第二章细胞培养及培养细胞的特点

《细胞生物学》笔记●第一章绪论●一、细胞学与细胞生物学发展简史●1 生物科学3个阶段以及细胞的发现●（1）三个阶段：形态描述阶段、实验室生物阶段、现代生物学阶段。

●（2）1665年胡克第一次发现植物细胞；1674年列文虎克发现红细胞。

●2 细胞学说的建立及意义●细胞学说的建立●第一阶段●1838~ 1839年，施莱登(德国)和施旺(德国)提出“细胞学说”●①所有生物都是由细胞构成的:●②每个细胞都是相对独立的单位●③已存在的细胞繁殖产生新细胞●第二阶段●1858年，德国医生和病理学家魏尔肖一细胞来自于细胞●细胞学说的意义●推进了人类对于生命的认识，推动科学的发展，与进化论和遗传学共称为生物学三大基石●二、细胞的统一性与多样性●1 细胞的基本特征●细胞的基本共性●①化学组成相似●②细胞质为膜脂-蛋白体系●③遗传装置相同●④分裂方式为一分为二●细胞是生命活动的基本单位●①构成有机体的基本单位●②代谢与功能的基本单位●③有机体生长与发育的基础●④繁殖的基本单位，遗传的桥梁●⑤生命起源的归宿，生物进化的起点●细胞的大小及其影响因素●细胞大小●高等动植物，同一器官与组织的细胞大小在一个恒定的范围之内，与物种差异无关●细胞内蛋白质与核糖体RNA的量决定细胞的大小●影响因素●信号通路中心的蛋白激酶一mTOR●细胞所处的时期●细胞核DNA的含量●2 原核细胞与真核细胞●（1）原核细胞●特点●①体积小，繁殖快，适应环境能力强●②没有生物膜系统●③基因组很小，主要遗传物质仅为一个环状DNA●④基因表达简单，没有复杂的细胞分化●⑤进化地位低●举例●支原体（最小最简单的细胞）●细菌●蓝藻●（2）真核细胞●3大基本结构系统●生物膜结构系统●①选择性物质跨膜运输与信号转导:●②双层核膜将细胞分成细胞质与细胞核，使基因精确表达:●③各细胞器相互独立,协调功能行使:●④膜上附着大量酶，催化大部分化学反应●遗传信息传递与表达系统●组分: DNA. RNA和蛋白质。

新人教版生物学选择性必修3《生物技术与工程》知识梳理第二章 细胞工程 第一节 植物细胞工程细胞工程： 细胞工程是指应用细胞生物学 、分子生物学 和发育生物学 等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得 特定的细胞、组织、器官、个体 或其产品的一门综合性生物工程。

1．原理和方法：细胞 生物学和分子 生物学。

2．操作水平：细胞 水平或细胞器 水平。

3．目的：按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质 或获得细胞产品 。

一、植物细胞工程的基本技术1. 细胞的全能性：细胞经_分裂_和_分化_后，仍然具有_产生完整生物体_或__分化成其他各种细胞__的_潜能_，即细胞具有_全能性_。

2. 细胞具有全能性的原因（物质基础）生物体的细胞中都含有该物种的全套遗传物质_，都有_发育成为完整个体所需的全部遗传信息_。

1. 生物体生长发育过程中细胞不表现全能性的原因（不离体的细胞无法表现出全能性的原因） 在特定的时间时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达 2. 全能性大小比较（1）受精卵、体细胞、生殖细胞 __受精卵＞生殖细胞＞体细胞____（2）分化程度高的细胞、分化程度低的细胞__分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞_____ （3）分裂能力强的细胞、分裂能力弱的细胞 __分裂能力强的细胞＞分裂能力弱的细胞____ （4）植物细胞、动物细胞__植物细胞＞动物细胞__________ （5）幼嫩的细胞、衰老的细胞__幼嫩的细胞＞衰老的细胞____ （一）植物组织培养技术1. 概念：植物组织培养是指将_离体_的植物_器官__、_组织_或_细胞_（称为_外植体_）等，培养在人工配制的_培养基_上，给予_适宜的培养条件_，诱导其形成__完整植株_的技术。

2. 原理：__植物细胞的全能性__3. 生殖方式：_无性生殖__4. 分裂方式：__有丝分裂__5. 过程：外植体――愈伤组织―再分化胚状体或丛芽――→发育植株脱分化：在一定的_激素_和_营养_等条件的_诱导_下，_已经分化_的细胞_失去其特有的结构和功能__，转变成_未分化的细胞__的过程。

哺乳动物的克隆方法：胚胎干细胞核移植、胚胎细胞核移植、胎儿成纤维细胞核移植、体细胞核移植。

第一章绪论课后习题答案1. 动物细胞工程主要有哪些内容？这些技术有何用途？答：1. 组织和细胞培养技术2. 细胞融合与单克隆抗体技术3. 细胞核移植技术4. 胚胎工程技术5. 干细胞技术6. 转基因技术7. 染色体工程细胞工程的应用有：A. 单克隆抗体的应用：疾病诊断与治疗、微量大分子物资的检测、贵重生物活性物的分离与提纯、特殊疾病治疗、与药物交联治疗疾病；B. 转基因技术的应用：建立疾病的动物模型、品种改良和抗病育种、“乳腺生物发应器”、基因代替治疗、异种器官移植、基因功能研究；C. 细胞与组织替代治疗；D. 治疗人类不孕症；E. 优良品种繁育；F. 生产转基因家畜；G. 保护濒危动物。

2.追踪动物细胞工程研究与应用的最新进展，并预测其发展趋势。

第二章细胞培养1、体外培养细胞有哪些类型？其生长特点有什么区别？答：体外培养的细胞根据其生长方式，主要分为贴壁生长型细胞和悬浮生长型细胞。

离体细胞必须贴附于底物上才能生长的细胞称为贴壁生长型细胞。

有机体的绝大部分细胞必须贴附在某一固相表面才能生存和生长。

动物细胞培养中，大多数细胞必须贴附在固相表面才能生长，当细胞布满表面后即停止生长。

从生长表面脱落进入液体得细胞通常不再生长而逐渐退化，这种细胞称为单层附壁细胞。

贴壁生长的细胞在活体体内时，形态各异，而体外培养状态下则在形态上比较单一而失去其在体内时原有的特征。

按照培养细胞的形态，主要可分为以下几类：成纤维细胞型、上皮型细胞、游走型细胞、多形型细胞；少数细胞类型在体外培养时不需要附着于底物而于悬浮状态下即可生长，包括一些取自血、脾或骨髓的培养细胞，如血液白细胞、淋巴组织细胞、某些肿瘤细胞、杂交瘤细胞、转化细胞等，这些细胞在悬浮中生长良好，可以是单个细胞或为细小的细胞团，观察使细胞呈圆形。

由于悬浮生长于培养液中，因此其生存空间大，具有能够提供繁殖大量细胞、传代方便、易于收获细胞等优点，易于大规模生产，便于过程的控制。

生物医学领域中的细胞培养技术细胞培养技术在生物医学领域扮演着非常重要的角色。

通过细胞培养技术，科学家能够研究并了解生物体细胞的结构、生理功能以及发育和分化的机制。

这种技术的应用范围广泛，涉及到药物研发、组织工程、癌症研究等诸多领域。

在本文中，我们将会对细胞培养技术的不同应用领域进行深入探讨。

第一章：细胞培养技术的基本原理与方法细胞培养技术是利用体外培养的方式来繁殖和维持生物体内的细胞。

在细胞培养的过程中，关键的因素包括培养基的配制、细胞的种类选择和培养条件的调节等。

通过合理地控制这些因素，科学家能够使细胞在体外稳定生长，并且保持其生物学特性。

第二章：细胞培养技术在药物研发中的应用细胞培养技术在药物研发中被广泛应用。

利用细胞培养技术，科学家能够在体外对候选药物进行筛选和评估。

通过培养肿瘤细胞系，研究人员可以测定抗癌药物的有效性和毒副作用。

此外，细胞培养技术还可以用于研发新型药物载体、探索药物递送系统等。

第三章：组织工程中的细胞培养技术组织工程是利用细胞、生物材料和工程学原理来构建人工组织和器官的一门学科。

细胞培养技术是组织工程中的重要工具。

科学家们通过培养和扩增细胞，然后将其定植到生物支架上，最终构建出功能完整的组织和器官。

这一技术在再生医学及器官移植领域具有巨大的前景和潜力。

第四章：癌症研究中的细胞培养技术细胞培养技术在癌症研究中扮演着至关重要的角色。

科学家们可以从患者身上获取恶性肿瘤细胞，将它们培养在体外进行进一步的研究。

通过观察和分析这些细胞的特性，包括生长速率、侵袭性和耐药性等，研究人员可以更好地理解癌症的发生机制，并开发更有效的治疗方法。

第五章：未来的发展趋势与挑战随着技术的不断进步，细胞培养技术在生物医学领域的应用将会得到进一步的推广和发展。

例如，利用干细胞培养技术，科学家们有望实现个性化医疗，即根据病人的基因组信息，培养出与其自身组织完全相匹配的细胞和组织。

然而，细胞培养技术在应用中也面临一些挑战，例如细胞培养的成本、细胞稳定性和培养形态的控制等方面仍需进一步研究和改进。

第二章细胞生物学研究方法第四节细胞培养与细胞工程一、细胞培养高等生物是由多细胞构成的整体，在整体条件下要研究单个细胞或某一群细胞在体内（in vivo）的功能活动是十分困难的。

但是如果把活细胞拿到体外（in vitro）培养进行观察和研究，则要方便得多。

活细胞离体后要在一定的生理条件下才能存活和进行生理活动，特别是高等动植物细胞要求的生存条件极其严格，稍有不适就要死亡。

所以细胞培养技术（cell culture）就是选用最佳生存条件对活细胞进行培养和研究的技术。

动物细胞的生存环境与植物细胞差别很大，因而二者的培养方法很不相同。

（一）动物细胞培养细胞培养方式大致可分为两种（图2-25）：一种是群体培养（mass culture），将含有一定数量细胞的悬液置于培养瓶中，让细胞贴壁生长，汇合（confluence）后形成均匀的单细胞层；另一种是克隆培养（clonal culture），将高度稀释的游离细胞悬液加入培养瓶中，各个细胞贴壁后，彼此距离较远，经过生长增殖每一个细胞形成一个细胞集落，称为克隆（clone）。

一个细胞克隆中的所有细胞均来源于同一个祖先细胞。

此外，为了制取细胞产品而设计了转鼓培养法，使用大容量的圆培养瓶，在培养过程中不断地转动，使培养的细胞始终处于悬浮状态之中而不贴壁。

图2-25 群体培养（左）和克隆培养（右）表2-3 目前实验室中常用的几种细胞系正常细胞培养的世代数有限，只有癌细胞和发生转化的细胞才能无限生长下去。

所谓转化即是指正常细胞在某种因子的作用下发生突变而具有癌性的细胞。

目前世界上许多实验室所广泛传用的HeLa细胞系就是1951年从一位名叫Henrietta Lacks的妇女身上取下的宫颈癌细胞培养而成。

此细胞系一直延用至今。

1. 原代培养（primary culture）：从动物机体取出的进行培养的细胞群。

原代培养的细胞生长比较缓慢，而且繁殖一定的代数后（一般10代以内）停止生长，需要从更换培养基。

养细胞实验内容
养细胞实验通常涉及以下内容：
1. 细胞选择：选择适当的细胞系或主要组织，根据实验目的选择合适的细胞来源。

2. 细胞培养：将细胞种植在培养皿或培养瓶中，提供适当的培养基，包括营养物质、生长因子和血清等，以支持细胞生长和增殖。

3. 细胞鉴定和鉴定：通过形态观察和鉴定，确认所培养的细胞系为纯种，并确定其来源和特性。

4. 细胞传代：当培养物中的细胞密度达到一定程度时，将细胞进行分离或传代，使其继续生长和增殖。

5. 细胞处理与处理：通过加入药物、基因干预、病毒感染等手段，对细胞进行处理，观察细胞的生理、生化或功能改变。

6. 细胞增殖和细胞死亡：通过细胞计数、增殖指标测定或细胞凋亡检测等方法，了解细胞增殖和死亡的情况。

7. 细胞分化和分化：通过培养条件的调整，触发细胞分化，使其向特定细胞类型或功能分化。

8. 细胞存储和冻存：将细胞定期冻存，以备日后使用或共享。

以上是养细胞实验通常涉及的内容，具体实验内容会根据研究方向和实验目的而有所不同。

生物微纳技术中的新型细胞培养研究第一章绪论随着生物学领域的发展，人们对于生物微纳技术的应用和研究越来越感兴趣。

在这个领域里，新型细胞培养技术作为其中一个重要的组成部分，得到了广泛的研究和应用。

新型细胞培养技术是利用微纳技术手段，通过控制细胞环境来促进细胞的生长和增殖，从而达到提高细胞产量和质量的目的。

本文将探讨新型细胞培养技术的研究进展和应用前景。

第二章细胞培养的基础知识细胞培养是生物学和医学研究的基础。

细胞培养是将细胞置于含有营养物质和细胞因子的培养基中，以提供必需的生长因子和营养物质，使细胞能够在适宜的环境下生长和繁殖。

在细胞培养中，多种因素如温度、压力、氧气浓度、营养物质和细胞因子含量等都会对细胞生长和增殖产生影响。

目前，常见的细胞培养方法包括平板培养、悬浮培养和植入型培养等。

这些传统的方法有很多局限性，例如细胞生长速度慢、细胞数量有限、环境条件难以掌控、保存和转移不方便等等。

这些问题严重制约了细胞培养的应用和发展。

第三章微纳技术在细胞培养中的应用微纳技术提供了制备和运用独特结构和功能的微小器件和材料，这些器件和材料可以广泛应用于生物学和医学领域。

微纳技术在细胞培养中的应用主要包括三个方面：微纳芯片、微纳胶体和微流控系统。

微纳芯片是一种与传统细胞培养技术不同的细胞培养平台，它可以提供更为精细、可控的细胞培养环境，实现细胞的多功能研究和高通量筛选。

微纳芯片的制备和结构设计要求高精度、高灵敏度和高可重复性，可以通过微电子加工技术和生物微加工技术等制备。

微纳胶体是一种由纳米粒子或微米颗粒组成的胶体分散体系。

微纳颗粒在细胞培养中主要起到了载体、控制剂和传输剂的作用。

它可以被用于细胞种植、细胞物质输送、药物输送、基因转移和细胞选择性附着等领域。

微流控系统是一种利用微细特征（尺度小于1毫米）的流道、阀门和泵等组成的集成系统。

微流控系统可以实现对细胞的多功能研究和高通量筛选，可以在不断利用机械驱动的流体随时间和空间流动的基础上, 实现对指定的细胞的操纵和控制。

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内或其寄生体内取出，放在类似于体内生存环境的体外环境中，让其生长和发育的方法。

●组织培养：是指从生物体内取出活的组织（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：是指从生物体内取出的器官（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、体内、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，它们既保持着与体内细胞相同的基本结构和功能，也有一些不同于体内细胞的性状。

实际上从细胞一旦被置于体外培养后，这种差异就开始发生了。

2.分化：体外培养的细胞分化能力并未完全丧失，只是环境的改变，细胞分化的表现和在体内不同。

细胞是否表现分化,关键在于是否存在使细胞分化的条件，如Friend细胞（小鼠红白血病细胞）在一定的因素作用下可以合成血红蛋白，血管内皮细胞在类似基膜物质底物上培养时能长成血管状结构，杂交瘤细胞能产生特异的单克隆抗体，这些均属于细胞分化行为。

细胞的培养方法《细胞培养秘籍大公开》嘿，朋友！今天咱来唠唠细胞培养这档子事儿，这可是个超级有趣的活儿哟！就像咱自己在家养个小宠物似的，不过这“小宠物”可精细着呢！首先啊，你得准备好一个干净得像刚洗过澡的无菌环境，这就好比给咱的细胞小宝贝准备了一个豪华大别墅。

这个环境要是不干净，那细胞可就容易生病啦，就像咱人在脏脏的地方待久了会不舒服一样。

然后呢，咱得有细胞种子，这可是咱培养的宝贝疙瘩呀！就像你要种个花，得先有花种子一样。

把细胞种子小心翼翼地放到培养皿里，这培养皿就像是细胞的小床。

接下来，就是给细胞准备“食物”啦！这“食物”就是培养液，里面有各种细胞爱吃的营养成分。

你可别小瞧这培养液，要是没选对或者没配好，细胞可就不乐意长啦。

这就好比你给宠物喂错了食物，它能长得好嘛！我跟你说，我有一次就不小心把培养液给弄错了，结果那些细胞就像闹脾气的小孩一样，都不怎么长了，可把我给急坏了。

细胞住进去了，有吃的了，还得给它一个舒服的温度。

一般咱就给它弄个 37 度左右，就像咱人觉得最舒服的温度似的。

这要是温度不合适，细胞也会不高兴的哟。

然后呢，就是观察啦！你得时不时地去看看你的细胞小宝贝们长得咋样啦，有没有乖乖长大呀。

这就像你养个小猫，你也得经常去看看它是不是调皮捣蛋啦，有没有吃饱睡好呀。

在培养的过程中，还有几点要特别注意的呢！比如说，千万别让细菌啊、病毒啊这些坏家伙混进去，这就像家里进了小偷一样，会把咱的细胞宝贝给祸害了。

所以操作的时候一定要严格按照无菌操作来。

还有啊，培养液要及时换，不然细胞吃剩下的“垃圾”堆在那，它们也不乐意呀。

再给你说个搞笑的事儿，我有一次换培养液的时候，手一抖，差点把培养皿给打翻了，。