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上篇 细胞工程基础 3

第1章 细胞工程简介 3

1.1 生物工程 3

1.1.1 生物工程发展历程 3

1.1.2 现代生物工程组成 4

1.2 细胞工程 6

1.2.1 细胞工程发展历史 7

1.2.2 细胞工程与其他生物工程技术的关系 9

1.2.3 细胞工程主要应用 10

【复习题】 10

【学生自主学习资料】 11

【参考文献】 11

第2章 细胞工程基础 12

2.1 细胞组成 12

2.1.1 细胞的分子组成 12

2.1.2 细胞的结构组成 12

2.2 细胞周期与细胞分裂 16

2.2.1 细胞周期 16

2.2.2 无丝分裂 17

2.2.3 有丝分裂 17

2.2.4 减数分裂 19

2.3 细胞凋亡与细胞坏死 20

2.3.1 细胞凋亡 20

2.3.2 细胞坏死 20

2.4 细胞分化与脱分化 20

2.4.1 细胞全能性 20

2.4.2 细胞分化 20

2.4.3 细胞脱分化 21

2.4.4 细胞再分化 21

2.5 组织与器官 21

2.6 生殖与发育 22

2.6.1 植物有性生殖 22

2.6.2 动物有性生殖 23

【复习题】 26

【学生自主学习资料】 26

【参考文献】 26

中篇 植物细胞工程 29

第3章 植物组织与器官培养 29

3.1 植物组织培养 29

3.1.1 发展历史 29

3.1.2 植物组织培养再生植株的途径 30

3.1.3 植物组织培养的培养基 33

3.1.4 植物组织培养问题分析 36

3.2 植物胚胎培养 37

3.2.1 成熟胚培养 38

3.2.2 幼胚培养 38

3.2.3 胚乳培养 38

3.2.4 胚珠和子房培养 38

3.3 毛状根培养 39

3.3.1 毛状根诱导 39

3.3.2 毛状根培养的生物反应器 40

3.3.3 毛状根培养生产次级代谢产物 40

【复习题】 41

【学生自主学习资料】 41

【参考文献】 41

附录：植物组织与细胞培养常用的培养基（mg/L） 42

第4章 人工种子与植物脱毒 43

4.1 人工种子 43

4.1.1 人工种子制作 43

4.1.2 人工种子的储存 44

4.2 植物脱毒 44

4.2.1 植物脱毒方法 45

4.2.2 脱毒植物鉴定 46

【复习题】 47

【学生自主学习资料】 47

【参考文献】 47

第5章 植物细胞培养与次级代谢产物制备 48

5.1 植物细胞培养及其特点 48

5.2 植物细胞培养技术 48

5.2.1 培养基 48

5.2.2 植物单细胞分离与小规模培养 49

5.2.3 细胞系与细胞株 50

5.2.4 植物细胞大规模悬浮培养 51

5.2.5 植物细胞固定化培养 53

5.2.6 植物细胞两相培养 56

5.3 植物细胞培养生产次级代谢产物 57

5.3.1 植物次级代谢产物的生物合成 58

5.3.2 影响因素 58

【复习题】 60

【学生自主学习资料】 61

【参考文献】 61

第6章 原生质体培养与诱变 62

6.1 原生质体培养 62

6.1.1 原生质体的分离纯化 62

6.1.2 原生质体鉴定与活力测定 63

6.1.3 原生质体培养与植株再生 64

6.2 原生质体变异 64

6.2.1 自发突变 64

6.2.2 原生质体诱变 65

【复习题】 65

【学生自主学习资料】 65

【参考文献】 65

第7章 细胞融合与体细胞杂交 66

7.1 细胞融合 66

7.1.1 生物法 67

7.1.2 化学法 68

7.1.3 物理法 69

7.2 体细胞杂交 70

7.2.1 杂种细胞筛选 71

7.2.2 杂种植物鉴定 72

【复习题】 72

【学生自主学习资料】 72

【参考文献】 73

第8章 多倍体与单倍体植物 74

8.1 染色体工程 74

8.2 多倍体植物 74

8.2.1 多倍体植物特点 74

8.2.2 多倍体植物培育 75

8.2.3 多倍体植物鉴定 76

8.3 单倍体与纯合二倍体植物 77

8.3.1 单倍体植物 77

8.3.2 纯合二倍体植物 80

【复习题】 81

【学生自主学习资料】 81

【参考文献】 81

第9章 植物离体受精 82

9.1 植物离体受精 82

9.2 离体传粉 82

9.2.1 子房离体授粉 82

9.2.2 胚珠试管受精 82

9.3 体外受精 83

9.3.1 精细胞获得 83

9.3.2 卵细胞分离 83

9.3.3 人工合子 84

【复习题】 84

【学生自主学习资料】 84

【参考文献】 84

第10章 转基因植物 85

10.1 转基因植物 85

10.1.1 受体 85

10.1.2 转基因方法 85

10.1.3 转基因植物鉴定 88

10.2 基因改良植物 88

10.2.1 抗虫害植物 88

10.2.2 抗除草剂植物 89

10.2.3 高品质植物 89

10.3 转基因植物生物制药 89

10.4 转基因植物的安全性问题 90

【复习题】 90

【学生自主学习资料】 90

【参考文献】 91

下篇 动物细胞工程 95

第11章 动物细胞培养与表达制备药用蛋白 95

11.1 动物细胞培养 95

11.2 动物细胞培养的特点 95

11.2.1 贴附型细胞 96

11.2.2 非贴附型细胞 98

11.3 培养工具与条件 98

11.3.1 工具 98

11.3.2 培养条件 98

11.3.3 培养基 99

11.3.4 常用溶液 100

11.4 体外培养细胞生长和增殖过程 101

11.4.1 原代培养 103

11.4.2 传代培养 104

11.5 细胞株与保存 105

11.5.1 分类 105

11.5.2 常用细胞株 106

11.5.3 细胞冷冻保存 107

11.6 动物细胞小规模培养 107

11.6.1 悬滴培养 107

11.6.2 灌注小室培养 107

11.6.3 培养瓶培养 108

11.6.4 培养板培养 108

11.6.5 转管培养 108

11.6.6 转瓶培养 108

11.7 动物细胞大规模培养 108

11.7.1 悬浮培养 108

11.7.2 微载体培养 109

11.7.3 中空纤维法 111

11.8 动物细胞培养的生物反应器 111

11.8.1 生物反应器特点 111

11.8.2 生物反应器类型 112

11.9 动物细胞大规模培养的影响因素 114

11.9.1 氨 114

11.9.2 乳酸 114

11.9.3 甲基乙二醛 114

11.9.4 二氧化碳 114

11.9.5 渗透压 115

11.9.6 载体 115

11.9.7 细胞死亡与凋亡 115

11.9.8 参数控制 115

11.10 动物细胞表达制备药用蛋白 115

11.10.1 转基因方法 115

11.10.2 转染细胞筛选 118

11.10.3 外源基因表达 119

【复习题】 123

【学生自主学习资料】 123

【参考文献】 123

附录：动物细胞培养常用的培养基（mg/L）与BSS溶液 123

第12章 杂交瘤技术与单克隆抗体 126

12.1 杂交瘤技术 126

12.2 单克隆抗体 126

12.2.1 多克隆抗体与单克隆抗体 126

12.2.2 单克隆抗体的生产途径 127

12.2.3 单克隆抗体的杂交瘤制备 127

12.2.4 单克隆抗体的鉴定 131

12.3 人源化单克隆抗体 131

12.3.1 人－鼠杂交瘤单克隆抗体 132

12.3.2 人－人杂交瘤单克隆抗体 132

12.3.3 严重免疫缺陷小鼠制备人源化单克隆抗体 132

12.3.4 基因工程单克隆抗体 132

【复习题】 133

【学生自主学习资料】 133

【参考文献】 133

第13章 体外受精与核移植动物 134

13.1 胚胎工程 134

13.2 体外受精动物 134

13.2.1 精子的采集与体外获能 134

13.2.2 卵细胞回收与成熟培养 135

13.2.3 体外受精 136

13.2.4 胚胎培养 137

13.2.5 胚胎移植 138

13.3 试管婴儿 138

13.3.1 控制性超排卵与取卵 139

13.3.2 精子采集与获能处理 140

13.3.3 体外受精 140

13.3.4 胚胎培养 140

13.3.5 胚胎移植与观察 140

13.4 核移植动物 140

13.4.1 核移植动物培育流程 141

13.4.2 胚胎细胞克隆动物 143

13.4.3 体细胞克隆动物 143

13.5 冷冻保存技术 145

13.5.1 胚胎冷冻保存 145

13.5.2 精子冷冻保存 147

13.5.3 卵细胞冷冻保存 148

13.6 性别控制 148

13.6.1 受精前性别控制 148

13.6.2 胚胎移植前性别控制 149

【复习题】 151

【学生自主学习资料】 151

【参考文献】 151

第14章 多倍体与转基因动物 152

14.1 多倍体动物 152

14.1.1 多倍体动物培育 152

14.1.2 多倍体动物鉴定 153

14.2 转基因动物 154

14.2.1 转基因方法 154

14.2.2 转基因动物鉴定 156

14.2.3 基因改良动物 156

14.2.4 转基因动物乳腺生物反应器 156

【复习题】 157

【学生自主学习资料】 157

【参考文献】 158

第15章 干细胞 159

15.1 干细胞 159

15.2 胚胎干细胞 159

15.2.1 胚胎干细胞的分离 159

15.2.2 胚胎干细胞的鉴定 160

15.2.3 胚胎干细胞的体外培养 161

15.2.4 胚胎干细胞的体外诱导分化与筛选 163

15.2.5 胚胎干细胞研究存在的问题 164

15.3 成体干细胞 164

15.3.1 成体干细胞分离培养 165

15.3.2 成体干细胞研究存在的问题 166

【复习题】 166

【学生自主学习资料】 166

【参考文献】 167

第16章 组织工程 168

16.1 组织工程及其三要素 168

16.1.1 种子细胞 168

16.1.2 支架材料 168

16.1.3 影响因子 170

16.2 组织工程技术路线 171

16.3 组织工程生物反应器 171

16.3.1 微重力反应器 171

16.3.2 流体应力生物反应器 172

16.4 组织工程产品 172

16.4.1 组织工程皮肤 172

16.4.2 组织工程骨 172

16.4.3 组织工程血管 173

【复习题】 173

【学生自主学习资料】 173

【参考文献】 173

重要概念索引 175