細胞工程

前言

　　細胞工程是現(xiàn)代生物工程中一門綜合性生物技術(shù)，它與基因工程一起代表著現(xiàn)代生物工程最新的發(fā)展前沿。細胞工程涉及面極其廣泛，在生命科學、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、食品、生物資源與環(huán)境保護等領(lǐng)域起著越來越重要的作用?！　¤b于細胞工程曰益重要的地位，該領(lǐng)域的研究和開發(fā)工作需要大批科技工作者的加入，許多高校紛紛開設(shè)了細胞工程課程。但是，目前有關(guān)細胞工程的書籍大都是針對本科生的教材，不適用于高職高專的學生，因此，我們在多年的教學基礎(chǔ)上編寫了這本《細胞工程》教材。本書具有以下特點：　　一、以關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用為主線，全書分為總論、植物細胞工程和動物細胞工程三編?！　】傉摻榻B細胞工程概況、細胞工程基礎(chǔ)、細胞工程研究的基本設(shè)備和通用技術(shù)，是后兩編的基礎(chǔ)。后兩編各成完整體系，既有理論部分，又有實訓部分。每章又分為基本概念、基本理論、關(guān)鍵技術(shù)、注意事項、本章小結(jié)、復(fù)習思考題、參考文獻等幾大部分，力求做到理論夠用，突出技能?！　《?、實訓部分闡述技術(shù)方法詳細具體，實用性強?！　∪?、本書采用了大量的圖片和表格，簡潔、明了、形象、直觀地介紹較為抽象的基本概念、基本原理和技術(shù)，力爭文字簡練，圖文并茂，通俗易懂?！　”緯彩拢本┏鞘袑W院龐俊蘭編寫第1章緒論、第3章細胞工程研究的基本設(shè)備和基本技術(shù)、第8章植物種質(zhì)資源保存以及植物細胞工程實訓部分；深圳職業(yè)技術(shù)學院張麗君編寫第9章動物細胞培養(yǎng)的基本知識與技術(shù)、第11章動物細胞培養(yǎng)的應(yīng)用技術(shù)和動物細胞工程實訓部分；第10章動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)由屈毅編寫；第4章植物組織器官培養(yǎng)技術(shù)、第6章植物原生質(zhì)體培養(yǎng)和體細胞雜交由楊艷芳編寫；第2章細胞工程基礎(chǔ)由廖俊杰和屈毅編寫；第5章植物細胞培養(yǎng)技術(shù)由信陽農(nóng)業(yè)高等?？茖W校王德芝編寫；第7章植物基因轉(zhuǎn)化受體系統(tǒng)由楊清編寫；第12章動物干細胞技術(shù)簡介由張麗君、楊兆勇編寫。動物細胞工程部分由張麗君統(tǒng)稿，植物細胞工程的統(tǒng)稿以及全書的定稿由龐俊蘭完成?！　”本┐髮W生命科學院的田清淶教授對全書進行了認真審定，提出了許多寶貴意見，其嚴謹?shù)膶懽鲬B(tài)度，科學化、規(guī)范化的寫作要求使我們受益匪淺。　　本書引用和參考了一些文字和圖片，在此向其作者表示衷心感謝?！　”緯木帉懥η笙到y(tǒng)、生動、形象地介紹細胞工程的主要技術(shù)原理和方法，但是由于細胞工程的迅猛發(fā)展，以及編著者本身的知識和能力的限制，書中難免有不足之處。衷心希望各位專家、讀者批評指正，以待重印、再版時改正和充實。　　龐俊蘭　　2007年2月

內(nèi)容概要

　　《細胞工程》以細胞工程基本概念、基本理論和關(guān)鍵技術(shù)及其實際應(yīng)用為主線，從高職高專教學的培養(yǎng)目標出發(fā)，本著“理論夠用，突出技能”的原則，以基礎(chǔ)知識為主體，強化對學生的實踐技能和創(chuàng)業(yè)精神的培養(yǎng)，全面提高學生的綜合素質(zhì)?！都毎こ獭酚扇糠纸M成：總論重點介紹細胞工程的概念、發(fā)展簡史及其在現(xiàn)代生物技術(shù)中的地位與應(yīng)用；細胞工程的基礎(chǔ)；細胞工程的基本設(shè)備和基本技術(shù)。理論部分分別介紹植物細胞工程和動物細胞工程的相關(guān)概念、基本原理、關(guān)鍵技術(shù)；實訓部分介紹當前細胞工程最實用和前沿技術(shù)及規(guī)范標準，使學生能真正掌握，進入工作崗位能直接上手。《細胞工程》適于作為應(yīng)用性、技能型人才培養(yǎng)各類教育生物技術(shù)、生物制藥、食品等專業(yè)教學用書，亦適合相關(guān)領(lǐng)域工作人員參考。

書籍目錄

總論第一章 緒論第一節(jié) 細胞工程的基本概念第二節(jié) 細胞工程的主要技術(shù)一、細胞與組織培養(yǎng)技術(shù)二、細胞融合技術(shù)三、細胞拆合技術(shù)四、染色體工程五、胚胎工程六、細胞遺傳工程七、干細胞與組織工程第三節(jié) 細胞工程的發(fā)展歷史一、植物細胞工程的發(fā)展簡史二、動物細胞工程的發(fā)展簡史第四節(jié) 細胞工程的應(yīng)用一、植物脫毒和離體快繁二、新型動植物品種的培育三、珍惜動植物種質(zhì)資源的保存和保護四、利用動植物細胞培養(yǎng)生產(chǎn)有用物質(zhì)五、通過體外受精和胚胎移植技術(shù)產(chǎn)生試管動物（嬰兒）六、獲得克隆動物七、干細胞的研究和應(yīng)用第五節(jié) 細胞工程與其他現(xiàn)代生物技術(shù)的關(guān)系第二章 細胞工程基礎(chǔ)第一節(jié) 細胞生物學基礎(chǔ)一、細胞的發(fā)現(xiàn)二、細晌的分類三、細胞器的結(jié)構(gòu)與功能四、染色質(zhì)和染色體五、細胞分裂與增殖六、細胞周期七、細胞分化與細胞全能性八、細胞衰老、凋亡與癌變第二節(jié) 分子生物學基礎(chǔ)一、核酸二、蛋白質(zhì)三、遺傳信息從DNA復(fù)制到蛋白質(zhì)表達四、基因工程技術(shù)第三章 細胞工程實驗室設(shè)置與基本技術(shù)第一節(jié) 實驗室設(shè)置一、洗滌室二、滅菌室三、配制室四、無菌操作室（接種室）五、培養(yǎng)室六、鑒定室七、馴化移植室第二節(jié) 實驗室主要儀器設(shè)備一、常規(guī)設(shè)備二、滅菌設(shè)備三、培養(yǎng)設(shè)備四、培養(yǎng)容器與用具五、無菌操作設(shè)備第三節(jié) 細胞工程的基本操作技術(shù)一、洗滌技術(shù)二、滅菌技術(shù)三、無菌操作技術(shù)四、外植體的選擇與處理技術(shù)（以植物為例）第四節(jié) 培養(yǎng)基的成分、配制與選擇一、培養(yǎng)基的成分及其作用二、培養(yǎng)基的配方及培養(yǎng)基的選擇三、培養(yǎng)基的配制方法第五節(jié) 培養(yǎng)條件的選擇一、光照二、溫度三、濕度四、pH五、滲透壓六、氣體第一篇 植物細胞工程第四章 植物組織器官培養(yǎng)技術(shù)第一節(jié) 植物組織培養(yǎng)的基本原理一、植物組織培養(yǎng)的相關(guān)定義二、植物組織培養(yǎng)的基本原理第二節(jié) 植物組織培養(yǎng)的基本步驟一、無菌外植體的獲得二、初代培養(yǎng)物的建立三、形態(tài)發(fā)生和植株再生四、培養(yǎng)產(chǎn)物的觀察記載第三節(jié) 植物脫毒與快速繁殖技術(shù)一、植物快速繁殖及脫毒的基本概念二、植物脫毒和快速繁殖的意義三、植物脫毒的原理和技術(shù)四、離體繁殖技術(shù)第四節(jié) 花藥及花粉培養(yǎng)一、基本概念與意義二、花藥和花粉培養(yǎng)技術(shù)第五節(jié) 植物胚胎培養(yǎng)一、幼胚培養(yǎng)及其應(yīng)用二、胚珠與子房培養(yǎng)及其應(yīng)用三、胚乳培養(yǎng)及其應(yīng)用第六節(jié) 人工種子一、人工種子的概念二、繁殖體的類型及其生產(chǎn)三、人工種子包被四、人工種子的發(fā)展和應(yīng)用前景第五章 植物細胞培養(yǎng)技術(shù)第一節(jié) 植物單細胞的分離一、由植物器官分離單細胞二、由愈傷組織分離單細胞第二節(jié) 單細胞培養(yǎng)技術(shù)一、植物單細胞培養(yǎng)的意義二、單細胞培養(yǎng)的方法三、影響單細胞培養(yǎng)的因素四、細胞培養(yǎng)注意事項第三節(jié) 植物細胞懸浮培養(yǎng)一、細胞懸浮培養(yǎng)原理二、培養(yǎng)方法三、懸浮系的建立與繼代培養(yǎng)四、懸浮培養(yǎng)細胞的同步化五、細胞增殖的測定六、培養(yǎng)細胞活力的檢查第四節(jié) 植物細胞的規(guī)模培養(yǎng)一、概述二、植物細胞規(guī)?；囵B(yǎng)體系的建立三、生物反應(yīng)器類型及特點四、植物細胞規(guī)模化培養(yǎng)中的有關(guān)工程技術(shù)問題第五節(jié) 植物細胞培養(yǎng)的應(yīng)用一、篩選突變體二、生產(chǎn)植物次生代謝產(chǎn)物第六章 植物原生質(zhì)體培養(yǎng)和體細胞雜交第一節(jié) 原生質(zhì)體的分離和培養(yǎng)一、原生質(zhì)體的分離二、原生質(zhì)體的純化與活力測定三、原生質(zhì)體的培養(yǎng)第二節(jié) 體細胞雜交一、植物體細胞雜交的概念二、體細胞雜交技術(shù)第七章 植物基因轉(zhuǎn)化受體系統(tǒng)第一節(jié) 植物基因轉(zhuǎn)化受體系統(tǒng)自類型及其特性一、植物基因轉(zhuǎn)化受體系統(tǒng)應(yīng)具備的條件二、幾種植物基因轉(zhuǎn)化受體系統(tǒng)第二節(jié) 植物基因轉(zhuǎn)化受體系統(tǒng)建立的程序一、高頻再生系統(tǒng)的建立二、抗生素敏感性試驗三、農(nóng)桿菌的敏感性試驗及菌種的選擇四、影響受體系統(tǒng)轉(zhuǎn)化效率的因素第三節(jié) 植物基因轉(zhuǎn)化受體系統(tǒng)建立中常遇的問題一、試管苗的玻璃化現(xiàn)象二、培養(yǎng)物的褐變?nèi)?、白化苗的產(chǎn)生四、試管苗的移栽成活率第八章 植物種質(zhì)資源的保存第一節(jié) 植物種質(zhì)資源保存類型第二節(jié) 試管保存一、常溫下試管保存二、常溫抑制生長保存三、中低溫調(diào)控生長保存四、常溫抑制生長保存與中低溫調(diào)控生長保存相結(jié)合第三節(jié) 超低溫保存一、超低溫保存的概念二、超低溫保存的基本原理三、超低溫保存技術(shù)實訓上實訓項目一 細胞工程基礎(chǔ)實驗技術(shù)實訓項目二 無菌操作及愈傷組織誘導技術(shù)實訓項目三 器官發(fā)生與植株再生調(diào)控培養(yǎng)、愈傷組織增殖培養(yǎng)實訓項目四 細胞懸浮培養(yǎng)及種細胞篩選技術(shù)實訓項目五 細胞規(guī)模化培養(yǎng)實訓項目六 原生質(zhì)體分離與體細胞雜交實訓項目七 煙草遺傳轉(zhuǎn)化實驗實訓項目八 小麥成熟胚培養(yǎng)實訓項目九 月季組織培養(yǎng)實訓項目十 馬鈴薯試管微薯的誘導附 常用的培養(yǎng)基配方（濃度單位：mg/L）第二篇 動物細胞工程第九章 動物細胞培養(yǎng)的基本知識與技術(shù)第一節(jié) 動物細胞體外培養(yǎng)的設(shè)備器具與體外培養(yǎng)用液一、體外細胞培養(yǎng)所用器具的無菌處理二、體外培養(yǎng)用液三、培養(yǎng)基四、細胞培養(yǎng)基種類第二節(jié) 動物細胞的體外培養(yǎng)生長特征一、貼附生長二、生長的接觸抑制及密度依賴性第三節(jié) 細胞培養(yǎng)的基本方法與過程一、原代培養(yǎng)基本原理二、原代培養(yǎng)步驟三、傳代培養(yǎng)四、細胞的純化和克隆五、細胞的凍存與復(fù)蘇六、細胞計數(shù)及活力測定七、細胞的分裂指數(shù)測定八、細胞周期的測定九、培養(yǎng)物的污染及防止第四節(jié) 幾種常見動物細胞培養(yǎng)一、上皮類細胞培養(yǎng)二、結(jié)締組織類細胞培養(yǎng)三、肌組織類細胞培養(yǎng)四、人胚腎細胞培養(yǎng)五、神經(jīng)組織細胞培養(yǎng)六、神經(jīng)膠質(zhì)細胞培養(yǎng)七、腫瘤細胞培養(yǎng)第十章 動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)第一節(jié) 動物細胞的增殖過程第二節(jié) 大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)簡介第三節(jié) 大規(guī)模培養(yǎng)常用方法一、懸浮培養(yǎng)二、貼壁培養(yǎng)三、固定化培養(yǎng)第四節(jié) 大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)的操作方式一、批式操作二、加式操作三、連續(xù)式操作第五節(jié) 動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)用生物反應(yīng)器簡介一、氣升式細胞培養(yǎng)生物反應(yīng)器二、機械攪拌式生物反應(yīng)器三、填充床反應(yīng)器系統(tǒng)四、動物細胞培養(yǎng)反應(yīng)器的設(shè)計策略第六節(jié) 微載體培養(yǎng)技術(shù)一、微載體種類二、微載體表面的細胞生長第十一章 動物細胞培養(yǎng)的應(yīng)用技術(shù)第一節(jié) 動物細胞培養(yǎng)在單克隆抗體制備中的應(yīng)用一、雜交瘤技術(shù)的基本原理和過程二、雜交瘤技術(shù)制備單克隆抗體的基本過程及方法三、典型制備單克隆抗體具體步驟四、單克隆抗體的應(yīng)用第二節(jié) 外源基因在動物細胞中的表達一、外源基因在動物細胞中表達的基本原理與基本技術(shù)二、外源基因在動物細胞中表達的具體過程三、轉(zhuǎn)染細胞鑒定第三節(jié) 動物細胞培養(yǎng)法生產(chǎn)疫苗一、疫苗的分類二、疫苗的生產(chǎn)技術(shù)三、生產(chǎn)病毒和制備病毒疫苗的常用方法四、疫苗制品純化技術(shù)第四節(jié) 動物細胞培養(yǎng)在組織工程中的應(yīng)用一、組織工程研究內(nèi)容二、組織工程實現(xiàn)方式三、動物細胞培養(yǎng)在組織工程研究的重要性四、組織工程研究進展第十二章 動物干細胞技術(shù)簡介第一節(jié) 干細胞簡介一、干細胞的定義二、干細胞的分類第二節(jié) 胚胎干細胞的特性一、形態(tài)學特征二、特異性標志分子的表達三、細胞周期的特征四、端粒酶第三節(jié) 胚胎干細胞的分離培養(yǎng)一、分化抑制物的選擇和培養(yǎng)基設(shè)計二、早期胚胎的選擇及培養(yǎng)三、分離及培養(yǎng)過程四、ES細胞的堅定五、Es細胞的冷凍保存六、Es細胞系的建立及保存第四節(jié) 胚胎干細胞的定向分化一、胚胎性干細胞定向分化的常用策略二、分化細胞的鑒定與純化實訓下實訓項目一 細胞分離培養(yǎng)前準備工作實訓項目二 血管平滑肌細胞原代分離培養(yǎng)實訓項目三 血管平滑肌細胞傳代培養(yǎng)實訓項目四 血管平滑肌細胞鑒定、凍存及復(fù)蘇

章節(jié)摘錄

　?。?）胚狀體增殖在自然界只有少數(shù)植物（如云香科）可以由珠心細胞產(chǎn)生珠心胚，可算是自然的胚狀體。在組培條件下現(xiàn)已有30多個科，150多種植物可以產(chǎn)生胚狀體。在誘導胚狀體形成時一般使用胚、分生組織或生殖器官作為外植體。培養(yǎng)基需含有豐富的還原態(tài)氮和適宜的生長素（2，4－D）濃度。胚狀體形成后，要及時轉(zhuǎn)移到低濃度或不含生長素的培養(yǎng)基中讓胚狀體成熟。胚狀體增殖方式的特點是增長率高，胚的雙極性免去了生根環(huán)節(jié)，但胚狀體休眠的誘導和解除還難以把握，其成苗率還不高。因此，目前除一些特殊用途外（人工種子），這一技術(shù)途徑還沒有用于植物的快速繁殖?！　。?）愈傷組織增殖可以說，所有的植物通過組織培養(yǎng)的方法均可以誘導形成愈傷組織（callua），愈傷組織再進一步分化即可獲得小植株。這一途徑經(jīng)歷了組織培養(yǎng)技術(shù)的所有過程，即從愈傷組織誘導、愈傷組織增殖、芽分化、根分化到形成完整植株。它屬于真正意義上的組織培養(yǎng)。一切通過其他增殖方式不能成功的植物，均可以通過愈傷組織的途徑獲得組培苗。愈傷組織增殖的特點是成功率高，繁殖系數(shù)大，但遺傳穩(wěn)定性較差。對要求遺傳穩(wěn)定性高的作物品種，一般不采用這一途徑快繁。但有些植物如花卉往往要求有豐富的變異，還有些植物，即使產(chǎn)生變異但并不影響其商品價值和經(jīng)濟效益。這些植物就適于采用愈傷組織增殖的途徑來進行種苗繁殖。　　3.生根培養(yǎng)對于上述途徑所獲得的芽，在大多數(shù)情況下均需要轉(zhuǎn)移到生根培養(yǎng)基中進行生根誘導，并進一步發(fā)育成完整植株。生根培養(yǎng)基一般要求降低礦物營養(yǎng)的濃度，提高生長素的濃度，具體應(yīng)根據(jù)植物種類而定?！　?.生產(chǎn)用苗的培植試管苗可直接用于大田生產(chǎn)，但對土壤、水肥和氣候的要求嚴格，否則易造成移栽成活率低、難以培植壯苗等問題。因此，在多數(shù)情況下，試管苗需要經(jīng)過一些緩沖過程以后再用于生產(chǎn)。就一般程序講，試管苗應(yīng)通過煉苗、假植和定植等過程，以提高試管苗對自然環(huán)境條件的適應(yīng)性。不同的植物種類所采取的方式也有較大差異，應(yīng)根據(jù)植物的生長發(fā)育特性和實際環(huán)境條件選擇適宜的生產(chǎn)用苗培植方法。

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