组织细胞培养概述
组织细胞培养一般泛指所有的体外培养，包括组织培养、细胞培养和器官培养。其中，组织培养（Tissue Culture）指从活体内取出组织，模拟体内生理环境，在体外无菌、适当温度和一定培养条件下，使之生存和生长，并维持其结构和功能的方法。细胞培养（Cell Culture）则是指离散细胞的培养，这些细胞通过酶学的、机械的或化学方法从来源组织中获得，培养物是单个细胞或细胞群。器官培养（Organ Culture）是指以器官的原基、器官的一部分或整个器官为培养物，应用与组织培养相似的条件，使培养物保持着体内组织部分或全部组织学特征，在体外生存、生长并保持一定的功能。组织培养与细胞培养并无严格区别，组织培养可出现细胞单一化现象，即趋向变成单一类型细胞，最终也变成了细胞培养。细胞在培养过程中的生命活动是互相依存的，呈现着一定的“组织”特性。
（一）体外培养方式的分类
体外培养可分为原代培养和传代培养。原代培养，又称初代培养（Primary Culture），即对从生物体内取出的细胞、组织和器官进行实效培养的过程，这样的细胞称为原代细胞，通常只能培养10-50代左右即退化死亡。传代培养（Passage Culture），是指无论是否稀释，将细胞从一个培养瓶转移或移植到另一个培养瓶。原代培养物经首次传代成功后即为细胞系（Cell Line）。如细胞系的生存期有限，则称之为有限细胞系（Finite Cell Line），而已获无限繁殖能力能够持续生存的细胞系，称连续细胞系或无限细胞系（Infinite Cell Line）。由某一细胞系分离出来的、在性状上与原细胞系不同的细胞系，称该细胞的亚系（Subline）。
（二）体外培养细胞的分型
根据离体细胞在培养皿中生长时是否贴壁，可将体外培养细胞分为贴壁型和悬浮型两类。
1.贴壁型细胞：培养细胞需贴附在支持物上生长，大多数细胞属于此型，也称锚着依赖性细胞（anchorage-dependent cells）。细胞贴壁后，分化现象常变的不显著，易失去原有组织特征，形态上表现单一化。主要包括①上皮细胞
型：细胞呈扁平不规则多角形，中间有胞核，彼此紧密相连成单层膜。②成纤维细胞型：胞体呈梭型或不规则三角形，胞质向外伸出2-3个长短不同的突起，起源于中胚层的细胞，如心肌、平滑肌、血管内皮细胞等常呈成纤维细胞型。③游走细胞型：细胞质常伸出伪足或突起呈活跃的游走或变形运动，贴附于支持物上散在生长，一般不连接成片。
2.悬浮型细胞：某些细胞在培养液中悬浮生长，在培养皿内不贴壁，其生存空间较大，能大量增殖，易进行传代培养。常见的如血液中的淋巴细胞、白细胞及部分肿瘤细胞等。
组织细胞培养的生存环境和条件
（一）无污染环境
是保证细胞生存的首要条件。
（二）温度
36.5℃±0.5℃。培养细胞对低温的耐受力比对高温强。温度达43℃以上，1小时内细胞都将死亡。
（三）气体环境和氢离子浓度
95%氧气，5%CO2。CO2能维持培养基的pH值为7.2~7.4，细胞的耐酸性比耐碱性大一些，在偏酸性环境中更利于生长。细胞在生长过程中随着细胞数量增多和代谢活动增强，会不断释放CO2，导致培养基变酸。
（四）体外培养所需基本物质
包括糖、氨基酸、促生长因子、各种元素及促细胞贴附物质等。
（五）渗透压
多数细胞渗透压为260Osm/kg~320Osm/kg。
（六）培养基
包括①合成培养基（Synthetic Medium）：主要来自动物体液或从组织中分离提取制备的成分，其营养性较高，但成分复杂，个体差异较大，在来源上有一定限制。②天然培养基（Natural Medium）：是按人和动物体内细胞所需成分模拟合成的、配方恒定的一种较理想的培养基。③无血清培养基（Serum Free
Medium）：成分分为基础培养液和附加成分。附加成分包括促贴壁附着成分、促生长增殖成分和蛋白酶抑制物等，这类培养基主要应用于研究细胞生长因子、单克隆抗体的制备以及细胞分泌产物等。
（七）附着底物
绝大多数培养细胞需附着在适宜的底物上才能生长。细胞贴附在底物上生长的性质称锚着依赖性。常见的附着底物有①玻璃：如玻璃培养瓶、盖玻片等。②一次性塑料：聚苯乙烯、聚四氟乙烯。可制成薄膜，建成小块后能置入各种平皿中，适于细胞贴附生长，便于取出、染色和做电镜切片。③微载体：是由聚苯乙烯和聚丙烯酰胺制成的微小球体，附着面大，利于大量繁殖细胞。④饲细胞（Feeder Cell）：可用成纤维细胞或其它细胞长成单层后，再用大剂量射线照射，使细胞失去增殖能力但尚存活和有代谢活动，令其作为底物，将其它细胞接种于其上，饲细胞的代谢产物利于其它细胞生长。可用于特殊细胞培养。
（八）抑制细胞生长因素
有毒物质或微生物能抑制细胞生存和生长，因此需清除有毒物质，确保细胞培养的无污染环境。
组织细胞培养的基本操作和技术
（一）细胞培养的无菌操作。
1.无菌室：无菌室一般由更衣间、缓冲间、操作间三部分组成。为保持无菌状态，无菌室的消毒和防污染是非常必要的。通常采用每日（使用前）紫外照射（1-2小时），每周甲醛、乳酸、过氧乙酸熏蒸（2小时）和每月新洁尔灭擦拭地面和墙壁一次的方式进行消毒。实际工作中，要根据无菌室建筑材料的差异来选择合适的消毒方法。
2.超净工作台：原理是采用鼓风机驱动空气通过高效过滤器，使空气净化，净化的空气吹入台面空间将其中的尘埃、细菌甚至病毒颗粒带走，使工作区呈无菌环境。超净台的平均风速保持在0.32-0.48米/秒左右，过大、过小均不利于保持净化度；使用前最好开启超净台内紫外灯照射10-30分钟，然后让超净台预工作10-15分钟，以除去臭氧，并使工作台面空间呈净化状态；使用完毕后，
要用70%酒精将台面和台内四周擦拭干净，以保证超净台无菌。还要定期用福尔马林熏蒸超净台。
3.常用培养器皿及清洗消毒：细胞培养需要大量消耗性物品，如玻璃器皿、金属器皿、塑料、橡胶制品、布类、纸类等。离体条件下，有害物质可以直接同细胞接触，培养器皿中极少残留物均可对细胞产生毒副作用。因此，新的或重新使用的器皿都必须认真清洗，达到不含任何残留物的要求。此外，微生物污染是造成细胞培养失败的主要原因，目前有多种用于细胞培养的消毒灭菌方法，每种方法都有一定的适应范围。通常采用过滤除菌系统、紫外照射、电子杀菌灯、乳酸、甲醛熏蒸等方法消毒实验室空气，采用新洁而灭消毒实验室地面，采用高温干热灭菌、高温湿热灭菌、消毒剂浸泡、紫外照射等方法消毒培养用器皿，采用高压蒸汽灭菌或过滤除菌方法消毒培养液。
（二）细胞培养基本操作技术
1.细胞分离技术：将组织块分离（散）成细胞悬液的方法有多种，最常用的是机械解离细胞法、酶学解离细胞法以及螯合剂解离细胞法。
组织取材之后，最好立即培养。因故不能培养时，应把组织切成1㎜3左右的小块，置于培养液中，4℃贮存；存放时间不易超过24小时。应严格保持无菌，也要避免受到紫外线照射或接触任何化学试剂及有害药物。为减少污染，对肿瘤组织或其他病理组织，可用500~1000U/ml的青、链霉素BSS液，漂洗5~10分钟后再做培养处理。
（1）机械解离细胞法：有切割分离法和机械分散法两种。需先将组织剪成小块，切割分离法是用手术刀切割或剪刀剪切成1mm3左右的组织块，机械分散法是把组织放入注射器针管中挤压或把组织置于不锈钢沙网中用钝器压取。
（2）酶学解离细胞法：在把组织剪成较小体积的基础上，应用生化和化学手段进一步分散组织的方法。最终使被处理的组织分散成细胞团或单个细胞，加入培养液制成细胞悬液，接种至培养器皿中进行培养。
①胰蛋白酶(Trypsin)法：去除不需要的组织，使用无菌的解剖刀和剪刀把剩余的组织切成3~4mm小片，将组织碎片悬浮在无钙镁的平衡盐溶液中充分
清洗。沉淀组织碎片，去除上清液，重复清洗2至3次。将盛有组织碎片的容器置于冰上，去除残留的上清液。再加入0.25％溶解在无钙镁的平衡盐溶液中的胰蛋白酶（100mg组织加入1ml胰蛋白酶），4℃孵育6-18小时，移弃组织碎片中的胰蛋白酶，37℃孵育20-30分钟，在组织碎片中加入预热的完全培养基，用移液管轻轻地分散组织。通过无菌不锈钢丝网（100～200mm）过滤，分散所有剩余组织。计数和接种细胞，进行培养。
②胶原酶(Collagenase)法：用无菌解剖刀和剪刀把剩余组织切成3~4mm 小片，用Hanks'平衡液（HBSS）清洗组织碎片几次。加入胶原酶（50～200单位/ml，溶解在HBSS中），37℃孵育4-18小时，同时加入3mM CaCl2增强解离效率。通过无菌不锈钢丝网或尼龙网过滤细胞悬液，以分离分散细胞、组织碎片和较大的碎片。如需进一步解聚，可在碎片中加入新鲜的胶原酶重复以上步骤。通过离心法在HBSS中清洗细胞悬液数次，使用培养基重悬细胞，计数和接种细胞，进行培养。
2.细胞计数法：培养的细胞在一般条件下要求有一定的密度才能生长良好，所以要进行细胞计数。当待测细胞悬液中细胞均匀分布时，通过测定一定体积悬液中的细胞数目，即可换算出每毫升细胞悬液中的细胞数目。细胞计数的原理和方法与血细胞计数相同。
3.细胞的冻存与复苏：目前通常采用低温液氮冻存法贮存细胞。细胞在液氮中，温度达到-196℃，贮存时间几乎是无限的。用时解冻，细胞仍能生长增殖。
低温液氮冻存的基本原理：在－70℃以下时，细胞内的酶活性均已停止，即代谢处于完全停止状态，故可以长期保存。在不添加保护剂的条件下冻存细胞时，细胞内外环境中的水会结成冰晶，导致细胞死亡。但如果向细胞培养液中加入保护剂甘油或二甲基亚砜（DMSO），可使冰点降低，在缓慢的冻结条件下，能使细胞内水分在冻结之前透出细胞外。细胞低温保存的关键，在于通过0~20℃阶段的处理过程，在此温度范围内，水晶呈针状，极易招致细胞的严重损伤。标准的冷冻速度为-1℃~-12℃/min，当温度下降到-25℃时，冷冻速度可增至
-5~-10℃/min；当-100℃时则可迅速冻入液氮中。
冻存细胞的复苏：冻存的细胞较脆弱，因此要轻柔操作。冻存细胞要快速融化，并直接加入完全生长培养基中。若细胞对冻存剂（DMSO或甘油）敏感，可离心去除冻存培养基，然后加入完全生长培养基中。
4.细胞运送：选生长状态良好的细胞，待达到80%或90%汇合时，去掉旧培养液换入新培养液，量要达到培养瓶的颈部（过满易污染），保留少许空间，塞紧瓶塞；如空气过多运，输中气泡运动易使细胞脱落。妥善包装和运送；一般在不超过四五天到达目的地的情况下，对细胞活力无严重影响；到达后，倒出大部分培养液，保留正常量，置37℃培养，次日传代。
5.细胞的生长阶段及形态特征观察：传代培养的细胞需每日进行观察，注意细胞有无污染，培养液颜色的变化及细胞生长的情况。细胞生长一般要经过以下三个阶段：
（1）潜伏期（Latent Phase）：细胞接种培养后，先经过一个在培养液中呈悬浮状态的悬浮期。此时细胞胞质回缩，胞体呈圆球形。接着是细胞附着或贴附于底物表面上，称贴壁，悬浮期结束。各种细胞贴附速度不同，这与细胞的种类、培养基成分和底物的理化性质等密切相关。初代培养细胞贴附慢，可长达10-24小时或更多；连续细胞系和恶性细胞系快，10-30分钟即可贴附。细胞贴附现象是一个非常复杂且与多种因素相关的过程。贴附是贴附类细胞生长增殖条件之一，细胞贴附于支持物后，先经过前述延展过程变成极性细胞，还需经过一个潜伏阶段，进入生长和增殖期。细胞处在潜伏期时，可有运动活动，基本无增殖，少见分裂相。细胞潜伏期与细胞接种密度、细胞种类和培养基性质等密切相关。初代培养细胞潜伏期长，约24-96小时或更长，连续细胞系和肿瘤细胞潜伏期短，仅6-24小时；细胞接种密度大时潜伏期短。当细胞分裂相开始出现并逐渐增多时，标志细胞已进入指数增生期。
（2）指数增生期（Logarithmic growth Phase）：这是细胞增殖最旺盛的阶段，细胞分裂相增多。指数增生期细胞分裂相数量可作为判定细胞生长旺盛与否的一个重要标志。一般以细胞分裂（Mitotic Index：MI）表示，即细胞群中
每1000个细胞中的分裂相数。体外培养细胞分裂指数受细胞种类、培养液成分、pH、培养箱温度等多种因素的影响。一般细胞的分裂指数介于0.1%～0.5%，初代细胞分裂指数低，连续细胞和肿瘤细胞分裂指数可高达3%～5%。指数增生期是细胞一代中活力最好的时期，因此是进行各种实验最好的和最主要的阶段。在接种细胞数量适宜情况下，指数增生期持续3～5天后，随细胞数量不断增多、生长空间渐趋减少、最后细胞相互接触汇合成片。细胞相互接触后，如培养的是正常细胞，由于细胞的相互接触能抑制细胞的运动，这种现象称接触抑制（Contact Inhibition）。而肿瘤细胞则无接触抑制现象，因此接触抑制现象可作为区别正常细胞与肿瘤细胞的标志之一。肿瘤细胞由于无接触抑制能继续移动和增殖，导致细胞向三维空间扩展，使细胞发生堆积（Piled up）。细胞接触汇合成片后，虽发生接触抑制，只要营养充分，细胞仍然能够进行增殖分裂，因此细胞数量仍在增多。但当细胞密度进一步增大，培养液中营养成分减少，代谢产物增多时，细胞因营养的枯竭和代谢物的影响，则发生密度抑制（Density Inhibition），导致细胞分裂停止。因此细胞接触抑制和密度抑制是两个不同的概念，不应混淆。
（3）停滞期（Stagnate Phase）：细胞数量达饱和密度后，细胞停止增殖，进入停滞期。此时细胞数量不再增加，故也称平顶期（Plateau）。停滞期细胞虽不增殖，但仍有代谢活动，继而培养液中营养渐趋耗尽，代谢产物积累、pH降低。此时需做分离培养即传代，否则细胞会中毒，发生形态改变，甚至从底物脱落死亡，故传代应越早越好。传代过晚（已有中毒迹象）能影响下一代细胞的机能状态。在这种情况下，虽进行了传代，因细胞已受损，需要恢复，至少还要再传1-2两代，通过换液淘汰掉死细胞和使受损轻微的细胞得以恢复后，才能再使用。
培养物的污染及注意事项
凡是混入培养环境中对细胞生存产生危害的成分和造成细胞不纯的异物都应视为污染。因此，组织培养污染物应包括：生物（真菌、细菌、病毒和支原体）、化学物质（影响细胞生存、非细胞所需的化学成分）、细胞（非同种的其他细胞）。
防止组织培养污染，预防是关键，预防措施应该贯穿整个细胞培养的始终。
（一）空气
是微生物及尘埃颗粒传播的主要途径。因此，培养设施不能设在通风场所。无菌操作应在净化台内进行，工作时要带口罩，以免因讲话、咳嗽等使外界污染进入操作面，造成污染。
（二）器材
各种培养器皿、器械消毒不彻底和洗刷不干净可导致污染，因此用于细胞培养的器皿应该严格消毒，器皿的运输、贮存过程要严格规范操作，谨防污染。另外，需要对培养箱进行定期消毒，防止形成污染。
（三）操作
实验操作无菌观念不强，技术不熟练，使用污染的器皿或封瓶不严等，都可以造成污染。培养两种以上细胞时，操作不规范，交叉使用吸管或培养液、瓶等有可能导致细胞交叉污染。因此，在操作过程中，超净台内放置的所有培养瓶瓶口不能与风向相逆，不允许用手触及器皿的无菌部分，如瓶口和瓶塞内侧；在安装吸管冒、开启或封闭瓶口操作时要经过酒精灯烧灼，并在火焰附近操作；吸取培养液、细胞悬液等液体时，应专管专用，防止污染扩大或造成培养物的交叉污染；使用培养液前，不易较早开启瓶口；开瓶后的培养瓶应保持斜位，避免直立；不再使用的培养液应立即封口；培养的细胞在处理之前不要过早的暴露空气中；操作时不要交谈、咳嗽，以防唾沫和呼出气流引发污染；操作完毕后应将工作台面整理好，并消毒擦拭工作面，关闭超净台。
（四）其他
购入的未灭活血清应56℃水浴灭活30分钟，使血清的补体和支原体灭活；对新购入的细胞株应加强观察，防止外来的污染源；为了避免诱导抗药细菌，应定期更换培养系统的抗生素，或尽可能不用抗生素；及早冻存培养物；重要的细胞株传代工作应有两个人独立进行；定期消毒培养箱等。
细胞培养技术原理及应用研究进展 姓名：赵鹏学号：158033038 专业：流行病与卫生统计学 摘要：细胞培养是指将采集体内组织的细胞模拟体内生长环境，放置在无菌、一定营养条件、适宜的温度及酸碱度下，使其生长、繁殖，并维持其结构和功能的一种技术，已成为生物、医学研究及应用广泛采用的技术方法。文章对细胞培养技术的应用作一综述。 关键词：细胞培养；应用；研究进展 细胞是构成机体的基本单位，是生命活动的基本单位。一切有机体（除病毒）都是由细胞组成的。细胞具有独立的、有序的自控代谢体系。因此，对细胞的深入研究是揭开生命奥秘、征服疾病的关键。细胞培养是指将采集体内组织的细胞模拟体内生长环境，放置在无菌、一定营养条件、适宜的温度及酸碱度下，使其生长、繁殖，并维持其结构和功能的一种技术。细胞培养技术的优点是可以直接观察活细胞的形态结构、生命活动及其变化；提供大量生物性状相似的试验对象，特别是研究大型动物（奶牛）时具有耗资少的优点。但模拟体内环境仍与实际有很大的差异，因此利用细胞培养技术的试验结果不可以轻易做出与体内等同的结论。 动物组织（细胞）培养开始于20世纪初，现已成为生物、医学研究及应用广泛采用的技术方法[1 ]。随着细胞培养技术的不断发展，现在也广泛应用于动物生产研究。20 世纪60 年代，该技术应用于水产动物的病毒分离和纯化，对于鱼类疾病的防治具有重要作用。近年来研究发现单一种子细胞难以完成构建复杂组织的需要，因此产生了联合培养细胞技术。联合培养下的细胞之间存在着精细的相互调控关系，因而更符合仿生学的原理且更有利于种子细胞的增殖与分化，为复杂的细胞诱导分化以及体外组织构建提供了新思路、新方法[2 ]。 1 细胞培养 细胞培养是将活体组织或细胞从试验动物体内取出，放在模拟体内生存环境的体外环境（无菌、适温、营养丰富）中，使高体细胞生长、发育的一种方法。按照培养的结构成分不同，将其分为组织培养、细胞培养及器官培养等。根据细胞是否在支持物上生长，将其分为贴壁型和悬浮型。一般来说，圆形细胞如淋巴细胞属于悬浮型，而胞体梭型（成纤维型细胞）、扁平不规则（上皮型细胞）等属于贴壁型，贴壁型细胞必需贴附在支持物表面生长。细胞培养开始于1906 年，Harrison 用蛙新鲜淋巴液培养蛙胚神经组织4 周，首次成功地利用体外培养液培养神经元，标志着组织细胞的体外培养模式的基本建立。随着细胞培养技术的不断发展和完善，20 世纪50 年代进入繁盛阶段，细胞培养逐渐被基础研究与应用领域所应用，特别是在医学领域得到迅速的发展。目前，细胞培养技术已经涉及到生物学、农业、环境保护等领域[ 3 ]。 目前，在细胞培养过程中，只能根据离体细胞的特点和培养条件，提供满足其生长和发育的一些基本生理条件。必须在无菌条件下进行，细胞感染微生物后，会因被夺营养物质而导致细胞生长缓慢或停滞，甚至死亡。需要提供适宜的温度和pH，一般哺乳动物细胞培养的温度控制在37 ℃，鱼类的温度要低一些。温度过高或过低时，均不利于细胞生长甚至会导致细胞死亡。动物细胞最适宜pH一般控制在7.2~7.4，在此范围细胞生长活跃，增殖速度快，如果过低或过高性，细胞会因为细胞膜受损而死亡。细胞离体培养技术的关键是细胞培养液的设计，理想的细胞培养液可以同时解决细胞离体培养所需要的pH、渗透压、营养物质、调节物质的全部需要。细胞培养液中需含有细胞增殖、生长所需要的各种营养物质。如提供能量的物质（N源、C源）、代谢调节控制的物质（无机盐、维生素、激素）。另外，在细胞培养过程中需要提供一定量的气体（O2和CO2）。CO2具有调节pH和缓冲的作用，一般提供5% CO2。
主要概念名词解释 细胞全能性：指细胞经分裂和分化后仍具有形成完整有机体的潜能或特性。 分化：指做工作使之瓦解；非特化的早期胚胎细胞获得特化细胞（如心脏、肝脏或肌肉细胞）特性的过程。 脱分化：已分化的细胞在一定因素作用下恢复细胞分裂能力,失去原有分化状态的过程。 再分化：已经脱分化的愈伤组织在一定条件下，再分化出胚状体，形成完整植株。 外植体：植物组织培养中作为离体培养材料的器官或组织的片段。 组织培养：植物组织培养概念（广义）又叫离体培养，指从植物体分离出符合需要的组织。器官或细胞，原生质体等，通过无菌 操作，在人工控制条件下进行培养以获得再生的完整植株或 生产具有经济价值的其他产品的技术。植物组织培养概念 （狭义）指用植物各部分组织，如形成层、薄壁组织、叶肉 组织、胚乳等进行培养获得再生植株，也指在培养过程中从 各器官上产生愈伤组织的培养，愈伤组织再经过再分化形成 再生植物。 愈伤组织：指植物体的局部受到创伤刺激后，在伤口表面新生的组织。 它由活的薄壁细胞组成，可起源于植物体任何器官内各种组 织的活细胞。 定芽：生长在枝上有一定位置的芽称为定芽。象顶芽、腋芽、副芽
等均在一定部位生出的芽，称为定芽． 不定芽：从叶、根、或茎节间或是离体培养的愈伤组织上等通常不形成芽的部位生出的芽，则统称为不定芽。 继代培养：指愈伤组织在培养基上生长一段时间后，营养物枯竭，水分散失，并已经积累了一些代谢产物，此时需要将这些组织 转移到新的培养基上，这种转移称为继代培养或传代培养。消毒：指杀死病原微生物、但不一定能杀死细菌芽孢的方法。 人工种子：将组织培养产生的体细胞胚和性细胞胚包裹在能提供养分的胶囊里，再在胶囊外包上一层具有保护功能和防止机械损 伤的外膜，形成一种类似于种子的结构。 褐变：饲料在加工过程中或长期贮存于湿热环境下，其所含的氨基化合物如蛋白质、氨基酸及醛、酮等与还原糖相遇，经过一系列 反应生成褐色聚合物的现象称为褐变反应，简称褐变。 污染：指自然环境中混入了对人类或其他生物有害的物质，其数量或程度达到或超出环境承载力，从而改变环境正常状态的现象。玻璃化：将某种物质转变成玻璃样无定形体（玻璃态）的过程，是一种介于液态与固态之间的状态，在此形态中没有任何的晶体结 构存在。 体胚：由体细胞发育成的胚。又称体细胞胚。 茎尖培养：把茎尖的分生组织或包括有此分生组织的茎尖分离进行无菌培养的方法。
植物细胞培养 一、定义 ●在离体条件下，将愈伤组织或其他易分散的组织置于液体培养基中进行振 荡培养，得到分散成游离的悬浮细胞，通过继代培养使细胞增殖，从而获得大量细胞群体的一种技术。 ●植物中含有数量极为可观的次生代谢物质，是各种色素、药物、香精、酶等天然 产物的主要来源。 ●植物细胞培养具有以下优点： 1、提高产率 2、缩短周期 3、提高产品质量 4、易于管理，减轻劳动强度 因此主要用于生产色素、药物、食品、酶、精细化工产品等次生代谢物。 二、培养基 常用MS培养基，另外还有B5、N6、NT、AA、KM8p等培养基 三、单细胞培养 1、制备方法 （1）机械法（机械磨碎、切割） （2）酶解法（目前最有效的获得单细胞方法） （3）愈伤组织诱导法（高频振动愈伤组织） 2、培养方法 （1）平板法（似微生物平板培养） （2）看护培养与饲养层培养法 看护培养：将单个细胞接种到滤纸上再置于愈伤组织之上进行培养。 饲养层培养：用处理过（如X射线）的无活性的或分裂很慢、不具分裂能力的细胞来饲养细胞。 （3）液体浅层静置培养法：将一定密度的悬浮细胞在培养皿中形成浅薄层，封口静止培养。
（4）细胞同步化：同一悬浮培养体系的所有细胞都同时通过细胞周期的某一特定时期。植物细胞在悬浮培养中的游离性较差，容易团聚进入不同程度的分化状态，因此要达到完全同步化相当困难。 ①低温法：冷处理可提高培养体系中细胞同步化程度。 ②分选法：通过细胞体积大小分级，直接将处于相同周期的细胞进行分选，然后将同一状态的细胞继代培养于同一培养体系中。 ③饥饿法：在一个培养体系中，如果细胞生长的基本成分丧失，则导致细胞因饥饿而分裂受阻，从而停留在某一分裂时期。 ④抑制剂法：通过一些DNA合成抑制剂处理细胞，如尿苷等，使细胞滞留在DNA 合成前期，当解除抑制后，即可获得处于同一细胞周期—G1期的同步化细胞。 3、保存 （1）继代培养（高等植物、海藻等） （2）低温（ 5℃～10℃） （3）冷冻（ -20℃或液氮） 植物细胞冷冻保存方法： 在冰浴条件下加入预冷的冰冻保护剂，密封，继续冰浴15min，在-40℃停留2h后投入-196℃液氮罐中保存。 植物细胞冷冻保护剂组成： 7.5%二甲基亚砜（DMSO）＋0.5mol／L山梨醇＋5%甘油＋5%蔗糖 四、植物细胞培养的应用 1、生产药用植物代谢产物（紫杉醇、苷类等） 2、生产天然食品、食品添加剂（可可碱等） 3、生产杀虫剂、杀菌剂（鱼藤酮、除虫菊脂） 4、生产饲料、精细化工产品（桑叶、橡胶等） 五、植物细胞的生物反应器大规模培养 1、培养特性 （1）细胞本身特性（生长慢、易结团、易损伤、易污染） （2）培养液流变特性（黏度增高） （3）气体传递与影响（O2与CO2需平衡）
《组织细胞培养技术》课程教学大纲 课程编码：26990214 课程名称：组织细胞培养技术 英文名称：Cell and tissue culture technology 开课学期：第二学期 授课对象：统招硕士 开课院系：基础医学院 开课教研室：病理学与法医学教研室 学时：40 （其中理论学时：20 实验学时：20 ） 学分：0.5 课程类型：公共选修课（公共必修课/选修课/专业课） 选用教材：自编教材《组织细胞培养技术》 主要参考书：⑴鄂征主编. 组织培养和分子细胞学技术.北京：北京出版社，1994。⑵施新猷主编.实验动物学. 北京：人民军医出版社，2000。 大纲编写人员：张宏颖副教授 一、课程目的与任务 组织细胞培养技术是研究组织和细胞的技术方法，被培养的组织和细胞也是实验研究的对象。本课程是医学临床与基础专业硕士研究生的公共选修课程之一，在医学各专业高级人才培养中具有重要地位。本课程系统介绍了组织和细胞培养技术有关的概念、基本原理、操作程序和关键技术，及其在医学研究和临床实践中的应用，该领域的研究历史和最新发展动态；转基因动物技术的概念、研究进展、技术方法、建立方法、应用及前景展望。旨在提升医学专业硕士研究生的知识结构，掌握现代生物技术中的基本实验技能，培养学生开拓创新的能力，适应未来学科发展对人才的需求。 二、教学基本要求 本课程系统地论述了组织细胞培养技术的理论和方法，简要介绍了转基因动物技术及应用。要求学生全面系统地掌握组织细胞培养的操作过程，了解各种操作的基本原理；有判定细胞生长好坏和是否发生污染的能力；熟悉体外培养细胞的生存条件、细胞的生物学性状和与此有关的基本理论知识，了解国内外细胞培养的最新动态和研究进展，了解转基因动物技术的概念、研究进展、技术方法、建立方法、应用，并能自行根据需要设计实验，运用所学技术解决科研中的实际问题，提高学生综合分析问题，系统利用专业知识的综合素质。 三、各章节内容及学时分配 第一章组织培养技术的基本理论知识（4.5学时） 目的与要求 1、掌握组织培养基本概念；了解对组织培养的评价；熟悉对组织培养工作者的要求和工作方法。 2、了解体内外细胞的差异与分化；掌握培养细胞形态分类及培养细胞的大体形态；熟悉组织培养 细胞的生长和增殖过程。 3、熟悉培养细胞生存环境和条件。
植物组织培养：是指在无菌和人工控制的环境条件下，利用人工培养基，对离体的植物胚胎、器官、组织、细胞及原生质体进行培养，使其再生细胞或完整植株的技术。又称为植物离体培养 离体生态学：是指研究离体培养环境条件控制的科学，其研究对象是培养基、植物材料和人工环境条件 外植体：用于离体培养的那部分植物器官、组织或细胞 愈伤组织（callus）：是指外植体因受伤或在离体培养时，其细胞进行活跃的分裂增殖而形成的一种无特定结构和功能的组织 植物组织培养的特点 1.组培技术是无菌操作技术。 2.组培材料处于完全的异养状态。 3.组培材料可以是离体状态的器官、组织、细胞或原生质体。 4.组织培养物可以形成克隆（clone，无性繁殖系），也可以进行茎芽增殖或生根 5.组培容器内的气体和环境气体可通过封口材料进行交换，相对湿度通常是几乎100％，因此，组培苗叶片表面一般都无角质层或蜡质层，且气孔保卫细胞功能缺乏，气孔始终都是张开的。 6.组培的环境温度、光照强度和时间都是人为设定的，其参数可调 植物组织培养的研究类型 组织培养 器官培养 胚胎培养 细胞培养 原生质体培养 植物组织培养的研究任务 研究离体培养条件下，细胞、组织或器官所需营养条件和环境条件，细胞、组织或器官的形态发生和代谢规律，植物脱毒方法和机理，植物特别是一些难繁植物的大量快速繁殖方法，细胞融合方法和机理，再生个体的遗传和变异，种质资源的离体保存机理和方法等 德国植物学家Schleiden和动物学家Schwann于1838-1839年提出的细胞学说 德国植物学家Haberlandt于1902年提出了植物细胞具有全能性 李继侗和沈同1933年成功培养了银杏的胚。 1952年，Morel和Martin提出了植物脱毒（virus free）技术 Guha和Maheshwari等——花药培养 Cocking等-原生质体培养
如对你有帮助，请购买下载打赏，谢谢！ 院(系、部) 化学与生物工程学院专业生物技术（师范）年级13级学号姓名组别第二组课程名称植物细胞工程学实验日期2016.3-6 指导老师实验名称植物组织培养综合实验 一、实验目的 1.熟悉MS培养基的组成，掌握贮备液的配制方法 2.学习、掌握植物组织固体培养基的配制和灭菌方法； 3.掌握超净工作台上的接种方法与注意事项，了解接种室的灭菌方法； 4.了解组织培养的基本程序； 5.掌握接种的方法和材料的培养过程； 6.掌握无菌操作技术，包括外植体除菌和接种技术； 7.观察外植体的生长状况、染菌状况，剔除染菌外植体； 8.了解MS培养基和1/2MS培养基的区别 二、实验原理 1.植物细胞的全能性 一切植物都由细胞构成，细胞是构成植物体的基本结构与功能单位。植物细胞含有全套遗传信息，具有形成完整植物的潜能。 2.植物细胞表现出全能性的条件 1.离体状态； 2.有一定的营养物质，激素和其他外界条件（无菌、温度、pH）； 3.选择性能优良、细胞全能性表达充分的基因型 3.无菌条件 把植物的组织、器官等，使其在人工控制的无菌条件下，使植物在人工培养基上繁殖。用于进行组织培养的组织、器官和细胞称为外植体。在组培中外植体都死带菌的，在接种前必须进行表面消毒，这时取得培养成功的最基本和重要的前体。组织培养的主要过程都是在无菌条件下进行的，所以所有的器材、植物体、接种室都应是无菌的。 4.脱分化与愈伤组织 已有特定结构与功能的植物组织，在一定条件下，其细胞被诱导改变原来的发育途径，逐步逆转其原有的分化形态，转变为具有分生能力的胚细胞的过程称为脱分化。脱分化所用的化学物质与MS培养基的区别是需要激素诱导。所以脱分化培养需在MS培养基上添加激素进行愈伤组织诱导。 5.培养基 植物组织培养常用的培养基为MS培养基。常用的凝固剂是琼脂,它的主要作用是使液体培养基凝固，琼脂本身并不提供任何营养，它只是一种高分予的碳水物从海藻中提取出来，仅溶解于热水，成为溶胶，冷却后(40℃以下)即凝固为固体状凝胶。琼脂的用量一般在4—10克／升之间。琼脂的凝固能力除与原料、厂家的加工方式等有关外，还与高压灭菌时的温度、时间、pH值等因素有关，长时间的高温会使凝固能力下降，过酸过碱加之高温会使琼脂发生水解而丧失凝固能力，存放时间过久，琼脂变褐，也会逐失去凝固能力。MS培养基属于富盐平衡培养基，特点是：无机盐浓度较高，元素间的比例适当，离子平衡性好，具有较强的缓冲性，因而在培养的过程中可维持较好的稳定性；营养丰富，在一般培养中无须额外加入复杂的有机成分；微量元素种类全，浓度高。这类培养基是目前使用最广泛的培养基。 6.生长调节物质 包括天然植物激素额人工激素类似物。植物激素是一类植物自身合成、同时对其生长发育具有重要调节作用的有机化合物。生长调节物质对于离题培养中的细胞分裂分
细胞培养技术 指的是细胞在体外条件下的生长，在培养的过程中细胞不再形成组织（动物）。 定义 培养物是单个细胞或细胞群。细胞在培养时都要生活在人工环境中，由于环境的改变，细胞的移动或受一些其他因素的影响，培养时间加长，传代导致细胞出现单一化型。 在现代医学和生物科学研究中应用广泛 优点 1.直接观察活细胞的形态结构和生命活动。用于细胞学、遗传学、免疫学、实验医学和肿瘤学等多种学科研究. 2.直接观察细胞的变化可便于摄影。 3.研究细胞种类如低等到高等到人类、胚胎到成体、正常组织到肿瘤。 4.便于使用各种技术：相差、荧光、电镜、组化、同位素标记等方法观察和研究细胞状况。 5.是分子生物学和基因工程学的研究对象，也是其主要的组成部分。 6.易于施用物理、化学生物的实验研究。 7.易于提供大量生物性状相似的实验对象,耗资少比较经济。 8.成为生物制品单克隆抗体生产和基因工程等的材料来源。 缺点 组织和细胞离体后独立生存在人工的培养环境中，虽然模拟体内环境，仍有很大差异。因而利用培养细胞做实验时，不应视为体内细胞完全相同，把实验结果推测体内，轻易做出与体内等同的结论。 细胞类型 细胞类型根据是否附于支持物上生长的特性，分为: 贴附型悬浮型（一）贴附型 细胞贴附在支持物表面生长，只依赖贴附才能生长的细胞叫做贴附型细胞(Anchorrage-dependent cells)这种现象与细胞分化有关。 贴附型细胞的分型 1.成纤维型细胞：(fibroblast) 来自中胚层 特点：与体内成纤维细胞形态相似,胞体梭型或不规则三角形,中央有圆形核,胞质向外伸出2～3个长短不同的突起。细胞在生长时呈放射状,漩涡或火焰状走行。 起源：细胞来自中胚层间充质组织。 除真正的成纤维细胞、心肌、平滑肌、成骨细胞、血管内皮细胞。
组织细胞培养概述 组织细胞培养一般泛指所有的体外培养，包括组织培养、细胞培养和器官培养。其中，组织培养（Tissue Culture）指从活体内取出组织，模拟体内生理环境，在体外无菌、适当温度和一定培养条件下，使之生存和生长，并维持其结构和功能的方法。细胞培养（Cell Culture）则是指离散细胞的培养，这些细胞通过酶学的、机械的或化学方法从来源组织中获得，培养物是单个细胞或细胞群。器官培养（Organ Culture）是指以器官的原基、器官的一部分或整个器官为培养物，应用与组织培养相似的条件，使培养物保持着体内组织部分或全部组织学特征，在体外生存、生长并保持一定的功能。组织培养与细胞培养并无严格区别，组织培养可出现细胞单一化现象，即趋向变成单一类型细胞，最终也变成了细胞培养。细胞在培养过程中的生命活动是互相依存的，呈现着一定的“组织”特性。 （一）体外培养方式的分类 体外培养可分为原代培养和传代培养。原代培养，又称初代培养（Primary Culture），即对从生物体内取出的细胞、组织和器官进行实效培养的过程，这样的细胞称为原代细胞，通常只能培养10-50代左右即退化死亡。传代培养（Passage Culture），是指无论是否稀释，将细胞从一个培养瓶转移或移植到另一个培养瓶。原代培养物经首次传代成功后即为细胞系（Cell Line）。如细胞系的生存期有限，则称之为有限细胞系（Finite Cell Line），而已获无限繁殖能力能够持续生存的细胞系，称连续细胞系或无限细胞系（Infinite Cell Line）。由某一细胞系分离出来的、在性状上与原细胞系不同的细胞系，称该细胞的亚系（Subline）。 （二）体外培养细胞的分型 根据离体细胞在培养皿中生长时是否贴壁，可将体外培养细胞分为贴壁型和悬浮型两类。 1.贴壁型细胞：培养细胞需贴附在支持物上生长，大多数细胞属于此型，也称锚着依赖性细胞（anchorage-dependent cells）。细胞贴壁后，分化现象常变的不显著，易失去原有组织特征，形态上表现单一化。主要包括①上皮细胞
高中生物植物的组织培养技术知识点总结高中生物植物的组织培养技术基础知识点 1、植物组织培养过程： (1)原理：植物细胞具有全能性。 (2)过程： 2、用途： (1)微型繁殖 微型繁殖就是用于快速繁殖优良品神的植物组织培养技术，也叫快速繁殖技术。繁殖过程中的分裂方式是有丝分裂，亲、子代细胞内DNA不变，所以能够保证亲、子代遗传特性不变。 (2)作物脱毒 作物脱毒是利用茎尖、根尖等无毒组织，进行微型繁殖，所获幼苗是无毒的。 (3)人工种子：通过组织培养技术，可把植物组织的细胞培养成在形态及生理上与天然种子胚相似的胚状体，也叫作体细胞胚。这种体细胞胚有于叶、根、茎分生组织的结构。科学家把体细胞胚包埋在胶囊内形成球状结构，使其具备种子机能。所以，人工种子是一种人工制造的代替天然种子的颗粒体，可以直接播种于田间。 ①制作方法：人工种子是利用植物组织培养获得胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等，然后包上人丁种皮就形成了人工种子，如图： ②优点：可使在自然条件下不结实或种子昂贵的植物得以繁殖;保持亲本的优良性状，因该过程为无性繁殖;节约粮食，减少种子的
使用;可以控制添加一些物质，如除草剂、农药、促进生长的激素、有益菌等。周期短，易储存和运输，不受气候和地域的限制。 (4)细胞产物的工厂化生产：从人工培养的愈伤组织细胞中提取某种成分，如紫草素、香料等。 高中生物植物的组织培养技术重要知识点 1、植物细胞的全能性 (1)概念：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。 (2)原理：细胞内含有本物种的全部遗传信息。 (3)全能性表达条件：具有完整的细胞结构，处于离体状态，提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。 2、作物新品种培育 (1)单倍体育种： ①过程：植株(AaBb)通过减数分裂得到花粉(AB、Ab、aB、ab 四种类型);对花粉进行花药离体培养(技术是植物组织培养);得到单倍体植株;对其幼苗时期进行秋水仙素处理;得到了正常的纯合二倍体植株(AABB、Aabb、aaBB、aabb四种类型)。 ②优点：明显缩短育种年限 (2)突变体利用：在组织培养中会出现突变体，通过从有用的突变体中选育出新品种(如筛选抗病、抗盐、含高蛋白的突变体) 3、细胞产物的生产：通过能够产生对人们有利的产物的细胞进行组织培养，从而让它们能够产生大量的细胞产物。地位：是培育转
1.细胞培养：用酶消化法讲组织碎块分离成单个细胞，用培养基制成细胞悬液，在体外适 宜的条件下，使细胞生长繁殖，并保留其一定的结构和功能特性。 2.BSS溶液：平衡盐溶液，是人工合成培养基的基础成分，也常用来洗涤组织细胞，其主 要成分是无机盐和葡萄糖，无机盐构成细胞的生命成分，维持细胞渗透压既其生存环境的稳定。葡萄糖供给细胞生存所需的能量。其中含少量酚红作为溶液酸碱度的指示剂。 Hank’s液是常用的BSS液。 3.原代细胞培养：又称为初代细胞培养，从机体去的材料（细胞、组织或器官），在培养 瓶内培养到第一次传代前。 4.传代培养或传代：细胞在培养器皿中生长一定时间后，被分开接种到新的培养器皿中。 5.组织块培养法：将组织块剪切成小块，直接送入培养瓶（皿）中，贴附一段时间后，细 胞从组织块长出，最终形成单层细胞。 6.细胞系：原代细胞首次传代成功后即可成为细胞系 7.细胞株：通过筛选或克隆化，且有特殊性质或特异标记的细胞，这些特性在以后的培养 中必须存在。这些特性包括：具有一定的标记染色体，对某种病毒的敏感性或抗性，以及具有特殊的抗原性等。 8.接触抑制：当一个细胞被其他细胞阻挡而无去处时就停止移动，接触区域的细胞膜皱褶 样活动停止，这样保证了细胞不会重叠生长。 9.密度抑制：正常细胞生长汇合成单层时，细胞密度达到一定程度时，细胞即停止分裂的 现象。 10.合成培养基（synthetic medium）是通过顺序加入准确称量的高纯度化学试剂与蒸 馏水配制而成的，其所含的成分（包括微量元素在内）以及他们的量都是确切可知的。合成培养基一般用于实验室中进行的营养、代谢、遗传、鉴定和生物测定等定量要求较高的研究 11.有丝分裂指数：mitotic index一个细胞群体中正在进行有丝分裂的细胞的百分数。 12.悬浮培养：在流动的液体培养基中培养非贴壁的悬浮细胞或小细胞团的细胞或组织的培 养方法。细胞附着在微运载体上的培养也是一种悬浮培养。 二、细胞培养技术的优缺点？ 优点：1.得到的是活细胞：能长时间、直接观察、研究活细胞的形态结构、生命活动 2.可控制：选择对象、性质、调节条件。 3. 应用广，学科多：对象广。各种动物：低等动物--高等动物--人类一种动物：不 同年龄不同组织: 正常或异常（肿瘤） 4.较经济：花钱较少但可得到大量、同时、重复性好的生物学性状相似的实验对象 5. 不易污染环境 缺点：1. 现人工无法完全模拟体内环境a. 失去彼邻关系b.失去神经体液的调节和细胞相互间的影响 2. 细胞趋向单一化 3.失去原有组织结构和细胞形态 4.分化减弱或不显要正确认识体外培养细胞是一种特定条件下生长的细胞群体。 5. 某些类型细胞还很难培养 6.大规模培养难度大
试卷编号NO: 高等函授教育《植物组织培养》试题 学号: 姓名: 一名词解释:(10*2分=20分) 1、植物细胞组织培养 2、细胞全能性 3、脱分化 4、外植体 5、试管苗驯化 6、间接不定芽发生 7、双极性 8、微体嫁接 9、人工种子 10、体细胞无性系变异 二填空:(30*1分=30分) 1、目前植物组织培养应用最广泛的方面就是 与。 2、由脱分化的细胞再分化出完整植株有两种途径,一种叫做 ,另一种叫做。 3、培养用具的常用灭菌方法有、、 。 4、某些生长调节物质及抗生素、酶类物质遇热不稳定,对其灭菌时不能进行 ,而要进行。 5、一般来说,黑暗条件下有利于的增殖,而往往需要一定的光照。 6、植物离体授粉技术通常包括、、 三个方面。 7、一般液体培养的继代时间较短, 继代一次;而固体培养继代时间可以长些, 继代一次。 8、外植体器官发生的三种途径包括、、。 9、从再生植株倍性来瞧,小孢子培养通常产生植株,胚培养通常产生植株, 通常产生三倍体植株。 10、脱毒苗鉴定与检测的主要方法有、、 、。 11、在生长素中, 对于许多作物花粉的启动、分裂、形成愈伤组织与胚状体起着决定性作用,但就是对却有抑制作用。 12、用平板培养法培养单细胞或原生质体时,常用 来衡量细胞培养效果。 13、用药剂处理就是诱导染色体加倍的传统方法。 三计算题(1*10分=10分) 某培养基的配方就是MS＋BA 2、0mg/L＋NAA 0、5mg/L＋2、5%蔗糖＋0、7％琼脂粉。MS母液的浓度分别就是:大量元素２０倍,微量元素500倍,铁盐100倍,有机物５０倍;BA母液浓度1、0 mg/ml ,NAA母液浓度0、1mg/ml。要配制400ml该培养基,需要吸取各种母液各多少ml？分别称取蔗糖、琼脂粉各多少克？(要求写出计算步骤) 四简答题(5*5分=25分) 1、造成组织培养过程中发生污染的原因有哪些？如何有效控制污染？ 2、简述外植体消毒的一般步骤。 3、胚培养在科学研究及生产实践中有哪些应用？ 4、结合花粉培养,简述瞧护培养法。
重庆文理学院 植物组织细胞培养技术生产次生代谢产物的应用摘要：植物组织细胞培养是现代生物技术应用最重要的一个方面，它是一个应用广泛和快 速发展的技术。植物组织细胞培养技术已应用于植物次生代谢产物的生产，并取得很大成 效。本文讲述组织细胞培养技术在药物、食品、化妆品等方面的次生代谢产物生产的一些 应用，以及总结了现在主要植物组织培养技术、植物组织培养技术在实践中的应用。 关键词：次生代谢产物细胞培养代谢产物 植物的次生代谢产生的活性物质成分已被人类广泛应用，主要集中在研究制药(如如抗癌药物紫杉醇、疗伤药物紫草宁、保健药物人参皂甙等)、食品添加剂(如生姜、香子兰等)、调味剂(如胡椒、留兰香等)、食用色素(如花青素等)、油料(如如豆寇油、春黄菊油等)、饮料(如咖啡、可可等)、树胶(如阿拉伯胶等)、化妆品、生物杀虫剂和农用化学品等方面。尽管有些植物次生代谢物质并不是很多，但它们与人类健康密切相关，已成为当前生物领域研究关注的重点。因此许多植物代谢产物以组织细胞培养技术的方法开发利用，进行大规模生产，使植物次生代谢物质产量和活性提高。 1 植物组织培养技术在实践中的应用[1] 21世纪是生物技术迅速发展的世纪，而植物组织培养技术是生物技术中的重要内容，可以用于： 1.1植物育种 已被越来越广泛的用于扦插难生根植物、引种材料少的植物。除常规的用器官进行培养，也可以用花药进行花粉单倍体植株育种，这种方法技术简单，对一些植物种来说易于诱导未成熟花粉的分裂，可以进行大群体研究，可以迅速而大量的产生单倍体，具有迅速纯合、选择效率高、排除杂种优势干扰、突变体筛选、消除致死基因等优点。1.2用于脱毒和离体快繁 获得脱除病毒的材料和用于植物材料快速繁殖这方面是目前植物细胞组织培养应用最多最有效的一方面. 世界上受病毒危害的植物很多，而园艺植物受病毒危害更为严重，当植物被病毒侵染后，常常造成生长迟缓、品质变劣、产量大幅度降低等危害，目前，已经在马铃薯、甘薯、草莓、大蒜、苹果、香蕉等多种作物上大规模应用;离体培养的优点就是快速，而且材料来源单一，遗传背景一致，不受季节和地区的限制，重复性好，所以离体快速繁殖已经广泛应用于果树，中药材等的栽培。 1.3在次生代谢产物生产中的应用 用单细胞或细胞团在培养基上进行培养，此方法操作简单、重复性好、群体大等优点，
植物细胞培养技术 植物细胞培养技术就是为了某种目的而在细胞水平上对离体植物细胞或原生质体进行的一系列生物工艺学操作。它包括分离、培养、再生以及一系列相关的操作。就有用化合物的生产来说，它主要是指在无菌条件下通过悬浮培养植物细胞生产有用化合物的过程。 理论与技术基础：植物细胞全能性、微生物液体深层发酵系统、遗传工程 意义： 1）不受地理、季节和气候条件的限制； 2）节省土地，降低成本，生产周期短，可大大提高经济效益； 3）可代替整体植株在工厂内连续生产所需产物； 4）可通过添加抑制剂等使生物合成按照人的意志进行； 5）可通过诱变筛选，获得高产细胞株，并且可以进行特定的生物转化获得新的有用物质。 1. 发展与成果例证 2. 培养基组成 3. 培养条件 1. 发展与成果例证 1959年Tu1ecke和Nickell首次采用大体积〔20升〕的硫酸瓶进行了蔷薇(Rosa sp．)茎段的细胞大量培养。 1967年Kaul和Staba采用多升发酵罐对小阿米(Ammi visnaga)进行了细胞大量培养的研究，并从细胞培养物中得到了第一个药用成分呋喃色酮(visnagin)。 1972年，Kato培养烟草细胞以获得尼古丁，最后放大到在20000升的生物反应器上进行分批和连续培养，其生产能力为5．82kg／m3．d。 1983年，***三井石油化学工业公司利用大规模培养紫草细胞生产紫草宁，产物终浓度达1400mg／L；随后，Ushiyama等在20000升生物反应器中成功地进行了100公斤／月的人参愈伤组织培养。 迄今为止，全世界已对近1000余种植物进行过细胞培养方面的研究，生产的天然产物包括药品、香料、色素、食品、化妆品等500多种。许多植物的细胞培养已完成实验室阶段研究，正向工厂中试过渡，有的已完成工厂化生产规模的实验。如人参、紫草、毛地黄、烟草、肉桂、迷迭香、黄芪等。 2. 培养基组成 培养基的组成对植物细胞的生长和代谢物质的生产影响极大。典型的培养基有Murashige-Skoog(MS),Linsmaier-Skoog(LS)，white和B5等四种。 ---无机盐类：在无机盐中，磷酸根及氮源(NH4+或N03-)的含量对细胞的生长与物质生产有明显的影响。另外，一些金属离子如Ca2+、Cu2+、Mg2+等的含量往往也有重要影响。---碳源：通常使用2—3％的蔗糖作碳源，也有使用葡萄糖或果糖。使用单糖的优点是方便分析测定，且有助于细胞生长动力学分析。 ---植物生长调节物质：植物生长调节物质对植物细胞的生长和代谢物质生产的影响十分大。它可分为两大类：植物生长素类有2，4—D(二氯苯氧基乙酸)、IAA(吲哚基醋酸)、NAA(萘乙酸)等，细胞激动素类有BA(苄基腺凛吟)、动力精和玉米素。 ---其他因素：植物细胞培养的影响因素还有培养系统内气相组成(CO2和乙烯含量)、前体物
植物组织培养试题及答 案总结 集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
《绪论》复习题及参考答案 ★1、根据培养的材料，植物组织培养分：愈伤组织培养、器官培养、细胞培养、原生质体培养、悬浮培养等类型。 2、植物组织培养的发展分为三个阶段：萌芽阶段、奠基阶段和快速发展和应用阶段。 3、1902年，Haberlandt提出了植物细胞“全能性”学说，1934年，White出版了《植物组 织培养手册》从而使植物组织培养为一门新兴学科。 ★1、植物组织培养(plant tissue culture)：是指通过无菌和人工控制的环境条件下，利用适当的培养基，对离体的植物器官、组织、细胞及原生质体进行培养，使其再生细胞或完整植株的技术。由于培养材料已脱离了母体，又称为植物离体培养（ Plant culture in vitro）。 2、脱分化（dedifferentiation）：由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过 程，称为植物细胞的脱分化。 3、再分化（redifferentiation）：脱分化产生的愈伤组织继续进行培养又可以重新分化成 根或芽等器官，这一过程称为植物细胞的再分化。 ★4、外植体(explant)：由活体（in vivo)植物体上切取下来的，用于组织培养的各种接种材料。包括各种器官、组织、细胞或原生质体等 ★5、愈伤组织(callus)：原指植物在受伤之后于伤口表面形成的一团薄壁细胞，在组培中则指在离体培养过程中形成的具有分生能力的一团不规则的薄壁细胞，多在植物体切面上产生。 1、简述植物组织培养的理论依据 植物组织培养的理论依据是细胞全能性学说，即植物体的每一个细胞都携带有一套完整的基因组，并具有发育成为完整植株的潜在能力。
1.为什么要热灭活血清？加热可以灭活补体系统。激活的补体参与溶解细胞事件，刺激平滑肌收缩，细胞核血小板释放组胺，激活淋巴细胞和巨噬细胞。（在免疫学研究，培养ES细胞，昆虫细胞和平滑肌细胞时，推荐使用热灭活血清。） 2.谷氨酰胺在细胞培养中起什么作用及使用方法？作用：几乎所有的细胞对谷氨酰胺有较高的要求，细胞需要谷氨酰胺合成蛋白质，在缺少谷氨酰胺时，细胞生长不良而死亡。使用方法：谷氨酰胺在溶液中很不稳定，4℃放置1周可分解50％，故应单独配制，置于-20℃保存，临用前加入培养液。配制方法：谷氨酰胺2.922g溶于三蒸水加至100ml即配成200mmol/L的溶液，充分搅拌溶解后，过滤除菌，分装小瓶，-20℃保存，使用时可向100ml培养液中加入1ml谷氨酰胺溶液。 3.如何用台盼兰计数活细胞？正常的活细胞，胞膜结构完整，能够排斥台盼蓝，使之不能够进入胞内；而丧失活性或细胞膜不完整的细胞，胞膜的通透性增加，可被台盼蓝染成蓝色。台盼蓝染色后，通过显微镜下直接计数或显微镜下拍照后计数，就可以对细胞存活率进行比较精确的定量。（用无血清培养基把细胞悬液稀释到200-2000个/毫升，在0.1毫升的细胞中加入0.1毫升的0.4％的台盼兰溶液。轻轻混匀，数分钟后，用血球计数板计数细胞。） 4.如何消除组织培养的污染？确定污染物是细菌、真菌、支原体或酵母，把污染细胞与其它细胞系隔离开，用实验室消毒剂消毒培养器皿和超净台，检查HEPA过滤器。（一）认真做好外植体的选择和消毒工作，防止外植体带菌。（二）改善接种室和培养室的环境条件，保证接种与培养环境清洁无菌。（三）操作人员严格遵守无菌操作规程。（四）培养基及接种工器具要严格灭菌，确保灭菌质量。（五）在培养基中加入适量的抗生素。（六）利用病毒在植株体内分布不均匀的原理，生产脱毒苗。（七）利用培养基中高盐或高糖的浓度，抑制微生物的生长。（八）减少培养基中的某些有机成分，可抑制微生物的生长繁殖。 5.培养基中丙酮酸钠的作用是什么？丙酮酸钠可以作为细胞培养中的替代碳源，尽管细胞更倾向于以葡萄糖作为碳源，但是，如果没有葡萄糖的话，细胞也可以代谢丙酮酸钠。 6.为什么储存在冰箱中的胎牛血清会出现沉淀？胎牛血清没有预老化，储存在2－8℃时，血清中的各种蛋白和脂蛋白（如冷凝集素、纤维蛋白原、玻粘连蛋白等）可能聚集而形成沉淀或可见的混浊。由–20℃至37℃解冻，因温度改变太大，容易造成蛋白质凝结而发生沉淀。推荐在－20℃储存胎牛血清，避免反复冻融。 7.二价离子会抑制胰蛋白酶活性吗？使用胰蛋白酶时加入EDTA的目的？二价离子能够抑制胰蛋白酶活性。EDTA用来螯合游离的镁离子和钙离子，以便保持抑制胰蛋白酶的活性。在胰蛋白酶处理细胞前，用EDTA清洗细胞，以消除来自培养基中所有的二价离子。 8. 液体培养基的保存是冷藏好？还是冷冻好？液体培养基冷冻后再经融化时，其溶液的pH值会发生改变，溶液往往会变碱，某些成分溶解也会受到影响，对细胞生长不利，故培养液一定要存放在冷藏条件下。 9.培养用液pH对细胞生长的影响？由于大多数细胞适宜pH为7.2-7.4，偏离此范围可能对细胞生长产生有害的影响。但各种细胞对pH的要求不完全相同，原代培养细胞一般对pH变动耐受差，无限细胞系耐受能力强。但总的来说，细胞耐酸性比耐碱性强一些。 10.MTT法的原理？又称细胞增殖检测活细胞线粒体中琥珀脱氢酶能将四唑盐还原成不溶干水的蓝紫色产物甲臢（formazan)，并沉淀在细胞中，而死细胞没有这种功能。二甲亚砜（DMSO）能溶解沉积在细胞中蓝紫色结晶物，溶液颜色深浅与所含的formazan量成正比。用酶联免疫检测仪在570nm波长处测定甲臢染料的吸光值，可间接的反应活细胞数量。 细胞培养实验室的基本设备有哪些常用的基本设备：1、仪器：显微镜、培养箱、干燥箱、水纯化
第一章细胞培养的基本原理与技术 现代生物技术一般认为包括基因工程技术、细胞工程技术、酶工程技术和发酵工程技术，而这些技术的发展几乎都与细胞培养有密切关系，特别是在医药领域的发展，细胞培养更具有特殊的作用和价值。比如基因工程药物或疫苗在研究生产过程中很多是通过细胞培养来实现的。基因工程乙肝疫苗很多是以 CHO 细胞作为载体；细胞工程中更是离不细胞培养，杂交瘤单克隆抗体，完全是通过细胞培养来实现的，既使是现在飞速发展的基因工程抗体也离不开细胞培养。正在倍受重视的基因治疗、体细胞治疗也要经过细胞培养过程才能实现，发酵工程和酶工程有的也与细胞培养密切相关。总之，细胞培养在整个生物技术产业的发展中起到了很关键的核心作用。 第一节体外培养的概念 一、基本概念体外培养（in vitro culture），就是将活体结构成分或活的个体从体或其寄生体取出，放在类似于 体生存环境的体外环境中，让其生长和发育的方法。 ●组织培养：是指从生物体取出活的组织（多指组织块）在体外进行培养的方法。 ●细胞培养：是指将活细胞（尤其是分散的细胞）在体外进行培养的方法。 ●器官培养：是指从生物体取出的器官（一般是胚胎器官）、器官的一部分或器官原基在体外进行培养的方法。 二、体、外细胞的差异和分化 1、差异：细胞离体后，失去了神经体液的调节和细胞间的相互影响，生活在缺乏动态平衡的相对稳定环境中，日久天长，易发生如下变化：分化现象减弱；形态功能趋于单一化或生存一定时间后衰退死亡；或发生转化获得不死性，变成可无限生长的连续细胞系或恶性细胞系。因此，培养中的细胞可视为一种在特定的条件下的细胞群体，它们既保持着与体细胞相同的基本结构和功能，也有一些
细胞培养技术练习题 选择题1.接种工具灭菌常采用（A） A.灼烧 B.高压 C.过滤 D.熏蒸 2.具有促进愈伤组织生产的物质是（B ） A.维生素PP B.维生素B1 C.维生素B6 D.甘氨酸 3.微量元素母液的配制浓度（ B ）A.10倍 B.100倍 C.1mg/ml D.10mg/ml 4.配制10倍大量元素母液，所需硝酸铵（C ）mg A.9000 B.3700 C.16500 D.4400 5.配制100倍有机物母液时，所需维生素B1( B )mg A.0.4 B.10 C.100 D.0.1 6.下列哪种不是组织培养常用的维生素（A）A.维生素B2 B.维生素B1 C.维生素B6 D.维生素C 7.下列哪种激素不属于生长素类（ C ）A.IAA B.IBA C.6-BA D.NAA 8.下面哪种是MS培养基大量元素所用药剂（A）A.硫酸镁 B.硫酸亚铁 C.硫酸锌 D.硫酸铜填空：1、组织块的分离方法有机械分散法、剪切分离法、消化分离法。 2、目前，较常用的消化试剂有胰蛋白酶、胶原酶、EDTA消化液。 3、接种培养瓶的细胞数量一般为5×105-1×106/ml 。 4、培养细胞的污染一般包括微生物污染、细胞交叉污染、化学物质的污染。 5、细胞冻存时DMSO常用的浓度为10%的浓度。 1. 体外培养的动物细胞其生长方式主要贴壁生长和悬浮生长两种，分别称为贴壁型细胞和悬浮型细胞。体外培养的动物细胞其生长方式以贴附生长为主。 2. 贴壁生长的体外培养动物细胞，按形态来分，大体分为成纤维细胞型、上皮细胞型、游走细胞型、多形细胞型四种类型，最常见的为前两种。 3. 细胞在体外生长时具有一些特点，其中主要是贴附生长、接触抑制和密度依赖性。 4. 培养细胞生命期可分为原代培养期、传代培养期、衰退期三个阶段。 名词解释1、原代培养：原代培养也叫初代培养，是从供体进行细胞分离之后至第一次传代之前的细胞培养阶段。 2、组织块培养法：组织块培养是将组织剪切成小块后，接种于培养瓶进行培养。组织块培养法是常用的，简便易行的以及成功率较高的原代培养方法。 3、消化培养法：消化培养法是采用组织消化分散法将细胞间质包括基质、纤维等妨碍细胞生长的物质去除，使细胞分散，形成悬液，从而易于外界吸收养分和排出代谢产物. 4、细胞生长曲线：细胞生长曲线是测定细胞绝对生长数的常用方法，也是判定细胞活力的重要指标，是培养细胞生物学特性的基本参数之一。以培养时间为横轴，细胞浓度为纵轴作图，即得生长曲线。 5、传代：细胞由原培养瓶内分离稀释后传到新的培养瓶的过程称之为传代。 问答题：1、如何得到单细胞无性系？在细胞培养中，常由分散性较好的愈伤组织或悬浮培养物来制备单细胞，也可以用纤维素酶和果胶酸酶从植物不同组织直接制备单细胞。由分离的单细胞经看护培养法、微室培养法或平板培养法，即可得到单细胞无性系 2、单细胞培养有哪些方法？各有何含义及特点单细胞培养：看护培养；微室培养；平板培养 （1）看护培养法是指用一块活跃生长的愈伤组织块来看护单个细胞，并使其生长和增殖的方法。 特点：①简便易行。②效果好，易于成功。③不能在显微镜下直接观察细胞生长过程。 （2）微室培养：即将细胞培养在很少量的培养基中。 特点：在培养过程中可连续进行显微观察，将一个细胞的生长、分裂和形成细胞团的全部过程记录下来。 （3）平板培养法是把单细胞悬浮液与融化的琼脂培养基均匀混合，平铺一薄层在培养基底上的培养方法。 特点：可以定点观察；分离单细胞系比液体浅层培养容易；培养细胞气体交换不畅。 3、说明每一种单细胞培养方法的要点？ （1）看护培养：①小三角瓶中加1cm厚的固体培养基，灭菌②将1cm大小的愈伤组织块放在培养基中央。③在愈伤组织块上放1cm2无菌滤纸片，培养室中过夜④将单个细胞接种在滤纸上面⑤培养室培养f1个月可见愈伤组织小块，2-3个月得到单细胞无性繁殖系。（2）微室培养：①载玻片和盖玻片火焰上消毒②在载玻片上涂一圈四环素眼膏，放一小段毛细管。滴一小滴细胞悬浮液于凹穴中③盖上盖玻片，使之与悬浮液接触（3）平板培养：①制备单细胞悬浮液：用酶法或机械震荡法将组织器官游离出单细胞。经过滤后的滤液即是。②悬浮液密度的调制：a通过显微镜，观察记数板凹槽中的悬浮液细胞数，并计算其密度。b一般平板培养要求细胞密度为1′103-1′105。③培养基的配制：1）1.4%琼脂培养基; 2)0.7%琼脂的条件培养基。④平板制作：按1:2或1:4混合，制成3mm厚的平板。⑤培养：26°C暗培养21d，计算细胞团数，计算植板率 4、什么是细胞悬浮培养？简述成批培养和连续培养的的特点？细胞悬浮培养：是使离体的植物细胞悬浮在液体培养基中进行的无菌培养。（1）成批培养的特点：①细胞生长在固定体积的培养基上，直至养分耗尽②用搅拌的方法使细胞团和细胞均匀分布③细胞数目呈现慢—快—慢—停止生长的变化d必须更换新鲜培养基才能进行下一批培养（2）连续培养的特点：①由于不断加入新鲜培养基，保证了养分的充分供应，不会出现悬浮培养物发生营养不足的现象②可在培养期间使细胞保持在对数生长期中。细胞增殖速度快③适于大规模工业化生产