，剩余的细胞作为种子，再用新的培养液补足到原有体积。特点：总体积不变；营养阶段性补充；阶段性收获细胞和培养液。每次稀释培养体积的1/2-3/4，以维持细胞的指数生长状态。第68页,共71页，星期六，2024年，5月4.连续式培养（Continuousculture）是在细胞达最大密度之前，以一定速度向生物反应器连续添加新鲜培养基，同时含有细胞的培养液以相同的速度连续从生物反应器流出。理论上讲，该过程可无限延续下去。特点：细胞能在近似恒定状态下生长，营养物质浓度、细胞浓度、产物浓度、pH值基本可保持恒定；稳定状态可有效的延长分批培养中的对数生长期；体积不变。第69页,共71页，星期六，2024年，5月5.灌流式培养（Perfusionculture）是把细胞和培养基一起加入生物反应器后，在细胞增长和产物形成过程中，不断地将部分培养液取出，同时又连续不断地补充新的培养液。特点：细胞浓度增加；总体积不变；营养基本维持恒定。它与连续式操作的不同之处在于取出培养液基时，细胞均保留在生物反应器内。第70页,共71页，星期六，2024年，5月本节小结回顾1：植物细胞与微生物相比有什么特点？回顾2