微生物細(xì)胞培養(yǎng)，簡稱微生物培養(yǎng),，包括原核細(xì)胞培養(yǎng)(細(xì)菌培養(yǎng))和真核細(xì)胞培養(yǎng)(霉菌培養(yǎng)和酵母培養(yǎng)),。這些細(xì)胞小、且具有細(xì)胞壁,，細(xì)胞周期非常短,，如細(xì)菌每20-30min增殖1次。
 

　　植物細(xì)胞培養(yǎng)指原生質(zhì)體培養(yǎng),。未考慮分離出原生質(zhì)體的植物細(xì)胞培養(yǎng),，無論是游離的單細(xì)胞或組織塊，都稱作植物組織培養(yǎng),。
 

　　動(dòng)物組織細(xì)胞培養(yǎng)包括接種單細(xì)胞懸液進(jìn)行的培養(yǎng),、接種組織塊進(jìn)行的培養(yǎng)。傳代細(xì)胞如細(xì)胞株,、細(xì)胞系,，通常采用接種單細(xì)胞懸液進(jìn)行的培養(yǎng),，是動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)常見的方式。原代細(xì)胞是指來源于動(dòng)物組織的細(xì)胞團(tuán)塊,，往往包含多種細(xì)胞類型,，并且細(xì)胞與細(xì)胞之間的細(xì)胞質(zhì)膜有緊密聯(lián)系。如果培養(yǎng)時(shí)不需分離組織中的細(xì)胞,，直接用組織塊進(jìn)行的培養(yǎng)就是組織培養(yǎng),。如果需要制備成單細(xì)胞懸浮液，再接種培養(yǎng),，則屬于一原代細(xì)胞培養(yǎng),。
 

　　一、細(xì)胞型微生物培養(yǎng)
 

　　細(xì)胞型微生物包括原核細(xì)胞類微生物和真核細(xì)胞類微生物,。細(xì)菌,、放線菌、螺旋體,、支原體,、衣原體和立克次氏體等一般屬于單細(xì)胞原核生物，放線菌是菌絲生長,，其菌絲由多細(xì)胞組成,，但每個(gè)細(xì)胞往往含多套核物質(zhì)，屬于無隔菌絲,。酵母一般是單細(xì)胞真核生物,，霉菌往往是多細(xì)胞真核生物。霉菌菌絲多數(shù)時(shí)候是有隔菌絲,，每個(gè)細(xì)胞一般含1個(gè)細(xì)胞核或2個(gè)以上的細(xì)胞核,。
 

　　(一)培養(yǎng)目的
 

　　根據(jù)培養(yǎng)基物理性狀的差異，分為3種類型：①液體培養(yǎng),，用于增菌培養(yǎng),、鑒別培養(yǎng)等目的；②固體培養(yǎng),，這種培養(yǎng)的目的有增菌,、分離、鑒別,、保藏等,；③半固體培養(yǎng)，一般用于鑒別和增菌目的,。
 

　　(二)培養(yǎng)形式
 

　　在液體培養(yǎng)類型中,，常見發(fā)酵管培養(yǎng)、發(fā)酵罐培養(yǎng),、搖瓶培養(yǎng),、多孔板培養(yǎng)等形式,。在固體培養(yǎng)類型中，培養(yǎng)皿平板,、克氏瓶(扁瓶)平板,、試管斜面為常見形式。
 

　　(三)培養(yǎng)儀器
 

　　原核細(xì)胞培養(yǎng)所用的培養(yǎng)箱是生化培養(yǎng)箱或厭氧培養(yǎng)箱,，前者用于好氧菌培養(yǎng),，后者用于厭氧菌培養(yǎng)，厭氧培養(yǎng)需要鋼瓶提供食品級氮?dú)?。霉菌培養(yǎng)箱用于霉菌培養(yǎng),，能提供較高的相對濕度，氣密性也比較高,。
 

　　二,、植物組織細(xì)胞培養(yǎng)
 

　　植物組織培養(yǎng)是指通過無菌操作分離植物體的一部分，即外植體,，接種到培養(yǎng)基上,，在人工控制的條件下進(jìn)行培養(yǎng)，使其產(chǎn)生完整植株的過程,。植物組織培養(yǎng)主要有原生質(zhì)體培養(yǎng)、懸浮細(xì)胞培養(yǎng),、花藥培養(yǎng),、組織培養(yǎng)、器官培養(yǎng)等形式,，其中最常見的是愈傷組織培養(yǎng),。
 

　　(一)培養(yǎng)目的
 

　　由于植物細(xì)胞具有全能性，植物組織細(xì)胞培養(yǎng)的各種類型均可經(jīng)過誘導(dǎo)分化形成愈傷組織,，發(fā)育形成新植株,。植物組織培養(yǎng)技術(shù)不僅用于快速繁殖，而且有著相當(dāng)廣泛的用途,。這些應(yīng)用包括單倍體育種,、種質(zhì)保存、生理學(xué)研究和基因轉(zhuǎn)化等,。
 

　　(二)培養(yǎng)類型
 

　　1.植物原生質(zhì)體培養(yǎng)
 

　　植物細(xì)胞培養(yǎng),，狹義上僅指植物原生質(zhì)體培養(yǎng)，廣義上包括植物原生質(zhì)體培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng),。
 

　　脫除細(xì)胞壁后的植物細(xì)胞稱為原生質(zhì)體,。植物原生質(zhì)體培養(yǎng)是將來源于某個(gè)植物器官的組織塊中的細(xì)胞，用纖維素酶或果膠酶等降解細(xì)胞壁,，離心收集得到單細(xì)胞懸液,，然后接種培養(yǎng),。其特點(diǎn)是：①比較容易攝取外來的遺傳物質(zhì)，如DNA;②便于進(jìn)行細(xì)胞融合,，形成雜交細(xì)胞,；③與完整細(xì)胞一樣具有全能性，仍可產(chǎn)生細(xì)胞壁,，經(jīng)誘導(dǎo)分化成完整植株,。
 

　　2.植物組織培養(yǎng)
 

　　包括莖尖分生組織或愈傷組織培養(yǎng)。其中,，誘發(fā)產(chǎn)生的愈傷組織,，在條件適宜情況下，可培養(yǎng)出再生植株,。用于以下目的：①研究植物的生長發(fā)育,、分化和遺傳變異；②進(jìn)行特定品種的克隆,，即無性繁殖,；③制取特定植物組織細(xì)胞的代謝產(chǎn)物。
 

　　3.懸浮植物細(xì)胞培養(yǎng)
 

　　在愈傷組織培養(yǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種培養(yǎng)技術(shù),。適合于進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng),，制取植物代謝產(chǎn)物。
 

　　4.花藥培養(yǎng)
 

　　也稱單倍體培養(yǎng),。通過花藥或花粉培養(yǎng)可獲得單倍體植株,，經(jīng)人為加倍后可得到*純合的植株或品種。
 

　　5.植物器官培養(yǎng)
 

　　植物器官培養(yǎng)是指將植株的胚,、花藥,、子房、根或莖在體外進(jìn)行的培養(yǎng),。
 

　　(三)培養(yǎng)條件
 

　　人工培養(yǎng)條件,，即人工環(huán)境，包括：①提供能量來源的光照條件,；②保證新陳代謝的溫度條件,；③提供氣一水平衡的濕度條件；④提供生物原料來源的培養(yǎng)基,；⑤避免環(huán)境微生物污染的無菌環(huán)境,。人工環(huán)境模仿了植物的自然環(huán)境，即光照,、溫度,、濕度、土壤和完整植株體內(nèi)無菌環(huán)境,。
 

　　光照,、溫度的選定通常依據(jù)所培養(yǎng)植物的生態(tài)習(xí)性,，習(xí)慣上采用暗培養(yǎng)與光照培養(yǎng)(8h/d,30001x)相結(jié)合交替進(jìn)行全程的培養(yǎng)，溫度控制在25-28℃范圍,。濕度在組織培養(yǎng)中不需特意地調(diào)整,，因?yàn)榕囵B(yǎng)容器中的相對濕度幾乎達(dá)到100%，因此,，如何控制人工培養(yǎng)環(huán)境的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于培養(yǎng)基的選擇和配制,。
 

　　1.培養(yǎng)基
 

　　植物培養(yǎng)基是從無土栽培的營養(yǎng)液發(fā)展而來的，在某種意義上可理解為模擬土壤,。最初的培養(yǎng)基是馬鈴薯浸出液,，隨著植物生理學(xué)和生物化學(xué)研究的深入，培養(yǎng)基的構(gòu)成越來越復(fù)雜,，成分越來越多,。
 

　　當(dāng)瓊脂、明膠支持物的發(fā)現(xiàn)并且應(yīng)用到培養(yǎng)基中時(shí),，固體培養(yǎng)基隨之誕生,。固體培養(yǎng)基是組織培養(yǎng)基中常用的一種培養(yǎng)基類型。不同的植物對培養(yǎng)基最適pH值的要求也是不同的,，大多在5-6.5范圍,，一般培養(yǎng)基pH控制在5.8，這基本能適應(yīng)大多植物培養(yǎng)的需要,。培養(yǎng)基中添加食鹽,、蔗糖,、甘露醇和乙二醇等物質(zhì)可以調(diào)整滲透壓。通常1-2個(gè)大氣壓可促進(jìn)植物組織生長,，2個(gè)大氣壓以上時(shí),，出現(xiàn)生長障礙，6個(gè)大氣壓時(shí)植物組織即無法生存,。無論培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)計(jì)是針對細(xì)胞生長還是針對代謝產(chǎn)物的積累,，其培養(yǎng)基主要由碳源、有機(jī)氮源,、無機(jī)鹽、植物生長激素,、有機(jī)酸和一些復(fù)合物質(zhì)組成,。
 

　　(1)碳源蔗糖或葡萄糖是常用的碳源,，果糖比前兩者差,。其他的碳水化合物不適合作為單一的碳源。通常增加培養(yǎng)基中蔗糖的含量,，可增加培養(yǎng)細(xì)胞的次生代謝產(chǎn)物量。
 

　　(2)有機(jī)氮源通常采用的有機(jī)氮源有蛋白質(zhì)水解物(包括酪蛋白質(zhì)水解物)、谷氨酰胺或氨基酸混合物,。有機(jī)氮源對細(xì)胞的初級培養(yǎng)的早期生長階段有利,。L-谷氨酰胺可代替或補(bǔ)充某種蛋白質(zhì)水解物。
 

　　(3)無機(jī)鹽類大量元素和微量元素通常使用無機(jī)鹽代替,，鐵鹽通常以鰲合鐵的形式出現(xiàn),。對于不同的培養(yǎng)形式,，無機(jī)鹽的最佳濃度是不相同的,。通常在培養(yǎng)基中含大量元素的無機(jī)鹽濃度控制在25mmol/L左右,。硝酸鹽濃度一般采用25-40mmol/L,，雖然硝酸鹽可以單獨(dú)成為無機(jī)氮源,，但是加入銨鹽對細(xì)胞生長有利,。如果添加一些琥珀酸或其他有機(jī)酸，銨鹽也能單獨(dú)成為氮源,。培養(yǎng)基中必須添加鉀元素，其濃度為20mmol/L,。磷,、鎂,、鈣和硫等微量元素的濃度在1-3mmol/L之間,。
 

　　(4)植物生長激素大多數(shù)植物細(xì)胞培養(yǎng)基中都含有天然的和合成的植物生長激素。植物激素在組織培養(yǎng)中具有無可動(dòng)搖的核心地位,，包括五大類,，即生長素類,、細(xì)胞分裂素類,、赤霉素,、乙烯類和生長抑制素類,。在植物組織培養(yǎng)中常用的是生長素和細(xì)胞分裂素。分裂素和生長素通常一起使用,，促使細(xì)胞分裂,、生長。生長素在植物細(xì)胞和組織培養(yǎng)中可促使根的形成，有效和常用的有吲哚丁酸,、吲哚乙酸和萘乙酸,，分裂素通常是腺嘌呤衍生物,。
 

　　(5)有機(jī)酸加入丙酮酸或者三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物如檸檬酸,、琥珀酸、蘋果酸,，能夠保證植物細(xì)胞在以銨鹽作為單一氮源的培養(yǎng)基上生長,，并且耐受鉀鹽的能力至少提高到10mmol/L。三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物,，同樣能提高低接種量的細(xì)胞和原生質(zhì)體的生長,。
 

　　(6)復(fù)合物質(zhì)通常作為細(xì)胞的生長調(diào)節(jié)劑,，如酵母抽提液,、麥芽抽提液、椰子汁和水果汁,。目前這些物質(zhì)已被已知成分的營養(yǎng)物質(zhì)所替代。在許多例子中還發(fā)現(xiàn),，有些抽提液對細(xì)胞有毒性。目前仍在廣泛使用的是椰子汁，在培養(yǎng)基中濃度是1-15mmol/L。
 

　　2.培養(yǎng)器皿
 

　　培養(yǎng)器皿是強(qiáng)調(diào)植物組織細(xì)胞培養(yǎng)物的形態(tài),，有試管,、三角燒瓶,、罐頭瓶,、培養(yǎng)皿,、扁身培養(yǎng)瓶、凹面載玻片,、L型管和T型管等種類,。
 

　　3.培養(yǎng)外環(huán)境
 

　　植物組織細(xì)胞培養(yǎng)需要光照、溫度,、濕度等條件,，滿足此類條件的培養(yǎng)箱是光照培養(yǎng)箱、大型的人工氣候箱,、人工氣候室或植物生物反應(yīng)器,。
 

　　三、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)
 

　　(一)培養(yǎng)類型
 

　　1.依據(jù)培養(yǎng)細(xì)胞來源動(dòng)物分類
 

　　分為無脊椎動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和脊椎動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng),。
 

　　(1)無脊椎動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)指來源于多孔動(dòng)物門,、腔腸動(dòng)物門、環(huán)節(jié)動(dòng)物門,、節(jié)肢動(dòng)物門,、軟體動(dòng)物門和棘皮動(dòng)物門的細(xì)胞培養(yǎng)。
 

　　無脊椎動(dòng)物的細(xì)胞培養(yǎng)研究晚于哺乳動(dòng)物,，由于無脊椎動(dòng)物細(xì)胞在形態(tài),、結(jié)構(gòu)和功能以及營養(yǎng)需求等方面的特殊性，其細(xì)胞培養(yǎng)多數(shù)停留在原代培養(yǎng)和有限細(xì)胞系水平上,。
 

　　節(jié)肢動(dòng)物門可分為3個(gè)亞門7個(gè)綱,，其中的甲殼綱,、蛛形綱、多足綱,、昆蟲綱的種類多,，分布廣，某些種類可供藥用,，主要代表有蝦,、蟹、昆蟲,。從1961年至今,，已建立昆蟲細(xì)胞系800余株。
 

　　(2)脊椎動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)這些脊椎動(dòng)物從低級到高級包括魚類,、兩棲類,、爬行類、鳥類和哺乳類,。
 

　　脊椎動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)開展較早,，細(xì)胞系建立比較完善。哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)研究起步早,，研究較多,，其生物學(xué)特性更接近于人體天然產(chǎn)物，是目前生物技術(shù)產(chǎn)品研究開發(fā)的重點(diǎn),。
 

　　20世紀(jì)80年代WHO明確了哺乳動(dòng)物傳代細(xì)胞可用于生物制品生產(chǎn)以后,，該領(lǐng)域的細(xì)胞培養(yǎng)在生物技術(shù)藥物的研發(fā)中獲得了長足的發(fā)展。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,，已批準(zhǔn)上市的生物技術(shù)藥物中70%是由哺乳動(dòng)物細(xì)胞產(chǎn)生的,。
 

　　2.依據(jù)細(xì)胞生長特性分類
 

　　一般分為貼壁培養(yǎng)和懸浮培養(yǎng)，參考任務(wù)三十一,。
 

　　3.依據(jù)培養(yǎng)目的分類
 

　　原代培養(yǎng),、傳代培養(yǎng)、克隆化培養(yǎng),、擴(kuò)大培養(yǎng)等,。詳細(xì)內(nèi)容和操作方法參考任務(wù)三十三。
 

　　(二)培養(yǎng)條件
 

　　1.培養(yǎng)基
 

　　常用的有含血清培養(yǎng)基和無血清培養(yǎng)基,，一般是合成培養(yǎng)基,，有各種型別的商品培養(yǎng)基供應(yīng)，如干粉培養(yǎng)基和液體培養(yǎng)基,。含血清培養(yǎng)基通常使用胎牛血清,、新生牛血清或小牛血清，一般添加量為5%-20%,。
 

　　2.培養(yǎng)器皿
 

　　常用培養(yǎng)器皿包括培養(yǎng)皿,、培養(yǎng)方瓶,、多孔細(xì)胞培養(yǎng)板等種類，具體內(nèi)容可閱讀任務(wù)十九和任務(wù)二十,。
 

　　3.培養(yǎng)儀器
 

　　開放性的培養(yǎng)使用專業(yè)的CO2培養(yǎng)箱,，為動(dòng)物細(xì)胞的生長提供溫度、濕度與pH保證,，其中,，CO2濃度的恒定對穩(wěn)定培養(yǎng)液的pH至關(guān)重要。
 

　　除常用的CO2培養(yǎng)箱以外,，生產(chǎn)中還需要?jiǎng)游锛?xì)胞生物反應(yīng)器,、細(xì)胞工廠或滾瓶機(jī)等儀器或大型設(shè)備。
 

　　4.鏡檢儀器
 

　　倒置生物顯微鏡是*的鏡檢儀器,，用于觀察培養(yǎng)物的生長狀況,，檢查是否有微生物污染,，初步判斷是何種細(xì)胞型微生物污染,。
 

　　四、微生物細(xì)胞,、植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞在培養(yǎng)上的主要區(qū)別
 

　　在生物技術(shù)中,，人們已經(jīng)利用細(xì)菌、絲狀真菌的大量培養(yǎng)來生產(chǎn)各種酶,、抗生素,、蛋白質(zhì)、氨基酸等產(chǎn)物,，但是很多有重要價(jià)值的生物物質(zhì),，如毒素、疫苗,、干擾素,、單克隆抗體、色素,、香味物質(zhì)等,，必須借助于動(dòng)物細(xì)胞、植物細(xì)胞的大規(guī)模培養(yǎng)來制備,。
 

　　如果對微生物細(xì)胞,、植物細(xì)胞或動(dòng)物細(xì)胞在培養(yǎng)上的異同點(diǎn)有一定的了解，將幫助學(xué)習(xí)者更好地掌握動(dòng)物細(xì)胞的基本條件和要求,，為哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)建立一定的理論基礎(chǔ),。