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第1篇 细胞工程基础1

第1章 绪论1

1.1细胞工程的定义和基本内容1

1.2细胞工程中的基本技术2

1.2.1细胞培养技术2

1.2.2细胞融合技术3

1.2.3其他技术3

1.3细胞工程发展简史3

1.3.1植物细胞工程的发展3

1.3.2动物细胞工程的发展4

1.4细胞工程的主要应用5

1.4.1植物细胞工程的应用5

1.4.2动物细胞工程的应用6

思考题7

第2章 细胞工程中的常用设备8

2.1细胞工程实验室常用部分仪器设备8

2.1.1水纯化装置8

2.1.2超声波清洗器8

2.1.3蒸汽压力灭菌器9

2.1.4干热灭菌设备10

2.1.5过滤除菌装置10

2.1.6超净工作台12

2.1.7培养箱12

2.1.8摇床13

2.1.9移液器13

2.1.10显微镜14

2.1.11显微操作仪14

2.1.12冷冻存储设备15

2.1.13血球计数板15

2.2常用器皿16

2.2.1培养器皿16

2.2.2金属器械17

2.3常用培养用品的清洗17

2.3.1玻璃器皿的清洗17

2.3.2橡胶制品的清洗17

2.3.3除菌滤器的清洗18

2.3.4塑料器皿的清洗18

2.3.5金属器械的清洗18

2.3.6其他18

2.3.7常用洗涤液的种类和配制18

思考题19

第3章 无菌技术20

3.1常用灭菌方法及原理20

3.1.1热力灭菌20

3.1.2电离辐射灭菌22

3.1.3紫外线杀菌23

3.1.4过滤除菌23

3.1.5化学杀菌23

3.2无菌操作注意事项24

3.2.1无菌操作室的消毒24

3.2.2常见污染原因和预防措施25

3.3实验室生物安全26

思考题27

第2篇 植物细胞工程28

第4章 植物细胞工程的基本原理和技术基础28

4.1植物细胞工程的基本原理28

4.1.1植物细胞的全能性28

4.1.2植物激素的调控作用28

4.2植物细胞和组织培养所需的营养和环境条件29

4.2.1培养基的组成和配制29

4.2.2影响植物组织培养的环境条件32

4.3外植体的选择及消毒33

4.3.1外植体的选择33

4.3.2植物材料的消毒34

4.4外植体的切取和培养36

4.4.1外植体的切取36

4.4.2外植体的接种和培养36

思考题37

第5章 植物离体快速繁殖和脱病毒技术38

5.1植物的快速繁殖技术38

5.1.1快速繁殖的一般技术38

5.1.2无糖组织培养技术42

5.1.3快速繁殖中应注意的问题45

5.1.4快繁实例：月季快繁47

5.2植物工厂化育苗47

5.2.1工厂化育苗的概念和基本特点47

5.2.2工厂化育苗的一般程序48

5.2.3工厂化育苗的主要设施48

5.2.4操作实例：葡萄试管苗的快速繁殖及工厂化育苗49

5.3无病毒植物的培养50

5.3.1脱除植物病毒的方法50

5.3.2脱病毒植株的鉴定54

5.3.3操作实例：葡萄脱毒及无毒苗试管繁殖技术55

思考题56

第6章 植物的胚胎培养和离体受精57

6.1植物的胚胎培养57

6.1.1成熟胚的培养57

6.1.2幼胚的培养58

6.1.3植物胚胎培养的应用61

6.2胚珠和子房培养62

6.2.1胚珠培养62

6.2.2子房培养63

6.2.3未传粉子房和胚珠培养产生单倍体64

6.3离体授粉65

6.3.1离体授粉技术的基本过程65

6.3.2影响离体授粉成功的因素66

6.3.3离体授粉技术在杂交育种上的应用67

6.3.4操作实例：小麦雌蕊的离体授粉67

6.4离体受精68

6.4.1雌雄配子分离68

6.4.2诱导融合69

6.4.3合子培养70

6.5胚乳培养71

6.5.1胚乳培养的基本过程72

6.5.2影响胚乳培养的主要因素73

6.5.3操作实例：大麦的胚乳培养75

思考题76

第7章 花药和花粉培养77

7.1花药培养77

7.1.1材料的选择77

7.1.2预处理78

7.1.3培养基78

7.1.4培养方式80

7.1.5培养条件80

7.1.6花粉植株的倍性及染色体加倍81

7.2花粉培养82

7.2.1材料的选择和预处理82

7.2.2花粉的分离83

7.2.3花粉培养方法83

7.3花药和花粉培养中的白化苗问题84

7.3.1白化苗产生的原因84

7.3.2植物白化苗研究存在的问题与展望87

7.4操作实例88

7.4.1烟草花药培养88

7.4.2烟草花粉培养88

思考题88

第8章 植物的细胞培养及次生物质生产89

8.1植物的单细胞培养89

8.1.1单细胞的分离89

8.1.2单细胞培养技术90

8.2植物细胞的悬浮培养93

8.2.1细胞悬浮培养的一般过程93

8.2.2悬浮培养工艺94

8.3植物细胞的大规模培养和次生物质生产95

8.3.1细胞株的筛选97

8.3.2培养基的选择97

8.3.3培养条件的选择99

8.3.4生物反应器的选择99

8.3.5产物的分离纯化104

8.3.6操作实例：伊贝母细胞培养及生物碱含量测定105

思考题106

第9章 原生质体培养和体细胞杂交107

9.1原生质体的分离与纯化107

9.1.1原生质体的分离107

9.1.2原生质体的纯化与活力测定109

9.2原生质体培养111

9.2.1培养基111

9.2.2培养方法111

9.2.3原生质体的再生培养113

9.2.4操作实例：三叶半夏的原生质体培养114

9.3体细胞杂交115

9.3.1原生质体的选择115

9.3.2原生质体诱导融合的方法116

9.3.3杂种细胞的选择118

9.3.4体细胞杂种的鉴定119

9.3.5体细胞杂种的遗传特征120

思考题120

第10章 植物种质的超低温保存121

10.1抑制外植体生长的离体保存方法121

10.1.1降低温度122

10.1.2降低环境中的氧含量122

10.1.3使用生长抑制物质122

10.1.4其他方法122

10.2离体植物材料的超低温冰冻保存技术123

10.2.1超低温保存原理及基本程序123

10.2.2材料的选择123

10.2.3材料的预处理123

10.2.4冰冻保护剂预处理124

10.2.5降温冰冻操作124

10.2.6化冻操作127

10.2.7化冻材料的活力检测128

10.2.8超低温种质保存实例128

思考题129

第3篇 动物细胞工程130

第11章 动物细胞培养所需的基本条件130

11.1动物细胞培养基的组成和制备130

11.1.1水和平衡盐溶液130

11.1.2天然培养基131

11.1.3合成培养基133

11.1.4无血清培养基135

11.2影响动物细胞培养的环境因素138

11.2.1温度138

11.2.2 pH138

11.2.3氧气和二氧化碳139

11.2.4渗透压139

思考题139

第12章 动物细胞培养技术140

12.1原代培养140

12.1.1取材140

12.1.2分离细胞141

12.1.3原代培养常用方法145

12.2传代培养146

12.2.1贴壁生长细胞传代146

12.2.2半悬浮生长细胞传代146

12.2.3悬浮生长细胞传代146

12.3细胞系与细胞克隆147

12.3.1细胞系（株）的建立147

12.3.2细胞克隆技术147

12.3.3克隆的分离149

12.4动物细胞的大规模离体培养技术150

12.4.1气升式培养系统151

12.4.2微载体培养系统151

12.4.3中空纤维培养系统152

12.4.4微囊培养系统154

12.4.5旋转式细胞培养系统154

12.4.6大规模动物细胞培养技术的应用和存在的问题155

12.5动物细胞的超低温保存技术155

12.5.1冷冻保护剂156

12.5.2常规冷冻方法156

12.5.3玻璃化冻存方法156

思考题157

第13章 动物细胞融合和杂交瘤技术158

13.1动物细胞融合技术158

13.1.1诱导细胞融合的方法158

13.1.2融合细胞的筛选161

13.1.3杂交细胞的遗传表型162

13.2杂交瘤技术与单克隆抗体生产162

13.2.1亲本选择163

13.2.2细胞融合164

13.2.3杂交细胞的筛选164

13.2.4杂交瘤细胞的克隆培养165

13.2.5单克隆抗体的生产165

思考题166

第14章 细胞重组及动物克隆技术167

14.1细胞重组技术168

14.1.1细胞重组的方式168

14.1.2细胞重组原料的制备168

14.2细胞核移植和动物克隆技术170

14.2.1核移植技术的一般操作程序170

14.2.2胚胎细胞核移植172

14.2.3体细胞克隆173

14.2.4异种克隆174

14.3动物克隆技术的意义及展望174

14.3.1促进生物学基础问题的研究175

14.3.2加速良种繁育，保护濒危动物175

14.3.3培育转基因克隆动物，生产生物药物176

14.3.4与基因和干细胞技术结合，开展治疗性克隆176

14.3.5动物克隆技术中存在的问题177

思考题178

第15章 干细胞技术179

15.1干细胞概述179

15.1.1干细胞研究的发展179

15.1.2干细胞的定义和分类180

15.1.3干细胞的生物学特点181

15.2细胞分离纯化常用技术184

15.2.1利用细胞体积和密度进行分离纯化184

15.2.2选择性细胞凝集185

15.2.3基于不同黏附特性的细胞分离方法185

15.2.4利用细胞表面标志分离纯化细胞的方法185

15.3胚胎干细胞187

15.3.1胚胎干细胞的分离187

15.3.2胚胎干细胞的培养187

15.3.3胚胎干细胞的鉴定189

15.3.4胚胎干细胞的诱导分化189

15.3.5胚胎干细胞的应用前景及存在问题190

15.4成体干细胞192

15.4.1间充质干细胞193

15.4.2造血干细胞194

15.4.3成体干细胞的应用前景和存在问题197

15.5诱导性多潜能干细胞199

15.5.1 ipS细胞的建立200

15.5.2 iPS技术的改进201

15.5.3 iPS细胞的应用前景和尚待解决的问题204

思考题206

附录207

附录1植物组织细胞培养基207

附录2一些植物生长物质及其主要性质213

附录3动物细胞培养基214

附录4无血清培养液的添加成分219

附录5一些常用有机物的性质220

附录5.1一些碳水化合物及其主要性质220

附录5.2一些维生素及其主要性质221

附录5.3一些氨基酸及其主要性质221

参考文献223