細胞工程原理與技術 [Principles and Technology of Cell Engineering] 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容簡介

　　《細胞工程原理與技術》為高等學校iCourse.教材：生物技術與生物工程係列之一，係統介紹瞭細胞工程基本原理、關鍵技術及其應用，以及本領域的新研究成果，突齣細胞工程在解決相關重大理論問題及其實踐應用方麵的特色。全書分為13章，前3章主要介紹細胞工程的發展簡史、理論和實驗基礎；第4至7章主要介紹細胞工程關鍵技術；第8至13章主要介紹細胞工程應用實踐。《細胞工程原理與技術》各章既獨立成章又相互聯係，內容安排相互銜接，既強調係統性和基礎性，又緊扣應用實踐。《細胞工程原理與技術》配套的數字課程提供瞭與紙質教材緊密結閤的知識拓展、深入學習、應用案例、視頻、動畫、本章小結、教學課件、自測題、參考文獻等資源，便於教師教學和學生學習。
　　《細胞工程原理與技術》可供生物技術、生物工程及相關專業的本科生和研究生使用，也可作為科研工作者的參考書。

目錄

1 緒論
1．1 細胞工程概述
1．1．1 細胞工程概念
1．1．2 細胞工程基本內容
1．2 細胞工程發展簡史
1．2．1 探索期
1．2．2 奠基期
1．2．3 蓬勃發展期
1．3 細胞工程發展前景
1．3．1 細胞工程理論發展前景
1．3．2 細胞工程技術發展前景
1．3．3 細胞工程應用前景
1．4 細胞工程學習方法

2 細胞工程理論基礎
2．1 細胞全能性
2．1．1 細胞全能性定義
2．1．2 細胞全能性研究曆史
2．1．3 細胞全能性應用
2．2 細胞分化與脫分化
2．2．1 細胞分化
2．2．2 細胞脫分化
2．3 細胞融閤
2．3．1 細胞融閤的概念
2．3．2 細胞融閤的基本原理
2．4 閤成生物學與人工細胞
2．4．1 閤成生物學概述
2．4．2 閤成生物學關鍵技術
2．4．3 人工細胞

3 細胞工程實驗基礎
3．1 細胞工程實驗室的規劃設計及常用儀器設備
3．1．1 基本實驗室
3．1．2 輔助實驗室
3．2 無菌操作技術
3．2．1 培養用品的清洗
3．2．2 滅菌原理與方法
3．2．3 無菌操作技術
3．2．4 無菌操作技術的注意事項
3．2．5 汙染的檢測與控製
3．3 培養基的設計與優化
3．3．1 植物細胞培養基的設計與優化
3．3．2 動物細胞培養基的設計與優化

4 細胞組織培養技術
4．1 植物細胞組織及器官培養技術
4．1．1 植物細胞和組織培養
4．1．2 植物器官培養
4．1．3 植物細胞組織開放式培養
4．2 動物細胞組織及器官培養技術
4．2．1 動物細胞培養
4．2．2 動物組織培養
4．2．3 動物器官培養

5 細胞融閤技術
5．1 細胞融閤技術概述
5．1．1 細胞融閤方法
5．1．2 融閤細胞的篩選
5．2 細胞融閤技術發展曆程
5．3 動物細胞融閤——雜交瘤技術
5．3．1 雜交瘤技術概述
5．3．2 單剋隆抗體製備基本原理
5．3．3 單剋隆抗體製備基本流程
5．3．4 雜交瘤細胞的篩選
5．3．5 單剋隆抗體細胞株的建立
5．4 植物細胞融閤技術
5．4．1 植物原生質體製備
5．4．2 植物原生質體培養
5．4．3 植物原生質體融閤
5．4．4 植物體細胞雜種植株的鑒定

6 細胞拆閤與剋隆技術
6．1 細胞拆閤
6．1．1 細胞拆閤技術發展概況
6．1．2 細胞拆閤技術：
6．1．3 細胞器重組
6．1．4 轉染色體核移植技術
6．2 剋隆技術
6．2．1 剋隆的概念和分類
6．2．2 剋隆技術研究進展
6．2．3 胚胎分割技術
6．2．4 哺乳動物剋隆

7 乾細胞技術
7．1 乾細胞概述
7．1．1 乾細胞定義
7．1．2 乾細胞分類
7．2 乾細胞製備方法
7．2．1 胚胎乾細胞製備方法
7．2．2 成體乾細胞製備方法
7．2．3 誘導多能乾細胞製備方法
7．2．4 腫瘤乾細胞製備方法
7．3 乾細胞研究進展
7．3．1 胚胎乾細胞研究進展
7．3．2 成體乾細胞研究進展
7．3．3 誘導多能乾細胞研究進展
7．4 乾細胞臨床應用
7．4．1 乾細胞及其衍生産品上市情況
7．4．2 乾細胞治療的睏境和對策

8 植物細胞大規模培養生産天然活性物質
8．1 植物細胞大規模培養生産天然活性物質概述
8．1．1 植物細胞大規模培養概念
8．1．2 植物細胞大規模培養生産天然活性物質特點
8．2 植物細胞大規模培養生産天然活性物質的關鍵技術
8．2．1 植物細胞係建立
8．2．2 高産細胞係選育
8．2．3 高産細胞係保存
8．2．4 植物細胞放大培養技術及工藝
8．2．5 産物分離純化
8．3 植物細胞大規模培養生産天然活性物質的調控
8．3．1 植物細胞大規模培養的誘導錶達調控
8．3．2 植物細胞響應外界刺激積纍次生代謝物閤成的信號轉導途徑
8．3．3 植物天然活性物質閤成的分子調控機製
8．4 植物細胞大規模培養生産貴重藥物應用實例
8．4．1 紫杉醇生物閤成的代謝調控
8．4．2 人參皂苷生物閤成和次生代謝調控

9 植物組織快速繁殖生産試管苗
9．1 植物快速繁殖的概述
9．1．1 植物快速繁殖的概念
9．1．2 植物快速繁殖的特點
9．2 植物脫毒培養技術
9．2．1 植物脫毒和快速繁殖的意義
9．2．2 植物脫毒培養的方法及原理
9．2．3 植物脫毒苗的鑒定
9．3 人工種子
9．3．1 人工種子的概念
9．3．2 人工種子各構成部分的特點
9．3．3 人工種子的儲藏
……
10 植物細胞工程育種
11 動物細胞工程製藥
12 胚胎移植與試管動物
13 轉基因動物及其應用

精彩書摘

　　（4）微核體的製備
　　鞦水仙堿及其衍生物和長春花堿等能乾擾微管的形成，染色體就被停滯在有絲分裂中期。動物細胞受鞦水仙堿作用，形成瞭體積不同的多個微核，經用細胞鬆弛素B把微核從細胞中分離齣來，就叫作微核體，它隻含有細胞中的少數染色體。使微核體與完整細胞融閤，是進行基因定位的重要方法。
　　製備微核體的時候，用0.1μg/mL鞦水仙堿處理細胞（48h以上），細胞分裂就被控製在分裂中期，此時染色體運動終止，在單個染色體或染色體群的周緣重現核膜，形成瞭大小不同的多數微核，此時的細胞就叫微核化細胞。然後藉細胞鬆弛素B與離心並用的脫核法使微核從細胞分離齣來成為微核體。
　　（5）植物細胞核和無核原生質體的製備
　　植物細胞外部有一層細胞壁，先要去掉這一障礙，就是首先製備原生質體，然後把收集的原生質體放在低滲溶液中（或蒸餾水中）使原生質體破裂，但核膜完整保留，然後用密度梯度離心法收集細胞核。酵母菌細胞核的提取方法與此相同。要得到無核的原生質體（不是碎片），采用與動物細胞製備胞質體相似的辦法，就是用細胞鬆弛素處理後的原生質體，再進行高速離心，此時原生質體分為兩部分，即無核的原生質體和微型原生質體（核外仍有少量細胞質和質膜）。經純化可獲得純淨的無核原生質體。應用透射電鏡技術，揭示剛去核不久的細胞為圓形，以後逐漸鋪展開。去核細胞的一些細胞器的形態、結構、分布排列均與真核細胞相似，例如內質網係、高爾基體、多核糖體、溶酶體和中心粒以及微粒、微管等骨架係統和微小的胞飲泡等均呈正常分布。綫粒體從去核的胞質體中央部位重新分布於鋪展的胞質區，它的運動十分活躍，膜上各酶係的分布及作用過程都照樣存在。觀察證明，去核細胞在一段時間內，其胞質內細胞器的超微結構是正常的。因此，去核細胞質體是深入研究細胞質作用的重要材料。
　　6.1.3細胞器重組
　　細胞器重組，是將分離得到的細胞器在一定條件下重新組閤，形成雜種細胞的過程。
　　細胞器重組主要有三種形式，即胞質體與核體重組、微核體與細胞重組、胞質體與細胞重組。
　　（1）胞質體與核體重組
　　胞質體與核體重組又稱為核轉移，是將一個細胞的細胞核轉移到另一個細胞的胞質體中，獲得雜種細胞的過程。
　　核轉移的方法主要有核質融閤法和顯微注射法。
　　①核質融閤法核質融閤法是將獲得的胞質體與核體混閤，加入適宜的助融劑（如聚乙烯醇、仙颱病毒等），在一定條件下處理一定時間，使核體融閤到胞質體中，然後在一定條件下培養一定時間獲得雜種細胞的方法。其操作方法與原生質體融閤的方法基本相同。
　　②顯微注射法顯微注射法是通過特製的顯微注射器，將一個細胞的細胞核吸齣，再移入另一個去核細胞中的方法。這個方法已經在哺乳動物細胞的核移植方麵成功應用，即首先將哺乳動物的受精卵去核，製備得到胞質體，通過顯微注射器將動物體細胞的細胞核取齣，轉移到去核受精卵中，再將接受瞭核轉移存活的受精卵移植入雌性動物的子宮中發育成個體。用這個方法已經成功地剋隆瞭綿羊、牛、豬等動物。
　　（2）微核體與細胞重組
　　微核體與細胞重組是將分離獲得的微核體與動物細胞或植物、微生物原生質體混閤，加入適宜的助融劑，在一定條件下處理一段時間，使微核體進入動物細胞或植物、微生物的原生質體中，以獲得雜種細胞。在前述的動物細胞融閤和原生質體融閤過程中，經過融閤獲得的含有兩種不同細胞核的異核體，要經過體內重組（核融閤），纔能獲得穩定的融閤子。
　　在雜種細胞分裂過程中，傾嚮於保留一個親本的全套染色體而排斥另一個親本的某些染色體。要得到穩定的融閤子，需要經過相當長的時間，同時保留下來的部分染色體也並非完整的染色體。通過微核體與細胞的融閤，就可以在短時間內把少量而又完整的染色體引入細胞，獲得穩定的融閤子。微核體與細胞融閤的方法與前述動物細胞融閤和原生質體融閤的方法基本相同，在此不再贅述。
　　（3）胞質體與細胞重組
　　胞質體與細胞重組是將胞質體與動物細胞或者植物、微生物原生質體混閤，在助融劑的作用下，經過膜融閤和胞質融閤，獲得胞質雜種細胞的技術過程。胞質體與細胞重組雖然沒有改變親本細胞的細胞核，但是由於引入的胞質體細胞質中含有蛋白質等物質，也可能對細胞或者個體的特性産生影響。胞質體與細胞或原生質體的融閤方法與原生質體融閤方法相同。經過細胞器重組獲得的融閤子還需經過篩選。篩選融閤子的方法主要有：利用營養缺陷型標記進行篩選，利用抗藥性標記進行篩選，利用摻人熒光素標記進行篩選等。
　　細胞拆閤技術是一種很有用的手段，就基礎研究而言，通過這種技術證明瞭細胞核的核酸閤成方式和基因錶達是受細胞質物質的影響。例如小鼠淋巴細胞是不産生白蛋白的，用它和能分泌白蛋白的大鼠肝癌細胞融閤，可以産生有特異功能的雜種細胞，既能生産大鼠白蛋白，也能産生小鼠白蛋白。細胞拆閤技術已被用於動物育種工作，童第周曾用核移植的方法育成鯉鯽核質雜交魚，以選育新品種。
　　……

前言/序言

　　細胞工程是現代生物技術與生物工程的重要組成部分，是細胞生物學與發育生物學和遺傳學的交叉領域，無論在生命科學基礎研究方麵還是在生物高科技産業領域，都已取得舉世矚目的成就，並取得瞭顯著的社會效益和經濟效益。細胞工程已成為高等院校生物技術、生物工程及相關專業的主修課程，也是農學、醫藥等相關專業的重要課程。細胞工程所涉及的主要技術領域有細胞培養、細胞融閤、細胞拆閤、染色體操作及基因轉移等諸多方麵，其理論知識寬厚，應用十分廣泛。近年來，隨著互聯網發展，教育信息化和國際化日益凸顯，學生的學習方式發生瞭悄然改變，原有教學方式受到越來越大的挑戰，需要積極探索適應學生學習方式轉變的新型教育教學方式方法。慕課（Massive Open On line Course，MOOC，大規模開放在綫課程）順應時代發展應運而生，同時，翻轉課堂、混閤課堂等新的教學模式探索逐漸普及。在新的教學模式中，教師角色由講授者轉變為課程電子資源建設者和提供者，以及教學過程的引導者、啓發者，充分體現瞭“以學生為中心”的學習者主體地位，極大促進瞭學生自主學習、主動探索和創新思維能力的培養。為瞭進一步提高教學效果和質量，必須建設與此相適應的新形態教材，幫助學生盡快適應新的教學方式。本書正是順應這一發展需要編寫的新形態教材，紙質教材與數字課程一體化設計：紙質教材設置瞭知識導圖、主乾內容、思考題和開放討論題等內容；數字課程提供瞭與紙質教材配套的知識拓展、深入學習、應用案例、視頻、動畫、本章小結、教學課件、自測題、參考文獻等資源。這種教材構架方式，一方麵可以幫助學生更好地理解並掌握知識點，另一方麵可以幫助學生重構學習方式，引導學生自主學習和探索，同時給予學生更大的自主選擇權。
　　本書係統介紹瞭細胞工程基本原理、關鍵技術及其應用實踐，以及本領域的最新研究成果，突齣細胞工程在解決重大理論問題及應用實踐方麵的特色。各章節由在該領域長期進行研究的學者編著，很好地反映瞭該領域的研究進展。全書分為13章，前3章主要介紹細胞工程的發展簡史、理論和實驗基礎；第4至7章主要介紹細胞工程關鍵技術；第8至13章主要介紹細胞工程的應用實踐。本書各章既相對獨立、又相互聯係，內容安排相互銜接，既強調係統性和基礎性，又緊扣應用實踐。通過本教材的學習，學生可全麵掌握細胞工程的原理和關鍵技術，並熟悉細胞工程的應用實踐，為學生今後的發展打下良好的理論和技術基礎。此外，本書按照研究的思路提齣科學問題，並采用各種技術手段來求證，並在此基礎上提齣新的問題，邏輯性強。本書可供高等院校生物技術、生物工程及相關專業的本科生和研究生使用，也可作為科研工作者參考書。
　　本書由餘龍江教授（華中科技大學）擔任主編，鄧寜教授（暨南大學）、李青旺教授（西北農林科技大學）、付春華副教授（華中科技大學）擔任副主編。華中科技大學的陳明潔、敖明章和楊英副教授，河北大學康現江教授，吉林大學單亞明教授和黃宜兵副教授，暨南大學唐勇教授和王永飛副教授，中國科學院武漢植物園章焰生研究員，西北農林科技大學江中良和孫秀柱副教授，黑龍江八一農墾大學趙蕊副教授等老師參與瞭教材編寫。付春華、餘龍江對書稿進行瞭全麵統稿和核校。同時，華中科技大學生命科學與技術學院的董艷山、張濛、王碩、聶琳、戴露丹等研究生參與核校瞭部分書稿，付齣瞭辛勤勞動。本書齣版得到瞭高等教育齣版社的大力支持和全力閤作。在此一並錶示誠摯謝意。
　　由於本書涉及的知識麵較廣，而且該領域及相關學科發展很快，加之時間緊、任務重，編者業務水平有限，書中難免存在不足甚至瑕疵，敬請讀者不吝賜教，以便及時更正和完善。
　　編者
　　2016年8月
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