生物人教版高中必修1 分子与细胞论细胞生物学的发展

论细胞生物学的发展

南康中学高二（33）班张风琏

我们接触生物学科是在高二，记得第一节生物课，老师为了能提高学生学习生物的兴趣，第一节课她经过精心地准备给我们上了一堂非常生动有趣的生物课。记得老师当时从我们非常熟悉的植物种子萌发的过程，然后讲到我们每个人是怎么神奇的诞生，最后讲到现代生物工程技术的发展。当时我听得如痴如醉。现在我们学习了选修三，对现代生物工程技术的发展有比较清楚地了解。现在我想谈谈细胞生物学的发展过程。

悠悠300余年，关于细胞的研究硕果累累；近50年来更进入了分子水平，老树又绽新花。许多研究成果已经或将要走进我们的生活：植物细胞在培养瓶中悄然长成幼苗；李子树上同时结出了李子，桃子，杏子，苹果等多种果实，真的称的上琳琅满目；动物体细胞核移植诞生了克隆羊和牛等动物；不同生物细胞间DNA的转移创造出新的生物类型及其产品，如西红柿既耐储藏又富含维生素，未来将鸟的翅膀基因植入人的体内，人变为飞天或许不在是梦想；病危的生命期盼着干细胞移植的救助……

现在，生物学在人类的生产生活中的使用愈加广泛。美国细胞生物学家威尔逊曾经说过：“每一个生物科学问题的答案都必须在细胞中。”这句话明显说明了细胞生物学对整个生物科学的研究有着怎样的重要性。细胞生物学的发展，越来越受到人们的重视。谈起细胞生物学，不得不提的是建立于19世纪的《细胞学说》。《细胞学说》的建立可谓是自然科学史上的一座丰碑。《细胞学说》的两位建立者——德国科学家施莱登和施旺。经过长时间不断的探索和研究，分别从结构、功能和分裂三个方面对细胞进行了探究，并从中提炼出了三个要点：即1. 细胞是有机体，一切动植物都是由单细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成 2. 所有细胞在结构和组成上基本相似 3. 新细胞是由已存在的细胞分裂而来。虽然这个细胞学说的提出不是很完善，但是这构成了《细胞学说》的主体，《细胞学说》的建立，不仅为达尔文的《进化论》奠定了基础，更为后人对细胞生物学的研究，做出了巨大贡献。所以这两位科学家的成绩是功不可没的，马克思和恩格斯也给了他们高度的评价，恩格斯将它列为19世纪自然科学三大发现之一。

在细胞学说创立的100年间，人们对细胞的研究基本停留在简单观察和形态描述的水平，细胞在生物学家的眼中多多少少还像一团胶状物，里面杂乱地散布着一些含混不清的东西。此时出现了一名科学家——美国的细胞生物学科学家克劳德，他决心把细胞内部的组分分离开，探索细胞内组分的结构和功能。当时分离细胞器所遇到的困难是今天的人们难以想象的。许多人对他冷嘲热讽，认为把好好的细胞弄碎是毫无意义的。但是克劳德坚信，要深入了解细胞的秘密，就必须将细胞内的组分分离出来。经过艰苦的努力，他终于摸索出采用不同的转速对破碎的细胞进行离心的方法，将细胞内的不同组分分开。这就是一直沿用至今的“差速离心法”。通过用这种方法克劳德将细胞分成了很多部分，并从细胞中将各种细胞器分离开了，这为人们更好的了解细胞做出了杰出的贡献。

如果说《细胞学说》是通往细胞生物学的一扇门，那么我认为克劳德的“转速离心法”便是这扇门的钥匙。这种方法的发现，使人类对细胞内部的进一步探究，有着非常重要的意义。

随着对细胞内更深入的探究，人类发现了细胞中一个新的世界。细胞中每个组分如此精巧，一个个小小的细胞器，在细胞中都起到了非常关键的作用。霍中和院士在《细胞生物学》中写到：“我确信哪怕最简单的一个细胞，也比迄今为止设计出的任何智能电脑更精巧。”人类也曾经试图组装出一个细胞。1990年，科学家发现人体生殖道支原体可能是最小、最简单的细胞。1995年，美国科学见文特尔领导的研究小组，对这种支原体的基因组进行了测序，发现它仅有480个基因。如果在480个基因中辨认出对细胞生活必不可少的“基本基因”，那么就有希望人工合成这些基因——一段不很长的DNA分子。

文特尔的方法是破坏一个又一个的基因，看那些基因是绝对不可或缺的，终于筛选出了300个对生命活动必不可少的基因，但其中100个基因的重要性尚不清楚。文特尔以及其他一些科学家认为，如果能人工合成这300个基因的DNA分子，再用一个细胞膜把它和环境分隔开，在培养基中培养，让他能够生存、生长和繁殖，组装细胞就成功了。科学家现在已经能够合成长度为5000个碱基因对的DNA片段，文特尔估计生殖道支原体的DNA的碱基对比这要多100倍，因此，DNA的人工合成还需要方法上的创新。怎样给DNA分子包上细胞膜也是一个难题。他们的设想是，把生殖道支原体细胞的DNA破坏掉，再把人工合成的基因组“注入”支原体细胞。

有关实验还在进行中，不过可以确信的是，人类对细胞生物学的研究愈加深入，对人类今后的发展就愈加有利。通过不断的科学探究和深入研究，我相信在不久的将来，细胞生物学将成为一个重要的科学领域，会吸引更多的人去探索、研究。它也会绽放出他耀眼的光辉，来迎接着这崭新的时代！

指导老师：刘娟红