高等生物是由多細胞構(gòu)成的整體，在整體條件下要研究單個細胞或某一群細胞在體內(nèi)（in vivo）的功能活動是十分困難的。但是如果把活細胞拿到體外（in vitro）培養(yǎng)進行觀察和研究，則要方便得多。活細胞離體后要在一定的生理條件下才能存活和進行生理活動，特別是高等動植物細胞要求的生存條件極其嚴格，稍有不適就要死亡。所以細胞培養(yǎng)技術(shù)（cell culture）就是選用最佳生存條件對活細胞進行培養(yǎng)和研究的技術(shù)。
動物細胞的生存環(huán)境與植物細胞差別很大，因而二者的培養(yǎng)方法很不相同。
（一）動物細胞培養(yǎng)
細胞培養(yǎng)方式大致可分為兩種：一種是群體培養(yǎng)（mass culture），將含有一定數(shù)量細胞的懸液置于培養(yǎng)瓶中，讓細胞貼壁生長，匯合（confluence）后形成均勻的單細胞層；另一種是克隆培養(yǎng)（clonal culture），將高度稀釋的游離細胞懸液加入培養(yǎng)瓶中，各個細胞貼壁后，彼此距離較遠，經(jīng)過生長增殖每一個細胞形成一個細胞集落，稱為克隆（clone）。一個細胞克隆中的所有細胞均來源于同一個祖先細胞。此外，為了制取細胞產(chǎn)品而設(shè)計了轉(zhuǎn)鼓培養(yǎng)法，使用大容量的圓培養(yǎng)瓶，在培養(yǎng)過程中不斷地轉(zhuǎn)動，使培養(yǎng)的細胞始終處于懸浮狀態(tài)之中而不貼壁。
群體培養(yǎng)（左）和克隆培養(yǎng)（右）
實驗室中常用的幾種細胞系
細胞系名稱 細胞類型 來源 3T3 成纖維細胞 小鼠 HeLa 宮頸癌上皮細胞 人 BHK21 成纖維細胞 敘利亞倉鼠 PtKl 上皮細胞 袋鼠 L6 成肌細胞 大鼠 PCI2 嗜鉻細胞 大鼠 SP2 漿細胞 小鼠 SP2／0 骨髓瘤漿細胞 小鼠 CHO 卵巢細胞 中國地鼠
正常細胞培養(yǎng)的世代數(shù)有限，只有癌細胞和發(fā)生轉(zhuǎn)化的細胞才能無限生長下去。所謂轉(zhuǎn)化即是指正常細胞在某種因子的作用下發(fā)生突變而具有癌性的細胞。目前世界上許多實驗室所廣泛傳用的HeLa細胞系就是1951年從一位名叫Henrietta Lacks的婦女身上取下的宮頸癌細胞培養(yǎng)而成。此細胞系一直延用至今。
1． 原代培養(yǎng) （primary culture）：從動物機體取出的進行培養(yǎng)的細胞群。原代培養(yǎng)的細胞生長比較緩慢，而且繁殖一定的代數(shù)后（一般10代以內(nèi)）停止生長，需要從更換培養(yǎng)基。將細胞從一個培養(yǎng)瓶轉(zhuǎn)移到另外一個培養(yǎng)瓶即稱為傳代或傳代培養(yǎng)（Passage）。
2． 細胞株（cell strain）：從原代培養(yǎng)細胞群中篩選出的具有特定性質(zhì)或標志的細胞群，能夠繁殖50代左右，在培養(yǎng)過程中其特征始終保持。
3． 細胞系（cell line）：從腫瘤組織培養(yǎng)建立的細胞群或培養(yǎng)過程中發(fā)生突變或轉(zhuǎn)化的細胞，在培養(yǎng)條件下可無限繁殖
4． 克�。╟lone）：亦稱無性繁殖系或簡稱無性系。對細胞來說，克隆是指由同一個祖先細胞通過有絲分裂產(chǎn)生的遺傳性狀一致的細胞群。
（二）植物細胞培養(yǎng)
植物細胞培養(yǎng)主要有如下幾種技術(shù)：
1．組織培養(yǎng)：誘發(fā)產(chǎn)生愈傷組織，如果條件適宜，可培養(yǎng)出再生植株。用于研究植物的生長發(fā)育、分化和遺傳變異；進行無性繁殖；制取代謝產(chǎn)物。
2．懸浮細胞培養(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。
3．原生質(zhì)體培養(yǎng)：脫壁后的植物細胞稱為原生質(zhì)體（protoplast），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：
4．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)人為加倍后可得到完全純合的個體。
