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

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

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

　　一、細胞型微生物培養(yǎng)
 

　　細胞型微生物包括原核細胞類微生物和真核細胞類微生物,。細菌,、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胞原核生物，放線菌是菌絲生長,，其菌絲由多細胞組成,，但每個細胞往往含多套核物質(zhì)，屬于無隔菌絲,。酵母一般是單細胞真核生物,，霉菌往往是多細胞真核生物。霉菌菌絲多數(shù)時候是有隔菌絲，每個細胞一般含1個細胞核或2個以上的細胞核,。
 

　　(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氣,。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
 

　　由于植物細胞具有全能性,，植物組織細胞培養(yǎng)的各種類型均可經(jīng)過誘導分化形成愈傷組織，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)。
 

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

　　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進行特定品種的克隆,，即無性繁殖,；③制取特定植物組織細胞的代謝產(chǎn)物。
 

　　3.懸浮植物細胞培養(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),。適合于進行產(chǎn)業(yè)化大規(guī)模細胞培養(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)習性,，習慣上采用暗培養(yǎng)與光照培養(yǎng)(8h/d,30001x)相結(jié)合交替進行全程的培養(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,，因為培養(yǎng)容器中的相對濕度幾乎達到100%，因此,，如何控制人工培養(yǎng)環(huán)境的重點和難點在于培養(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,，隨著植物生理學和生物化學研究的深入，培養(yǎng)基的構(gòu)成越來越復雜,，成分越來越多,。
 

　　當瓊脂、明膠支持物的發(fā)現(xiàn)并且應(yīng)用到培養(yǎng)基中時,，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個大氣壓可促進植物組織生長,，2個大氣壓以上時，出現(xiàn)生長障礙,，6個大氣壓時植物組織即無法生存,。無論培養(yǎng)目標設(shè)計是針對細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,、有機氮源,、無機鹽、植物生長激素,、有機酸和一些復合物質(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)細胞的次生代謝產(chǎn)物量,。
 

　　(2)有機氮源通常采用的有機氮源有蛋白質(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。有機氮源對細胞的初級培養(yǎng)的早期生長階段有利,。L-谷氨酰胺可代替或補充某種蛋白質(zhì)水解物,。
 

　　(3)無機鹽類大量元素和微量元素通常使用無機鹽代替，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成為無機氮源，但是加入銨鹽對細胞生長有利,。如果添加一些琥珀酸或其他有機酸,，銨鹽也能單獨成為氮源。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)中具有無可動搖的核心地位,，包括五大類,，即生長素類,、細胞分裂素類、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胞分裂素。分裂素和生長素通常一起使用,，促使細胞分裂,、生長。生長素在植物細胞和組織培養(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胞和原生質(zhì)體的生長,。
 

　　(6)復合物質(zhì)通常作為細胞的生長調(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)器皿是強調(diào)植物組織細胞培養(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,、動物細胞培養(yǎng)
 

　　(一)培養(yǎng)類型
 

　　1.依據(jù)培養(yǎng)細胞來源動物分類
 

　　分為無脊椎動物細胞培養(yǎng)和脊椎動物細胞培養(yǎng),。
 

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

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

　　節(jié)肢動物門可分為3個亞門7個綱,，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,，已建立昆蟲細胞系800余株。
 

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

　　脊椎動物細胞培養(yǎng)開展較早,，細胞系建立比較完善。哺乳動物細胞培養(yǎng)研究起步早,，研究較多,，其生物學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,。
 

　　20世紀80年代WHO明確了哺乳動物傳代細胞可用于生物制品生產(chǎn)以后,，該領(lǐng)域的細胞培養(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)文獻報道,，已批準上市的生物技術(shù)藥物中70%是由哺乳動物細胞產(chǎn)生的,。
 

　　2.依據(jù)細胞生長特性分類
 

　　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)、擴大培養(yǎng)等,。詳細內(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,，為動物細胞的生長提供溫度、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)中還需要動物細胞生物反應(yīng)器,、細胞工廠或滾瓶機等儀器或大型設(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，初步判斷是何種細胞型微生物污染,。
 

　　四,、微生物細胞、植物細胞與動物細胞在培養(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，必須借助于動物細胞,、植物細胞的大規(guī)模培養(yǎng)來制備,。
 

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