在一般光镜下直接观察体外培养健康活细胞时，细胞是均质而透明的，结构及不明显。只有用相差显微镜才能看清细胞轮廓和内部结构。培养中细胞一般有1~2 个核仁。用固定染色法和特殊技术可显示出细胞器等结构，但在生活时的细胞中却不易观察到。在细胞机能状态不良时，细胞轮廓会增强，反差增大。在胞质中时而出现颗粒、脂滴和空泡等，是细胞代谢不良的表现；反差很大的暗色小颗粒是变形的线粒体。细胞形态结
构与细胞在体外生存时间的长短、细胞种类等有直接关系。初代培养的正常二倍体细胞，除大体形态外，在构造和生物学性状上与原体内细胞近似性大，细胞均质性和透明度都很强。随细胞在体外生活时间的延长和反复传代，会发生一定的变化，如轮廓增强、核仁增多、有时出现双核或多核巨细胞等。如细胞发生转化，它们的形态发生的变化更大。肿瘤细胞与正常细胞有明显的区别，有关肿瘤细胞的培养和生物学性状等问题，后将详述。
图1-4 细胞贴壁延展过程
（二）超微结构
电镜下观察组织培养细胞膜亦分为三层结构，总厚度约7.5nm，由双层类脂分子组成，亲水极互相对应，疏水极向外，双层分子间嵌有蛋白质分子。细胞膜向外凸出形成泡状、叶状、丝状和指状突起，长度比较一致，存在时间也长，这类突起称微绒毛。随细胞类型、正常或异常（肿瘤细胞），以及处于周期阶段不同，微绒毛的形状和数量均有差别。即使细胞连接成片时，在细胞之间仍存在着一定的间隙。成纤维细胞之间的间
隙不恒定，上皮细胞相互之间一般有1.5nm~15nm 的间隙。细胞相互接触部并可见到桥粒（Desmosome）；桥粒的有无可作为识别上皮细胞的标志。
细胞膜表面常附有由细胞分泌形成的糖蛋白膜，即细胞外衣。它对细胞的运动，尤其对细胞贴附于支持物生长有很大作用。用胰蛋白酶消化处理细胞，能改变细胞外衣的性质，使细胞易从支持物上脱落下来，此外细胞外衣与物质交换、酸碱平衡及膜电位等均有一定的关系。
在细胞膜下面有一层厚100nm~500nm 的胞质区，称膜下皮质层。该层具有中等电子密度，其中常见有直径5-7nm 的微丝。微丝在膜下皮质层中分布甚广，它们主要由多聚肌纤蛋白组成。它们在膜下皮质层中有两种存在形式，一是呈不定形基质，二是组成微丝束，后者可观察到。当细胞在悬液中生长或从支持物脱离时，微丝可能消失再变成无定形基质，当细胞贴附于支持物后，胞质延展，微丝又出现。微丝受温度的影响，低
温时解聚，温度恢复又重新组装再现。微丝可逆性变化存在形式，与微丝组成成分肌动球蛋白有密切关系。微管是另一种细丝，比微丝粗而长，由管蛋白（Tublin）组成，分散在细胞中各处。微丝和微管构成细胞质中骨架系统（ Cytoskeleton System：CSS）；CSS除与细胞形态和细胞运动有关外，对细胞膜的功能如吞饮、免疫反应等都有关。细胞松弛素B（Cytochalasin B）、秋水仙素（Chochicine）和刀豆球蛋白等对细胞的特殊效应也与CSS 有关。转化细胞中的CSS 的排列状态与正常细胞不同，正常细胞中的微丝微管走行有一定方向性，细胞转化后走行紊乱（组装差），被视为一项检测的标志。微丝和微管在光学显微镜下也可观察到（见照片8-4）。
