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第一篇 引言3

1 细胞工程简介3

1.1 细胞工程定义与特点4

1.2 细胞工程发展历史5

1.2.1 探索期6

1.2.2 诞生期6

1.2.3 快速发展期6

1.3 细胞工程应用7

1.3.1 动植物快速繁殖7

1.3.2 新品种培育7

1.3.3 生物制品7

1.3.4 组织与器官修复7

2 细胞工程理论基础9

2.1 细胞发现10

2.2 细胞学说11

2.3 细胞组成11

2.3.1 分子组成11

2.3.2 结构组成13

2.4 细胞周期与细胞分裂20

2.4.1 细胞周期20

2.4.2 细胞分裂种类21

2.4.3 细胞分裂的影响因素22

2.4.4 细胞衰老与细胞死亡23

2.5 细胞识别与细胞通信23

2.6 细胞分化24

2.6.1 细胞全能性24

2.6.2 细胞分化24

2.6.3 细胞脱分化25

2.6.4 细胞再分化25

2.6.5 组织与器官25

2.7 生殖与发育26

2.7.1 无性生殖26

2.7.2 有性生殖26

第二篇 人工繁殖33

3 植物人工繁殖33

3.1 植物人工繁殖34

3.2 植物组织培养35

3.2.1 定义35

3.2.2 细胞全能性35

3.2.3 培养基36

3.2.4 植物细胞分化与脱分化38

3.2.5 组织培养再生植株的途径39

3.2.6 植物组织培养的问题分析42

3.3 人工种子43

3.3.1 定义43

3.3.2 胚状体同步发育43

3.3.3 人工种子制作44

3.3.4 人工种子储存45

3.4 植物胚胎培养45

3.4.1 成熟胚培养46

3.4.2 幼胚培养46

3.4.3 胚珠培养与子房培养46

3.4.4 胚乳培养47

3.5 脱毒植物培育47

3.5.1 植物脱毒方法48

3.5.2 脱毒植物鉴定49

4 动物人工繁殖51

4.1 动物人工繁殖52

4.2 体外受精53

4.2.1 试管动物培育54

4.2.2 试管婴儿56

4.3 人工授精59

4.3.1 定义与意义59

4.3.2 人工授精技术59

4.3.3 胚胎回收60

4.3.4 胚胎鉴定60

4.4 核移植60

4.4.1 核移植动物的发展历程61

4.4.2 核移植动物技术61

4.4.3 影响核移植动物成功率的因素63

4.5 胚胎分割64

4.6 冷冻保存技术64

4.6.1 胚胎冷冻保存64

4.6.2 精子冷冻保存66

4.6.3 卵母细胞冷冻保存66

4.7 性别控制技术67

4.7.1 哺乳动物受精前性别控制67

4.7.2 胚胎移植前性别控制68

第三篇 新品种培育73

5 细胞改造73

5.1 细胞重组74

5.1.1 核体与胞质体74

5.1.2 微细胞75

5.1.3 核体、胞质体和微细胞的组装75

5.1.4 细胞器及细胞组分分离75

5.1.5 细胞器转移76

5.1.6 胞质杂种76

5.2 细胞融合77

5.2.1 融合材料78

5.2.2 细胞融合方法79

5.2.3 动物细胞融合80

5.2.4 植物原生质体融合80

5.2.5 融合细胞筛选81

5.3 人造细胞82

6 动植物新品种培育84

6.1 原生质体变异85

6.2 组织培养诱变育种86

6.3 体细胞杂交86

6.4 染色体工程育种87

6.4.1 染色体工程87

6.4.2 多倍体育种87

6.4.3 单倍体育种90

6.5 植物离体受精94

6.5.1 离体传粉94

6.5.2 体外受精94

6.5.3 植物离体受精在新品种培育中的意义95

6.6 转基因育种95

6.6.1 转基因植物育种95

6.6.2 转基因动物育种101

6.7 胚胎嵌合104

6.7.1 定义104

6.7.2 嵌合体动物培育技术104

第四篇 生物制品109

7 植物次级代谢产物109

7.1 植物代谢产物110

7.1.1 代谢产物分类110

7.1.2 植物次级代谢产物生物合成110

7.1.3 提高植物次级代谢产物产量的策略115

7.1.4 次级代谢产物的分离纯化117

7.2 植物细胞培养生产次级代谢产物118

7.2.1 植物细胞培养的特点118

7.2.2 植物细胞培养生产次级代谢产物的意义118

7.2.3 植物细胞培养的培养基119

7.2.4 植物单细胞分离与初步培养119

7.2.5 继代培养120

7.2.6 细胞株筛选120

7.2.7 植物细胞悬浮培养121

7.2.8 植物细胞固定化培养123

7.2.9 影响植物细胞培养生产次级代谢产物的因素126

7.2.10 促进植物次级代谢产物积累的细胞培养技术128

7.3 植物组织培养生产次级代谢产物130

7.3.1 细胞分化与次级代谢产物130

7.3.2 植物组织培养生产次级代谢产物的优势131

7.3.3 毛状根培养生产次级代谢产物132

7.3.4 不定根培养生产次级代谢产物134

7.3.5 冠瘿组织培养次级代谢产物135

8 微藻培养与应用137

8.1 微藻特点与分类138

8.1.1 蓝藻门139

8.1.2 绿藻门139

8.1.3 金藻门139

8.1.4 红藻门139

8.2 微藻培养140

8.2.1 光能自养培养140

8.2.2 微藻的异养／兼性异养143

8.2.3 敞开式跑道池培养系统143

8.2.4 光生物反应器144

8.3 微藻应用144

8.3.1 微藻生物能源144

8.3.2 微藻生物活性物质146

8.3.3 水产饵料146

8.3.4 微藻基因工程146

8.3.5 其他应用147

9 动物细胞生物制药148

9.1 动物细胞培养149

9.1.1 动物细胞体外生长特征150

9.1.2 遗传学特征151

9.2 动物细胞体外培养条件152

9.2.1 培养基152

9.2.2 影响细胞生长的环境因素155

9.2.3 培养器具156

9.3 动物细胞培养方式157

9.3.1 贴壁培养157

9.3.2 悬浮培养157

9.3.3 固定化培养158

9.4 动物细胞原代培养158

9.4.1 组织块原代培养158

9.4.2 细胞原代培养159

9.5 动物细胞传代培养160

9.5.1 传代培养方法160

9.5.2 传代培养过程分析161

9.6 细胞株162

9.6.1 分离纯化162

9.6.2 适合工业化生产的细胞株163

9.7 动物细胞大规模培养164

9.7.1 滚瓶（旋转管）培养系统164

9.7.2 微载体培养系统164

9.7.3 中空纤维生物反应器培养系统167

9.7.4 细胞培养工艺169

9.7.5 动物细胞大规模培养的问题分析171

9.8 动物细胞生物制药173

9.8.1 病毒疫苗173

9.8.2 干扰素174

9.8.3 单克隆抗体175

10 转基因生物反应器182

10.1 转基因生物反应器183

10.2 转基因动物细胞生物反应器184

10.2.1 转基因方法185

10.2.2 转染细胞筛选187

10.2.3 外源基因表达187

10.3 转基因动物生物反应器189

10.3.1 转基因动物191

10.3.2 转基因克隆动物191

10.3.3 转基因动物生物反应器191

10.4 转基因植物生物反应器193

10.4.1 定义193

10.4.2 转基因植物生物反应器在生物医药中的应用193

10.4.3 胚乳细胞生物反应器194

10.4.4 植物疫苗194

第五篇 组织修复199

11 干细胞199

11.1 干细胞200

11.1.1 定义200

11.1.2 特征200

11.2 胚胎干细胞201

11.2.1 定义201

11.2.2 胚胎干细胞分化潜能评价201

11.2.3 胚胎干细胞的鉴定201

11.2.4 胚胎干细胞的分离203

11.2.5 胚胎干细胞的体外培养203

11.2.6 胚胎干细胞体外诱导分化204

11.2.7 存在问题205

11.3 成体干细胞205

11.3.1 定义205

11.3.2 神经干细胞206

11.3.3 造血干细胞207

11.3.4 间充质干细胞207

11.3.5 肿瘤干细胞207

11.3.6 问题分析208

12 组织工程210

12.1 组织工程211

12.2 基本要素211

12.2.1 种子细胞212

12.2.2 支架材料212

12.2.3 诱导因子215

12.3 组织工程技术217

12.3.1 细胞接种与培养217

12.3.2 细胞因子释放218

12.3.3 组织工程生物反应器218

12.4 组织工程产品219

12.4.1 组织工程皮肤219

12.4.2 组织工程骨219

12.4.3 组织工程肌腱220

12.4.4 组织工程血管221

12.4.5 问题分析221

12.4.6 其他组织工程产品221

12.5 展望222

索引224