细胞生物学发展简史

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细胞生物学简史

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细胞生物学简史从研究内容来看细胞生物学的发展可分为三个层次,即:显微水平、超微水平和分子水平。

从时间纵轴来看细胞生物学的历史大致可以划分为四个主要的阶段:第一阶段:从16世纪末—19世纪30年代,是细胞发现和细胞知识的积累阶段。

第二阶段:从19世纪30—20世纪中期,细胞学说形成后,主要进行细胞显微形态的研究。

第三阶段:从20世纪30年代—70年代,以细胞超微结构、核型、带型研究为主要内容。

第四阶段:从20世纪80年代分子克隆技术的成熟到当前,细胞生物学与分子生物学的结合愈来愈紧密,基因调控、信号转导、细胞分化和凋亡、肿瘤生物学等领域成为当前的主流研究内容。

一、显微镜的发明与细胞的发现没有显微镜就不可能有细胞学诞生。

1.1590 荷兰眼镜制造商J.Janssen和Z.Janssen父子制作了第一台复式显微镜,尽管其放大倍数不超过10倍,但具有划时代的意义。

2.1665 英国人Robert Hook用自己设计与制造的显微镜(放大倍数为40-140倍,图1-1)观察了软木(栎树皮)的薄片,第一次描述了植物细胞的构造,并首次用拉丁文cella(小室)这个词来称呼所看到的类似蜂巢的极小的封闭状小室(实际上只是观察到到纤维质的细胞壁)。

3.1672,1682英国人Nehemaih Grew出版了两卷植物显微图谱,注意到了植物细胞中细胞壁与细胞质的区别。

4. 1680年荷兰人A. van Leeuwenhoek成为皇家学会会员,一生中制作了200多台显微镜和500多个镜头(图1-2)。

他是第一个看到活细胞的人,观察过原生动物、人类精子、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细菌等等。

5. 1752 英国望远镜商人J. Dollond 发明消色差显微镜。

图1-1 Robert Hook和他的显微镜图1-2 A. van Leeuwenhoek的显微镜(图片来自)6. 1812 苏格兰人D. Brewster 发明油浸物镜,并改进了体视显微镜。

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细胞生物学发展简史细胞生物学是研究细胞的结构、功能和机制的学科。

它是生物学的一个重要分支,涉及到从基本的细胞结构到分子水平的研究。

细胞生物学的研究对于人们理解生物体的基本单位,以及生命的起源和演化具有重要意义。

本文将介绍细胞生物学的发展历程。

细胞生物学的起源可以追溯到17世纪初,当时英国科学家罗伯特·亨利特使用精心设计的显微镜首次观察到细胞。

他发现薄片植物组织由许多小的箱子组成,后来被称为细胞。

这个发现引发了科学界对细胞的兴趣,并为细胞生物学的发展奠定了基础。

18世纪末至19世纪初,德国科学家马蒂斯·舍莱登在显微镜下观察到活细胞的运动,发现细胞是独立的生命体,并具有自主运动的能力。

他的发现为细胞生物学的研究提供了新的方向。

20世纪初,细胞生物学进入了一个全新的阶段,因为发现了细胞核和染色体的存在。

奥地利科学家恩斯特·鲍尔发现了细胞核,并将其命名为“核”。

他还发现细胞内存在染色体,这些染色体被认为是传递基因信息的载体。

这个发现引发了对遗传学和基因组学的兴趣。

20世纪20年代,美国生物学家托马斯·亨特摄得了第一张活细胞的电子显微照片。

这标志着细胞生物学进入了电子显微镜时代。

随后,美国科学家詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克提出了DNA双螺旋结构的模型,他们因此获得了诺贝尔奖。

这项发现揭示了DNA在遗传信息传递中的重要性,推动了分子生物学的发展。

20世纪后半叶,细胞生物学进入了分子水平的研究。

美国科学家约翰·吉弗斯和克雷格·莫洛比发展了原位杂交技术,使得研究人员能够直接观察到细胞内特定基因的表达。

这项技术为研究基因调控提供了有力工具。

到了21世纪,细胞生物学进入了一个全新的时代。

高通量测序技术的出现,使得研究人员能够对细胞中的基因组进行大规模测序,揭示了更深层次的基因调控网络。

细胞成像技术的革新,使得科学家能够实时观察细胞的活动过程。

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细胞生物学发展简史公司内部编号:(GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-细胞生物学发展简史一细胞的发现和细胞学说的建立1665年,英国学者Robert Hooke用自制的显微镜观察栎树软木塞的薄切片,发现了其中有许多蜂窝状的小室,并将这些小室命名为cell。

实际上当时看到的是植物细胞的细胞壁。

此后,生物学家用cell一词描述生物体的基本结构单位,中文翻译为细胞。

Hooke对有关细胞的首次描述见于1665年他的《显微图谱》中,因此人们认为细胞的发现是在1665年。

真正观察活细胞的是荷兰科学家Antony von Leeuwenhoek,他用设计较好的显微镜观察池塘水中的原生动物、蛙肠道内的原生动物、人类和哺乳动物的精子,并于1674年在观察鱼的红细胞时描述了细胞核的结构。

由以上可见,细胞生物学的基础建立于17世纪,并且Hooke和Leeuwenhoek两位科学家为此做出了重要贡献。

在Hooke发现细胞后的近170年中,人们用光学显微镜相继发现了一些不同类型的细胞,但对细胞的认识基本上没什么新的进展。

直到19世纪30年代,显微镜制造技术有了明显的改进,分辨率提高到1μm以内;同时还由于切片机的制造成功,从而对细胞的观察有了许多新的进展,细胞核、核仁、细胞的原生质等被揭示,人们才真正认识到细胞的生物学意义。

1838~1839年,德国植物学家Scheleiden(1838年)和动物学家Schwann (1839年)总结前人的工作,综合了植物和动物组织中细胞的结构,提出了“细胞学说(cell theory)”,指出“一切生物,从单细胞生物到高等动、植物都是由细胞组成的;细胞是生物体结构和功能的基本单位”。

后来德国科学家Rudolf Virchow(1855年)明确提出“一切细胞只能来自原来的细胞”的论点。

此外,他还指出机体的一切病理现象都是基于细胞的损伤,从而论证了生物界的统一性和共同起源。

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细胞生物学的发展简史
细胞生物学
细胞生物学的发展简史
一、显微镜的发明与细胞的发现
没有显微镜就不可能有细胞学诞生。 1、1604年,荷兰眼镜制造商Janssen制作了地球上第
一台显微镜。 2、1665年,英国人Robert Hook首次描述了植物细胞
(木栓),命名为cell,并出版了《显微图谱》 。 3、1674年,荷兰人A.van Leeuwenhoek一生中制作了
200多台显微镜和400多个镜头,并首次观察到了 活细胞。
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Robert Hooke
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Made by A.van Leeuwenhoek (1632-1723).
Magnification ranges at 50-275x.
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Large Student Microscope made by Charles Chevalier 1840
• 三种细胞分裂的研究 有丝分裂、减数分裂中染色体的平均分配,以
及无丝分裂 • 细胞器的发现
石腊切片和染色方法, 中心体、染色体、线粒体和高尔基体的发现和 研究
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五、 细胞学的分支及发展
细胞学的发展主要是采用实验的手段研究细胞 学的问题,这一时期也被称为实验细胞学时期。 是从形态结构的观察深入到了生理功能、生物化 学和遗传发育机制的研究
6
现 代 显 微 镜
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7、1932年,荷兰籍德国人F. Zernike成功设计了 相差显微镜(phase contrast microscope),并 因此获1953年诺贝尔物理奖。

细胞生物学的发展历程和研究方法

细胞生物学的发展历程和研究方法

细胞生物学的发展历程和研究方法细胞生物学是研究生命的基本单位——细胞的结构、功能、发育和遗传等方面的科学。

它以显微镜观察细胞、利用生化、基因工程等手段揭示细胞内分子和生物化学反应,为研究生命现象、疾病治疗和生物技术的发展提供了重要的理论基础和技术手段。

本文将就细胞生物学的发展历程和研究方法进行简要的阐述。

一、细胞生物学的发展历程1. 17世纪与18世纪:原型显微镜的发明,发现单细胞生物在17世纪,由于荷兰人李文虎和哈特索克等人的努力,最早使用玻璃球制成的原型显微镜诞生了。

随后,苏黎世的伯格和莱顿的利韦内虎等人分别发现了像酿酒酵母、线虫等单细胞生物。

这些研究奠定了细胞生物学这一学科的基础。

2. 19世纪:发明透射电子显微镜和光学显微镜随着微生物学和生物学的发展,透射电子显微镜和光学显微镜的出现,让人们能够更加清晰地观察到细胞的内部结构和组成成分。

格兰特、维特格伦、施万等人发现了细胞核和细胞质等细胞内结构,揭示了细胞内分子的组成和排列方式,推动了细胞生物学的进一步发展。

3. 20世纪初:发现细胞分裂的遗传基础1902年,神经生理学家瓦尔贝格首次提出了“染色体”一词,为细胞分裂的遗传基础奠定了基础。

1905年,孟德尔的遗传定律被发现,并在1920年代得到了证实。

当时,指出“基因位于染色体上”也成为了一个共识。

随后,施泰因和沃兰陶著述了第一个关于细胞分裂的教材,并开创了遗传方面的研究。

这些基础方面的研究成果,为细胞分裂、遗传等方面的研究奠定了基础。

4. 20世纪60年代:发现DNA是遗传物质1944年,奥塞尔和阿弗里等人通过一系列实验,证明了DNA 是遗传物质,而这个发现对于进一步的研究将有非常大的启示。

50年代后期,克里克和沃森发现了DNA的结构,揭示了遗传信息的储存和传递机制,为现代遗传学和生物技术领域的研究,奠定了重要的基础。

5. 20世纪80年代以后:生物技术的发展,细胞生物学入门简易在20世纪80年代之后,随着基因工程、免疫学、细胞培养、影像学等技术的发展,使得细胞生物学变得更加容易入门,同时也提高了对细胞的认识,对癌症、代谢疾病等方面的诊断和治疗提供了新的思路和方向。

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时间
事件
1665年
胡克用自制显微镜发现细胞,发表著作《显微图谱》
1674年
列文虎克观察鱼的细胞,描述了细胞核的结构
1838年
施莱登指出细胞是构成植物的基本单位,发表《植物发生论》
1839年
施旺发表《关于动植物的结构和生长的一致性的显微研究》,指出动植物都是细胞的集合物
1841年
R.Remak发现鸡胚血细胞的直接分裂
1953年
J.Watson和F.Crick发现DNA分子双螺旋结构,提出中心法则,标志分子生物学这一兴学科的问世
20世纪70年代
细胞生物学这一学科rison和rrol创立组织培养技术
1910年
摩尔根证明基因是决定遗传性状的基本单位,且直线排列在染色体上
1924年
R.Fenlgen建立对细胞内脱氧核糖核酸特异性的定性检测方法,即福尔根反应
1926年
《基因论》一书出版,建立了基因学说
1943年
A.Claucle用高速离心机从活细胞内把核和各种细胞器分离出来
1892年
O.Herwing在《细胞和组织》一书中,提出生物学的基础在于研究细胞的特性、结构和机能,以细胞为基础,对所有生物学现象进行归纳和综合,从而使细胞成为生物科的一个独立分支
1898年
C.Golgi发现高尔基体
1900年
34年前发现的孟德尔遗传法则被重新提出
1905年
E.Bwilso发现性别与染色体的关系
1858年
魏尔肖指出细胞只能来源于细胞
1861年
舒尔策提出原生质理论,认为组成有机体的基本单位是一小团原生质
1876年
Hertwig发现动物的受精现象
1883年

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细胞⽣物学发展简史细胞⽣物学发展简史⼈类第⼀次发现细胞到现在已有三百多年的历史.随着科学技术和实验⼿段的进步,⼈们对细胞的认识由浅⼊深、由表及⾥,导致了当今细胞⽣物学的兴起与发展.根据其发展过程,可分为四个时期,即细胞学说的创⽴、细胞学的经典时期、实验细胞学的发展和细胞⽣物学的兴起.(⼀) 细胞学说的创⽴1665 年,英国的物理学家胡克(R. Hooke) ⽤⾃制的显微镜观察了软⽊( 栎树⽪) 和其他植物组织,发表了《显微图谱》(micrographia) ⼀书,描述了软⽊是由许多⼩室组成,状如蜂窝,称之为“细胞” (cell 原意为⼩室) .实际上,胡克在软⽊组织中所看到的仅是植物死细胞的细胞壁.这是⼈类第⼀次看到细胞轮廓,⼈们对⽣物体形态的认识⾸次进⼊了细胞这个微观世界. 1675 年(A.V.Leeuwenhoekia) ⽤⾃制的⾼倍放⼤镜先后观察了池塘⽔中的原⽣动物、动物的精⼦,在蛙鱼的⾎液中发现了红细胞;1683 年,他⼜在⽛垢中看到了细菌. 1831 年,布朗(R. Brown) 在兰科植物的叶⽚表⽪细胞中发现了细胞核. 1835 年,迪雅尔丹(E.Dujardin) 在低等动物根⾜⾍和多孔⾍的细胞内⾸次发现了透明的胶状物质的内含物,称之为“⾁样质” (sarcoide) . 1836 年,⽡朗丁(Valentin) 在结缔组织细胞核内发现了核仁.⾄此,细胞的基本结构都被发现了.在19 世纪以前,许多学者的⼯作,都着眼于细胞的显微结构⽅⾯,主要从事于形态上的描述,⽽对各种有机体中出现细胞的意义,均未作出理论上的阐述和概括. 1838-1839 年,德国植物学家施莱登(M.J.Schleiden) 和动物学家施旺(T ·Schwann) 根据⾃⼰研究和总结前⼈的⼯作,⾸次提也了细胞学说(cell theory) .他们认为“⼀切⽣物从单细胞到⾼等动、植物都是由细胞组成的;细胞是⽣物形态结构和功能活动的基本单位”.由此论证了⽣物界的统⼀性和共同起源.恩格斯曾对细胞学说的建⽴给予了⾼度的评价,认为它是19 世纪⾃然科学上的三⼤发现之⼀( 细胞学说、达尔⽂进化论、能量转化与守恒定律) .他指出,⾸先是三⼤发现,使我们对⾃然过程的相互联系的认识⼤踏步地前进了:第⼀次发现了细胞,发现细胞是这样⼀个单位,整个植物体和动物体都是从它的繁殖和分化中发育起来的.由于这⼀发现,我们不仅知道⼀切⾼等有机体都是按照⼀个共同规律发育和⽣长的,⽽且通过细胞的变异能⼒指出有有机体能改变⾃⼰物种并从⽽能实现⼀个⽐个体发育更⾼的发育道路.由此可见,只有在细胞学说建⽴之后,才能明确提出细胞是⽣物有机体的结构和⽣命活动的单位,⼜是⽣物个体发育和系统发育的基础.显然,细胞学说的创⽴是细胞学发展史上的⼀个重要⾥程碑,此后细胞学很快发展成为⼀门新的独⽴学科,并成为细胞⽣物学发展的起点.细胞学说⼀经创⽴,很快深⼊到各个领域中去.在1885 年,德国病理学家魏尔啸(R.Virchow) 把细胞理论应⽤于病理学,证明病理过程在细胞和组织中进⾏,提出了“疾病为外⼒引起细胞间内战”的著名论断,发展了细胞病理学,⽀持与丰富了细胞学说.(⼆) 细胞学的经典时期从19 世纪中叶到20 世纪初叶,这⼀时期细胞学得到蓬勃发展,研究⽅法主要是显微镜⼀的形态描述,称为细胞学的经典时期.这⼀时期,⾸先是实验技术的⾰新.研究的主要特点是应⽤固定和染⾊技术,在光学显微镜下观察细胞的形态结构和细胞的分裂活动. Corti(1851 年) 和Hartig(1854 年) 等使⽤洋红、B ō hm(1865 年) 使⽤苏⽊精,对细胞进⾏染⾊;Oschatz 设计出第⼀台切⽚机,⽽Ernest Abbe ' (1887 年) 设计出⼀台复式显微镜并具有消⾊差物镜、载物台下聚光器和照明,这些技术和仪器观察细胞形态和微观结构都起到了重要的推动作⽤.1841 年,雷马克(Remak) 在观察鸡胚的⾎球细胞时,发现了细胞的直接分裂.其后,费勒明(Flemming) 在动物细胞中以及施特拉斯布格(Strasburger) 在植物细胞中发现了间接分裂. 1882 年,费勒明⼜把直接分裂称为⽆丝分裂(amitosis) ,间接分裂称为有丝分裂(mitosis) . 1883 年范·贝内登(Van Beneden) 、1886 年,施特拉斯布格⼜分别在动、植物细胞中发现了减数分裂(meiosis) .此外,赫特维希(O ·Hertwig) 发现卵的受精和精卵两亲本核的融合. 1888 年,沃尔德耶(Waldeyer) 把分裂细胞核内的染⾊⼩体命名为染⾊体(chromosome) .19 世纪末叶,⼈们对细胞质的形态观察也较注意,相继观察到⼏种重要的细胞器. 1883 年范·贝内登和博费⾥(Boveri) 发现了中⼼体, 1897 年,斑达(Banda) 发现了线粒体, 1898 年,⾼尔基(Golgi) 发现了⾼尔基体.由于诸多发现,使⼤家对细胞结构的复杂性有了较为深⼊的理解.(三) 实验细胞学的发展从20 世纪初叶到中叶,为实验细胞学的发展时期.此期间,细胞学的研究从形态结构的观察深⼊到⽣理功能、⽣物化学、遗传发育机制的研究.利⽤20 世纪的新技术、新⽅法,在相邻学科的渗透下采⽤了实验⼿段,使细胞学与有关学科相互渗透,从⽽逐渐形成⼀些分⽀学科.特别是这⼀阶段后期,由于体外培养技术的应⽤,使实验细胞学得到迅速发展.1887 年,赫特维希克弟(O.Hertwig 和R.H) ⽤实验⽅法研究海胆卵的受精作⽤和蛔⾍卵发育中核质关系,将细胞学与实验胚胎学紧密结合起来,发展了实验细胞学.此后,⼈们⼴泛应⽤实验⼿段与分析的⽅法来研究细胞学中的⼀些基本问题,为细胞学的研究开拓了⼀条新途径.从1900 年孟德尔(Mendel) 遗传法则被重新发现, 1902 年博韦⾥(T.Boveri) 和萨顿(W.S.Sutton) 提出“染⾊体遗传理论”,到1926 年摩尔根(Morgan) 的《基因论》⼀书的出版,使细胞学与遗传学相结合,形成了细胞遗传学. 1943 年, Cloude 应⽤⾼速离⼼机从活细胞中把细胞核和各种细胞器( 如线粒体、叶绿体、微粒体等) 分离出来,分别研究它们的⽣理活性,这对了解各种细胞器的⽣理功能和酶的分布,起了很⼤作⽤.在细胞化学⽅⾯, 1924 年,孚尔根(Feulgen) ⾸创核染⾊反应,即Feulgen 染⾊法,测定了细胞核内的DNA .其后, 1940 年,布勒歇(Brachet) 应⽤昂纳(Unna) 染液染⾊,测定了细胞中的RNA .与此同时,卡斯柏尔森(Casperson) ⽤紫外光显微分光光度法测定细胞中DNA 的含量.还有实验说明,蛋⽩质的合成可能与RNA 有关.从20 世纪40 年代开始,电⼦显微镜的应⽤,使细胞形态学的研究深⼊到亚显微⽔平. 1933 年, Ruska 设计制造了第⼀台电⼦显微镜,其性能远远超过了光学显微镜.电⼦显微镜的分辨率由最初的500nm 改进到现在的⼏个? 魡,放⼤倍数可达到⼏⼗万倍以上. 1949 年, Soverdlow 发明了异丁烯酸定理, 1952 年, Palade 使⽤锇酸固定法, 1953 年,设计了超薄切⽚⽤的切⽚⽤的切⽚机.由此,许多学者⽤电镜技术观察了细胞内各种细胞器的亚微结构,如内质⽹、⾼尔基体、线粒体、溶酶体等.因⽽,对细胞质的结构和功能的认? 览识⼜深⼊了⼀步,使细胞学的研究得到全⾯的发展.(四) 细胞⽣物学的兴起从20 世纪50 年代开始,逐步开展了在分⼦⽔平上研究细胞的结构和功能,这⽅⾯的研究成果以及分⼦⽣物学取得的巨⼤成就,⼤⼤促进了细胞⽣物学的兴起和发展.20 世纪40 年代,随着⽣物化学、微⽣物学与遗传学的相互渗透和结合,分⼦⽣物学开始萌芽. 1941 年,⽐德尔(Beadle) 和塔特姆(Tatum) 提出了“⼀个基因⼀个酶”的理论. 1944 年,艾弗⾥(Avery) 等在⽣物的转化实验中证明了DNA 是遗传物质, 1948 年,博伊⽂(Boivin) 等从测定⽣殖细胞和各种体细胞中DNA 的含量,提出了DNA 含量恒定理论. 1953 年沃森(Watson) 和克⾥克(Crick)⽤X 射线衍射法得出了DNA 双螺旋分⼦结构模型,这⼀划时代的成就,奠定了分⼦⽣物学的基础. 1956 年科恩伯格(Kornberg) 从⼤肠杆菌提取液中获得了DNA 聚合酶,并以该菌的DNA 单链⽚段为引物,在离体条件下第⼀次成功地合成了DNA ⽚段的互补链. 1958 年,梅塞尔森(Meselson) 等利⽤放射性同位素与梯度离⼼法,分析了DNA 的复制过程,证明了DNA 复制是“半保留复制”.同年,克⾥克⼜创⽴了遗传信息传递的“中⼼法则”. 1961 年,尼伦堡(Nirenberg) 和马泰(Matthaei) 等通过对核糖核酸的研究,确定了每⼀种氨基酸的“密码”.同年,雅各布(Jacob) 和莫诺(Monod) ⼜提出了操纵⼦学说.由于这些分⼦⽣物学的新成就、新概念、新技术渗⼊到细胞学各个领域,于是从分⼦⽔平、亚细胞⽔平和细胞整体⽔平来研究细胞各种⽣命活动,如⽣长、发育、遗传、变异、代谢、免疫、起源与进化,就形成了⽣物学的⼀门新的分⽀学科——细胞⽣物学,即细胞学发展到细胞⽣物学阶段.⾃1965 年 E.D.P.Derobetis 将原著《普通细胞学》更名为《细胞⽣物学》,到1976 年,在美国波⼠顿召开的第⼀次国际细胞⽣物学会议为界标,⾄今细胞⽣物学在分⼦⽔平上的研究⼯作⼜取得了迅速的发展,细胞⽣物学则进步发展为细胞分⼦⽣物学(cell and molecular biology) .。

细胞生物学发展简史

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细胞生物学发展简史年代人物成果1665年胡克自制显微镜观察栎树树皮薄片,描述植物细胞的构造,用cellar命名1674年列文虎克观察鱼的红细胞时描述了细胞核的结构1674年Malpighi和Grew 注意到植物细胞中细胞壁和细胞质的不同1827年贝尔发现哺乳类的卵子,对细胞本身进行认真的观察1838年施莱登施旺《植物发生论》《关于动植物的结构和生长的一致性的显微研究》,指出细胞构成动植物1845年西博尔德断定原生动物都是单细胞的1852年菲尔肖在研究结缔组织的基础上提出“一切细胞来自细胞”的名言,并且创立了细胞病理学1858年维尔肖指出“细胞只来自细胞”1859年达尔文确立进化论1866年孟德尔确立遗传学1866年摩尔根研究果蝇的遗传,发现偶尔出现的白眼个体总是雄性;结合已有的、关于性染色体的知识,解释了白眼雄性的出现,开始从细胞解释遗传现象,遗传因子可能位于染色体上。

1867年霍夫迈斯特对植物,分别比较详细地叙述了间接分裂1873年施奈德对动物,分别比较详细地叙述了间接分裂1875年施特拉斯布格首先叙述了植物细胞中的着色物体,而且断定同种植物各自有一定数目的着色物体1880年巴拉涅茨基描述了着色物体的螺旋状结构,翌年普菲茨纳发现了染色粒1882年弗勒明在发现了染色体的纵分裂之后提出了有丝分裂这一名称以代替间接分裂。

施特拉斯布格把有丝分裂划分为直到现在还通用的前期、中期、后期、末期;他和其他学者还在植物中观察到减数分裂,经过进一步研究终于区别出单倍体和双倍体染色体数目1882年浦肯野提出原生质的概念1888年瓦尔代尔把核中的着色物体正式命名为染色体1891年亨金在昆虫的精细胞中观察到X染色体1902年史蒂文斯威尔逊发观了Y染色体。

细胞生物学细胞生物学发展简史

细胞生物学细胞生物学发展简史

细胞生物学细胞生物学发展简史细胞生物学是研究细胞结构、功能和生物学特性的学科领域。

在探索细胞的过程中,科学家们经历了漫长而曲折的道路,揭示了细胞的奥秘。

本文将为您介绍细胞生物学的发展历程。

1. 前细胞观念的产生在17世纪,罗伯特·胡克使用显微镜观察植物组织,发现了类似蜂巢的细小结构,称之为“细胞”。

这一发现奠定了细胞生物学的基础。

随后,马蒂亚斯·舒莱登和西奥多·施旺尼茨等科学家发表了一系列关于细胞构造和功能的研究成果,推动了细胞学的发展。

2. 细胞理论的提出19世纪初,邓尼斯·戈特利布·普罗斯特和约翰·雅各布·贝尔挑战了早期的前细胞观念,推行了细胞理论。

他们认为所有生物都由细胞组成,并且细胞是生命的基本单位。

这一理论得到了广泛的认可,成为细胞生物学的支柱。

3. 细胞器的发现在19世纪后期,卡尔·科尔贝等科学家利用染色技术和显微技术研究细胞,发现了细胞内存在着各种细胞器。

举例来说,罗宾·赖克发现了线粒体,认为其是细胞内的能量合成中心。

爱德华·奥弗顿研究了细胞核,并提出了核酸的结构和功能。

4. 遗传学与细胞生物学的结合20世纪初,格雷戈尔·孟德尔的遗传学实验证明了遗传物质的存在和遗传规律,这使得细胞生物学与遗传学产生了紧密的联系。

托马斯·亨特·摩尔顿的转座子理论和克里克、沃森以及威尔金斯的DNA双螺旋结构模型为细胞遗传学的研究奠定了基础。

5. 细胞信号传导的发现20世纪后期,细胞信号传导的研究成为细胞生物学的一个重要分支。

加奥尔·帕尔蒂丹等科学家发现了第二信使分子,比如cAMP,并揭示了信号转导通路。

这一研究推动了细胞信号传导机制的深入了解,为细胞治疗和药物研发提供了理论基础。

6. 细胞分裂与发育细胞生物学的另一个重要领域是细胞分裂和发育的研究。

随着显微镜技术的进步,科学家们观察到了细胞在分裂和发育过程中的细节。

细胞生物学发展简史与研究动态

细胞生物学发展简史与研究动态

第二节细胞生物学发展简史与研究动态一、细胞生物学发展简史人类第一次发现细胞到现在已有三百多年的历史。

随着科学技术和实验手段的进步,人们对细胞的认识由浅入深、由表及里,导致了当今细胞生物学的兴起与发展。

根据其发展过程,可分为四个时期,即细胞学说的创立、细胞学的经典时期、实验细胞学的发展和细胞生物学的兴起。

(一) 细胞学说的创立1665 年,英国的物理学家胡克 (R. Hooke) 用自制的显微镜观察了软木( 栎树皮 ) 和其他植物组织,发表了《显微图谱》 (micrographia) 一书,描述了软木是由许多小室组成,状如蜂窝,称之为“细胞” (cell 原意为小室 ) 。

实际上,胡克在软木组织中所看到的仅是植物死细胞的细胞壁。

这是人类第一次看到细胞轮廓,人们对生物体形态的认识首次进入了细胞这个微观世界。

1675 年 (A.V.Leeuwenhoekia) 用自制的高倍放大镜先后观察了池塘水中的原生动物、动物的精子,在蛙鱼的血液中发现了红细胞; 1683 年,他又在牙垢中看到了细菌。

1831 年,布朗 (R. Brown) 在兰科植物的叶片表皮细胞中发现了细胞核。

1835 年,迪雅尔丹 (E.Dujardin) 在低等动物根足虫和多孔虫的细胞内首次发现了透明的胶状物质的内含物,称之为“肉样质” (sarcoide) 。

1836 年,瓦朗丁 (Valentin) 在结缔组织细胞核内发现了核仁。

至此,细胞的基本结构都被发现了。

在 19 世纪以前,许多学者的工作,都着眼于细胞的显微结构方面,主要从事于形态上的描述,而对各种有机体中出现细胞的意义,均未作出理论上的阐述和概括。

1838-1839 年,德国植物学家施莱登 (M.J.Schleiden) 和动物学家施旺(T · Schwann) 根据自己研究和总结前人的工作,首次提也了细胞学说(cell theory) 。

他们认为“一切生物从单细胞到高等动、植物都是由细胞组成的;细胞是生物形态结构和功能活动的基本单位”。

细胞生物学的发展历史

细胞生物学的发展历史

细胞生物学的发展历史细胞生物学是研究细胞结构、功能和特性的科学领域,它的发展历史可以追溯到17世纪。

以下将从细胞学的起源、细胞学的奠基人、细胞学的发展进程以及细胞学的现代发展等方面进行介绍。

一、细胞学的起源细胞学的起源可以追溯到1665年,当时英国科学家罗伯特·胡克使用显微镜观察到了薄片中的细小结构,将其称为“细胞”。

这一发现为细胞生物学的起步打下了基础,也为后续的细胞学研究奠定了基本观察方法。

二、细胞学的奠基人细胞学的奠基人是德国科学家马蒂亚斯·舒莱登。

1838年,舒莱登提出了“细胞学说”,即所有生物都是由细胞组成的。

他还提出了细胞的基本单位结构和功能,并提出了细胞是生物发育和遗传的基本单位。

三、细胞学的发展进程19世纪,细胞学经历了爱尔兰科学家罗伯特·布朗、德国科学家鲁道夫·菲尔克斯·费尔南德斯、德国科学家阿尔伯特·冯·科伦贝格等一系列重要科学家的贡献,细胞学得到了长足的发展。

罗伯特·布朗发现了细胞核,提出了“细胞核学说”,即细胞核是细胞的重要组成部分。

鲁道夫·菲尔克斯·费尔南德斯观察到了细胞分裂的现象,并提出了细胞分裂的基本规律。

阿尔伯特·冯·科伦贝格在细胞有丝分裂的研究中提出了“染色体学说”,即染色体是细胞遗传的基本单位。

20世纪初,细胞学的发展进入了新的阶段。

美国科学家托马斯·亨特·摩尔顿、英国科学家弗朗西斯·哈里森·克里克、美国科学家詹姆斯·D·沃森和弗朗西斯·克里克等人的发现推动了细胞生物学的飞速发展。

摩尔顿发现了细胞质骨架,揭示了细胞内物质运输的机制。

克里克提出了“中心法则”,即DNA是遗传信息的分子基础。

沃森和克里克通过研究DNA的结构提出了“DNA双螺旋结构模型”,为遗传的分子机制提供了重要线索。

细胞生物学:细胞生物学发展简史

细胞生物学:细胞生物学发展简史

对细胞⽣物学的发展阶段划分不⼀,本书分为四个时期:
■细胞的发现及细胞学说的创⽴这⼀时期跨度较⼤,从1665到1874年。

■细胞学的经典时期即我们上⾯讨论的从1875年到1900年的25年。

■实验细胞学时期(experimental cytology)从1900年到1953年的半个世纪⾥,细胞学的发展主要是采⽤实验的⼿段研究细胞学的问题,其特点是从形态结构的观察深⼊到⽣理功能、⽣物化学、遗传发育机理的研究。

由于实验研究不断同相邻学科结合、相互渗透,导致了⼀些重要分⽀学科的建⽴和发展:
●细胞遗传学(cytogenetics)
●细胞⽣理学(cytophysiology)
●细胞化学(cytochemistry)
■细胞⽣物学的诞⽣ 1953年Watson和Crick提出DNA双螺旋结构模型,标志着分⼦⽣物学的诞⽣。

1965
年,D.P.Derobetis将其《普通细胞学》改为《细胞⽣物学》,标志着细胞⽣物学的诞⽣。

⽬前,关于细胞的研究已进⼊分⼦细胞⽣物学阶段。

细胞生物学的发展历史

细胞生物学的发展历史

细胞生物学的发展历史19世纪后期显微技术的改进,生物固定技术(如:Fleming 1882,1884;Canoy 1886)和染色技术的出现极大的方便了人们对细胞显微结构的认识,各种细胞器相继被发现,20世纪30年代电子显微镜技术的问世,是细胞形态的研究达到了空前的高潮。

20世纪50年代分子生物学的兴起,推动细胞生物学的研究进入了分子水平。

1.1831 英国人Robert Brown 发现植物细胞核。

2.1832 比利时人C. J. Dumortier 观察了藻类的细胞分裂,并认为细胞来源于原来存在的细胞。

3.1835 德国人H. von Molh 仔细观察了植物的细胞分裂,认为是植物的根和芽尖极易观察到的现象。

4.1835 法国人F. Dujardin 观察动物活细胞时发现“肉样质”(Sarcode)。

5.1839 捷克人J. E. Pukinye 用protoplasm这一术语描述细胞物质,“Protoplast”为神学用语,指人类始祖亚当。

6.1841 波兰人R. Remak发现鸡胚血细胞的直接分裂(无丝分裂)。

7.1846 德国人H. von Mohl研究了植物原生质,发表了“identifies protoplasm as the substance of cells”。

8.1848 德国人W. Hofmeister 描绘了鸭跖草Tradescantia的花粉母细胞,明确的体现出染色体,但他没有认识到之一重要性,40年后德国人H. von Waldeyer因这一结构可被碱性染料着色而定名为Chromosome。

9.1861 德国人M. Shultze 认为动物细胞内的肉样质和植物体内的原生质具有同样的意义。

他给细胞的定义是:“the cell is an acc umulation of living substance or protoplasm definitely delimited in space and possessing a cell membrane and nucleus。

细胞生物学的发展简史

细胞生物学的发展简史

细胞生物学的发展简史细胞生物学是一门研究细胞结构、功能和相互关系的科学,是生命科学的基石。

它探索了细胞是如何组织成组织和器官,以及细胞是如何进行分裂和繁殖的。

细胞生物学的发展经历了几个重要的历史阶段,从17世纪的初起步到20世纪的高度发展,现代细胞生物学已经取得了巨大的成就。

17世纪末至18世纪初,荷兰科学家Antonie van Leeuwenhoek使用自制的显微镜首次观察到了活体细胞。

他观察了各种生物体的血液、精液和细胞,并对其进行了描述。

Leeuwenhoek的发现为细胞学的起步奠定了基础,他被认为是现代显微镜技术的鼻祖之一19世纪初,德国科学家Johann Friedrich Meckel提出了“细胞”这一术语,用来描述植物和动物组织中的基本单位。

随后的几十年里,很多科学家对细胞进行了进一步的研究和描述,发现了细胞的内部结构和功能。

德国植物学家Mattias Jacob Schleiden观察到植物组织由细胞组成,而德国动物学家Theodor Schwann同时独立提出了动物也是由细胞构成的观点。

这两位科学家的独立发现奠定了细胞理论的基础。

在20世纪初,美国细胞学家Edmund Beecher Wilson提出了遗传物质存在于染色体上的观点,这被视为现代遗传学和细胞学的重要突破。

同一时期,德国细胞学家Edouard Van Beneden观察到了有丝分裂的过程,并提出了一种复制和分配遗传信息的机制。

这些发现为细胞生物学提供了更深入的理解,并奠定了细胞分裂和遗传的基本原理。

20世纪中叶,美国科学家James Watson和Francis Crick根据不同时期的研究结果,提出了DNA双螺旋结构的模型,并宣布发现了遗传密码的结构基础。

这些成果奠定了现代分子生物学和遗传学的基石,同时也为细胞生物学提供了更深入的解释。

此后,细胞生物学经历了一系列快速发展的阶段。

科学家们研究了细胞的多种组分、各种功能、内外的相互作用以及形成各种组织和器官的机制。

细胞生物学的发展简史

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细胞生物学的发展简史细胞生物学是研究细胞结构、功能、生长和分裂等方面的学科。

它是生物学中的一个重要分支,被广泛用于解释细胞活动和生命现象。

在科学发展史上,细胞生物学的发展经历了多个重要的里程碑。

接下来,本文将为您简要介绍细胞生物学的发展历程。

1. 17世纪末期-19世纪初期细胞学的历史可以追溯到17世纪末期。

此时,微生物学家安东·凡·李文虎克首次观察到细胞。

他使用了当时最先进的显微镜,在一根羽毛下发现了微小的生物体。

随后,罗伯特·胡克使用这种显微镜发现了植物细胞,进一步证明了所有生物体都由细胞组成。

到19世纪初期,细胞学已成为生物学领域的一个重要研究分支。

欧洲的许多科学家开始对细胞结构和功能进行地系统地研究。

其中,德国细胞学家马蒂亚斯·雅各布·希莫夫发现了细胞核,并提出了细胞理论,即“所有生物体都是由细胞构成的”。

这一理论开始得到广泛地接受,也奠定了细胞学的基础。

2. 19世纪中期到了19世纪中期,细胞学发生了重要的变革。

德国生物学家汉斯·达夫纳提出了生物发育学说,试图解释细胞的形成和分裂。

同时,法国细胞学家路易·巴斯德发现了细菌,这给科学家们提供了研究微生物和细菌生长的机会。

19世纪中期的另一个重要发展是细胞生物学技术的进步。

改进的显微镜和染色技术使科学家们能够更精确地研究细胞结构和功能。

德国生物学家柯克豪斯首次使用甲苯染色技术观察细胞核,这成为现代细胞学的一项基本技术。

3. 20世纪初期20世纪初期,细胞生物学进入了一个全新的阶段。

德国细胞学家反对达尔文主义的赫尔曼·穆勒(Hermann Muller)发现,放射线等辐射物质可以对细胞产生影响,导致诸如癌症等疾病的发生。

此外,位于美国的被誉为“细胞生物学之父”的爱德华·威尔逊指出,基因定位在染色体上,并提出了染色体基因理论。

这一理论在解释细胞遗传学和分子生物学方面有非常重要的作用。

细胞生物学发展简史

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细胞生物学发展简史一细胞的发现和细胞学说的建立1665年,英国学者Robert Hooke用自制的显微镜观察栎树软木塞的薄切片,发现了其中有许多蜂窝状的小室,并将这些小室命名为cell。

实际上当时看到的是植物细胞的细胞壁。

此后,生物学家用cell一词描述生物体的基本结构单位,中文翻译为细胞。

Hooke对有关细胞的首次描述见于1665年他的《显微图谱》中,因此人们认为细胞的发现是在1665年。

真正观察活细胞的是荷兰科学家Antony von Leeuwenhoek,他用设计较好的显微镜观察池塘水中的原生动物、蛙肠道内的原生动物、人类和哺乳动物的精子,并于1674年在观察鱼的红细胞时描述了细胞核的结构。

由以上可见,细胞生物学的基础建立于17世纪,并且Hooke和Leeuwenhoek两位科学家为此做出了重要贡献。

在Hooke发现细胞后的近170年中,人们用光学显微镜相继发现了一些不同类型的细胞,但对细胞的认识基本上没什么新的进展。

直到19世纪30年代,显微镜制造技术有了明显的改进,分辨率提高到1μm以内;同时还由于切片机的制造成功,从而对细胞的观察有了许多新的进展,细胞核、核仁、细胞的原生质等被揭示,人们才真正认识到细胞的生物学意义。

1838~1839年,德国植物学家Scheleiden(1838年)和动物学家Schwann(1839年)总结前人的工作,综合了植物和动物组织中细胞的结构,提出了“细胞学说(cell theory)”,指出“一切生物,从单细胞生物到高等动、植物都是由细胞组成的;细胞是生物体结构和功能的基本单位”。

后来德国科学家Rudolf Virchow(1855年)明确提出“一切细胞只能来自原来的细胞”的论点。

此外,他还指出机体的一切病理现象都是基于细胞的损伤,从而论证了生物界的统一性和共同起源。

二细胞学的形成和发展(一)细胞学说的建立把生物学的注意力引向细胞,有力地推动了对细胞的研究。

细胞生物学发展简史

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细胞生物学发展简史1665年,英国学者Robert Hooke用自制的显微镜观察栎树软木塞的薄切片,发现了其中有许多蜂窝状的小室,并将这些小室命名为cell。

实际上当时看到的是植物细胞的细胞壁。

此后,生物学家用cell 一词描述生物体的基本结构单位,中文翻译为细胞。

Hooke对有关细胞的首次描述见于1665年他的《显微图谱》中,因此人们认为细胞的发现是在1665年。

真正观察活细胞的是荷兰科学家 An to ny vo n Leeuwe nhoek,他用设计较好的显微镜观察池塘水中的原生动物、蛙肠道的原生动物、人类和哺乳动物的精子,并于1674 年在观察鱼的红细胞时描述了细胞核的结构。

由以上可见,细胞生物学的基础建立于 17世纪,并且Hooke和Leeuwenhoek两位科学家为此做出了重要贡献。

在Hooke发现细胞后的近170年中,人们用光学显微镜相继发现了一些不同类型的细胞,但对细胞的认识基本上没什么新的进展。

直到19世纪30年代,显微镜制造技术有了明显的改进,分辨率提高到 1卩m以;同时还由于切片机的制造成功,从而对细胞的观察有了许多新的进展,细胞核、核仁、细胞的原生质等被揭示,人们才真正认识到细胞的生物学意义。

1838~1839年,德国植物学家 Scheleiden (1838年)和动物学家 Schwann (1839 年)总结前人的工作,综合了植物和动物组织中细胞的结构,提出了“细胞学说( cell theory )”,指出“一切生物,从单细胞生物到高等动、植物都是由细胞组成的;细胞是生物体结构和功能的基本单位”。

后来德国科学家Rudolf Virchow(1855 年)明确提出“一切细胞只能来自原来的细胞”的论点。

此外,他还指出机体的一切病理现象都是基于细胞的损伤,从而论证了生物界的统一性和共同起源。

(一)细胞学说的建立把生物学的注意力引向细胞,有力地推动了对细胞的研究。

19世纪中叶到20世纪初是细胞研究的兴盛时期。

细胞生物学的发展简史【优质最全版】

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2没、有1显66微5年镜,就英不国可人能R有o细be胞rt 学Ho诞ok生首。次描述了植物细胞(木栓),命名为cell,并出版了《显微图谱》 。
Brewster 发明油浸物镜,改进了体视显微镜。
7、1932年,荷兰籍德国人F. Zernike成功设计了 相差显微镜(phase contrast microscope),并 因此获1953年诺贝尔物理奖。
200多台显微镜和400多个镜头,并首次观察到了 活细胞。
Robert Hooke
Made by A.van Leeuwenhoek (1632-1723).
Magnification ranges at 50-275x.
Large Student Microscope made by Charles Chevalier 1840
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一、显微镜的发明与细胞的发现
没有显微镜就不可能有细胞学诞生。 1、1604年,荷兰眼镜制造商Janssen制作了地球上第
一台显微镜。 2、1665年,英国人Robert Hook首次描述了植物细胞
(木栓),命名为cell,并出版了《显微图谱》 。 3、1674年,荷兰人A.van Leeuwenhoek一生中制作了
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细胞生物学发展简史一细胞的发现和细胞学说的建立1665年,英国学者Robert Hooke用自制的显微镜观察栎树软木塞的薄切片,发现了其中有许多蜂窝状的小室,并将这些小室命名为cell。

实际上当时看到的是植物细胞的细胞壁。

此后,生物学家用cell一词描述生物体的基本结构单位,中文翻译为细胞。

Hooke对有关细胞的首次描述见于1665年他的《显微图谱》中,因此人们认为细胞的发现是在1665年。

真正观察活细胞的是荷兰科学家Antony von Leeuwenhoek,他用设计较好的显微镜观察池塘水中的原生动物、蛙肠道内的原生动物、人类和哺乳动物的精子,并于1674年在观察鱼的红细胞时描述了细胞核的结构。

由以上可见,细胞生物学的基础建立于17世纪,并且Hooke和Leeuwenhoek两位科学家为此做出了重要贡献。

在Hooke发现细胞后的近170年中,人们用光学显微镜相继发现了一些不同类型的细胞,但对细胞的认识基本上没什么新的进展。

直到19世纪30年代,显微镜制造技术有了明显的改进,分辨率提高到1μm以内;同时还由于切片机的制造成功,从而对细胞的观察有了许多新的进展,细胞核、核仁、细胞的原生质等被揭示,人们才真正认识到细胞的生物学意义。

1838~1839年,德国植物学家Scheleiden(1838年)和动物学家Schwann(1839年)总结前人的工作,综合了植物和动物组织中细胞的结构,提出了“细胞学说(cell theory)”,指出“一切生物,从单细胞生物到高等动、植物都是由细胞组成的;细胞是生物体结构和功能的基本单位”。

后来德国科学家Rudolf Virchow(1855年)明确提出“一切细胞只能来自原来的细胞”的论点。

此外,他还指出机体的一切病理现象都是基于细胞的损伤,从而论证了生物界的统一性和共同起源。

二细胞学的形成和发展(一)细胞学说的建立把生物学的注意力引向细胞,有力地推动了对细胞的研究。

19世纪中叶到20世纪初是细胞研究的兴盛时期。

许多重要的细胞结构及其细胞活动现象被相继发现。

研究的主要特点是光学显微镜下细胞形态结构和细胞分裂活动的描述。

①Pukinje(1840年)和H.Von Mohl(1846年)分别将动、植物细胞中的内含物称为原生质(protoplasm)。

Max Schultze(1861年)认为动、植物细胞中的原生质具有同样的意义,并提出了原生质理论。

从此,细胞被看成是由细胞膜包围的一小团原生质,原生质理论建立以后,学者们又明确地把围绕在核周的原生质称为细胞质(cytoplasm),把核内的原生质称为核质(karyoplasm)。

②1841年R.Remak发现鸡胚血细胞的直接分裂。

其后,W.Flemming改进了固定方法和染色技术,于1882年首先精确地描述了动物细胞的间接分裂过程,他把间接分裂命名为有丝分裂(mitosis),把直接分裂命名为无丝分裂(amitosis)。

③④⑤1888年,Waldeyer把分裂细胞核内的染色小体命名为染色体(chromosome)。

⑥19世纪末,对细胞质的形态观察更加深入细致。

相继发现许多细胞器。

例如1887年T.Boveri和V.Beneden在细胞质中发现了中心体,Altmann(1894年)和Benda(1897年)发现了线粒体,1898年高尔基(Golgi)发现了高尔基体,上述的发现使得大家对细胞结构的复杂性有了更深入的理解。

(二)从20世纪初到20世纪中叶为实验细胞学时期,这一时期的特点是细胞的实验研究和生物化学的结合以及电子显微镜的应用,开辟了细胞学发展的新时代,许多悬而未决的问题都逐个迎刃而解。

①②1909年,Harrison创立了组织培养技术,为直接观察和分析细胞的形态结构和生理活动提供了有利条件,为研究细胞生理学开辟了一条重要途径。

③1924年,Feulgen等介绍了他们首创的Feulgen反应法,以后专门作为脱氧核糖核酸(DNA)的定性方法。

此后1940年Brachet用甲基绿-派洛宁染色方法来测定细胞中的DNA和RNA。

1936年和1940年Casperson用紫外光显微分光光度法测定DNA在细胞中的含量,并认为蛋白质的合成可能与RNA有关。

细胞组分分离技术、放射自显影技术和超微量分析等方法的广泛运用,对细胞内核酸的蛋白质代谢作用的研究也有很大的促进作用。

④1933年德国科学家Ernst Ruska在西门子公司(Semens)设计制造出第一台电子显微镜。

电子显微镜的放大倍数比光学显微镜高得多,可达几十万倍。

电镜的发明将细胞研究带入一个新的发展时期,人们利用电镜先后观察了细胞各种超微结构,如内质网(Portor,Claude和Fullan,1945年),叶绿体(Porter和Granick,1947年),高尔基体(Daltond Felixsjastrand,1950年),核膜(Callon和Tombin,1950年),溶酶体(De Dave,1952年),线粒体(Palade,Porter,Sjostrand,20世纪50年代初),核糖体(Palade,1953年),单位膜(Robertson,1958年)。

在电镜下所观察到的各种细胞的结构比在光镜下看到的形态要复杂得多。

同时,又通过超速离心和X射线衍射等新方法将细胞内结构和组分分离出来进行研究,将细胞内形态结构和相应功能联系起来,从超微观水平开展了对细胞的探索。

三细胞生物学的形成和发展电镜和其他技术的应用,使人们在细胞整体水平、超微结构水平和分子水平上的研究取得了广泛而深入的进展。

①②1956年,Kornberg从大肠杆菌提取液中获得了DNA聚合酶,并以该菌的DNA单链片段为引物(primer),在离体条件下成功地合成了DNA的复制过程,证明了DNA复制是“半保留复制”。

1958年,Crick提出着名的遗传信息传递的“中心法则(central dogma)”,这个法则是近代生物科学中最重要的基本理论。

1961年,Nirenberg和Matthaei 通过对核糖核酸的研究,最终破译了氨基酸的遗传密码。

1968年Nirenberg阐明了遗传密码在蛋白质合成中的作用,获得诺贝尔奖。

③20世纪60年代,改进的电镜技术显示出细胞质基质中存在着微管、微丝和中等纤维。

这些结构形成了纵横交错的“骨架”,总称为细胞骨架(cytoskeleton)。

细胞骨架同细胞器的空间分布、功能活动和细胞运动有着密切的关系。

细胞骨架的发现是在超微结构研究方面的更大进步。

④细胞生物学研究在最近50年取得了丰硕的成果,1970年Temin和Baltimore在肿瘤病毒中发现反转录酶,修正了“中心法则”“晶格镶嵌模型”,补充了液态镶嵌学说的不足之处。

1975年,G.Blobel提出细胞内蛋白质运输信号学说,此学说获得1999年诺贝尔奖。

1976年Neher和Sskamann发现了细胞质膜上的离子通道,并于1991年获诺贝尔奖。

1997年Wilmut等用高度分化的乳腺细胞与去除染色质的卵细胞融合,成功制成克隆绵阳“多莉”。

1998年Thomson和Gearhart获得了具有无限增殖和多分化潜能的人类胚胎干细胞(human embryonic stem cell,hESC)。

Horvitz、Brenner和Sulston 发现并描述了在器官发育和细胞凋亡过程中的关键基因和调节规律,共同获得了2002年诺贝尔奖。

Ciechanover、Hershko和Rose因对细胞内泛素调节的蛋白质降解机制的研究获得2004年诺贝尔奖。

1900年正式启动的人类基因组计划(Human Genome Project,HGP),2000年由美、英、日、法、德、中6国学者共同完成了基因组“工作框架图”的绘制。

2001年《自然》和《科学》杂志分别报道了人类基因组的完整序列图完成,至此,人类基因组计划的测序任务提前完成,现已进入功能基因组学和蛋白质组学的后基因组时代。

细胞生物学这个名词是在20世纪60年代出现的,特别是70年代以来,细胞生物学取得了突破性的进展,产生了许多新的生长点,并逐渐形成新的概念和新的领域。

很多科学家认为在21世纪,细胞生物学将继续迅猛发展,因为它是揭示生命奥秘不可缺少的主角。

四细胞生物学的主要发展趋势细胞的研究历史令人瞩目,但细胞生物学仍是一门发展中的新兴学科。

当前细胞生物学的主要发展趋势简述如下:①真核细胞基因表达及其调控的研究细胞核是遗传物质DNA储存的场所,也是遗传信息转录的场所。

染色体(质)是遗传信息的载体。

染色体(质)结构动态变化与基因表达及其调控的关系是目前细胞生物学的热门课题。

真核细胞的结构基因是不连续的,被内含子分隔成许多片段。

基因表达过程中,依次要经过转录前、转录、转录后、翻译和翻译后等步骤,这决定了基因表达的调控必然是多步骤、多层次的过程。

也就是说,基因表达的量、程序、时间、空间特性是受到严格调节控制的,归纳起来是以下四个根本性的问题。

●细胞的基因组在细胞内是如何在时间与空间上有序表达的?其表达程序怎样受到严格的调节与控制?这就是细胞作为结构与生命活动基本单位的奥妙所在。

细胞结构与生命活动时空上的有序性是十分复杂的,是非线性调控过程。

●基因与基因表达的产物(主要是大量活性因子与信号分子)如何控制细胞的重要活动,如细胞的增值、分化、衰老与死亡等。

●基因表达的产物(主要是结构蛋白)与其他生物分子(核酸、脂、多糖及其复合物)如何构建与装配成各种细胞结构,并行使其有序的细胞生命活动?这种自组装过程的调控程序与调控机制是什么?生命活动很多本质问题能在这里找到答案。

●非组蛋白对基因组的作用。

染色体是DNA与蛋白质形成的动态复合物,可分为细胞间期染色质与分裂期染色体。

两者在细胞周期中的交替与相互转换主要是由DNA与蛋白质动态结合关系所决定的。

染色体DNA结合蛋白可分为组蛋白与非组蛋白。

构成核小体的5种组蛋白的作用已基本清楚。

大量且种类繁多的非组蛋白与DNA的相互关系成为研究的主要问题,特别是非组蛋白对DNA的复制、基因组有序表达与染色体动态结构变化的作用成为核心课题之一。

②细胞增殖、分化、凋亡及其调控细胞增殖、分化与凋亡是细胞最重要的生命活动现象,它们是相互联系并受一系列基因调控、又相互制约的过程。

一切动植物生长发育要依靠细胞增殖与分化来实现。

细胞癌变是由于细胞增殖、分化和衰老死亡失控所致。

目前主要从两方面研究细胞增殖的调控:一是从环境中与有机体中寻找控制细胞增殖的因子,以及阐明它们的作用机制。

二是寻找控制细胞增殖的关键性基因,并通过调节基因产物来控制细胞增殖。

细胞分化是生物发育的基础,受精卵如何有条不紊地发育为无比复杂的有机体一直是人们企图解开的奥妙。

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