为了大量获得植物产生的次生代谢物,20世纪50年代，科学家尝试将微生物发酵工艺用于植物细胞的悬浮培养，由此发明了植物细胞生物反应器。目前，植物细胞生物反应器主要包括植物细胞悬浮培养生物反应器和植物细胞固定化生物反应器。
1.植物细胞悬浮培养生物反应器
植物细胞悬浮培养生物反应器分为搅拌式和非搅拌式两大类。搅拌式生物反应器通过机械搅拌使培养的细胞悬浮和通气，优点是搅拌充分，供氧充足，反应器中的温度、pH及营养物质浓度易于调节，但搅拌装置有剪切力，对细胞会造成一定影响。利用搅拌式生物反应器可培养烟草、葡萄、长春花等植物的细胞。
非搅拌式生物反应器结构简单，对细胞的剪切力小，它又分为气升式、鼓泡式和转鼓式等类型。气升式生物反应器可以通入无菌空气，空气沿着反应器内部的管路流动，带动培养液进行循环，实现供氧和混合的目的。这种反应器的优点是对植物细胞的伤害小。培养液能不断循环，混合效果好，有利于提高细胞浓度和次生代谢物的产量，可见气升式生物反应器十分适合植物细胞的培养。
鼓泡式生物反应器结构简单，反应器从底部通入无菌气体产生大量气泡，气泡在上升过程中起供氧和混合的作用。鼓泡式生物反应器的操作更为平缓，但混合效果不好，适合培养对剪切力敏感的细胞，不适合高密度和黏度较大的培养体系。利用鼓泡式生物反应器可培养人参、藏红花等植物的细胞。
转鼓式生物反应器通常为卧式或略微倾斜，通过转盘或转鼓的旋转实现混合的目的。转鼓也称为滚筒，它的转动速率很慢。转鼓式生物反应器具有悬浮系统均一、剪切力弱、供氧效率高等优点，适合高密度植物悬浮细胞的培养，目前已用于培养蔓长春花、紫草、烟草等植物的细胞。2.植物细胞固定化生物反应器植物细胞的固定化就是将细胞固定在多糖或多聚化合物等载体上，以便在不同类型的反应器中进行培养。固定化培养可以降低剪切力，固液特定界面的接触也比较多，有利于次生代谢物的积累。固定化培养适合进行连续培养或生物转化等，目前已用于培养辣椒、毛地黄、雷公藤、胡萝卜等植物的细胞。根据固定方法的不同，植物细胞固定化生物反应器分为流化床生物反应器、填充床生物反应器和膜生物反应器。流化床生物反应器是一种循环式反应器，固定化细胞、气泡等在培养液中循环运转，混合比较均匀。填充床生物反应器是将细胞固定于支持物表面或内部，支持物固定不动，培养基在床间流动，以实现高密度培养，但这种反应器的混合效果较差，受压时容易导致支持物脆裂，产生缝隙。膜生物反应器是将植物细胞固定在具有一定孔径和选择透过性的薄膜中，营养物质和产物均可以透过薄膜。除了培养植物细胞，生物反应器也可以用于培养外植体，并由此形成植物器官培养系统，如毛状根培养系统、体细胞胚培养系统、芽培养系统等。毛状根培养系统已用于培养辣根、青蒿、人参、烟草、胡萝卜等，体细胞胚培养系统可培养芹菜、胡萝卜、火炬松等。新人教选择性必修3教师用书P93-94,