浅析细胞生物学发展趋势

浅析细胞生物学发展趋势

摘要：细胞生物学在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和动物学家施旺根据

自己研究和总结前人的工作，首次提出了细胞学，现在，细胞生物学已经成为科

学的研究领域，有很大的发展前景。

关键词：细胞生物学；发展史；研究内容和现状；研究趋势；重要领域

1.细胞生物学的内容和发展

20世纪后半叶生命科学各领域所取得的巨大进展，特别是分子生物学的突破性成就，使

生命科学在自然科学中的位置起了革命性的变化。很多科学家认为，在未来的自然科学中，

生命科学将要成为带头学科，甚至预言21世纪是生物学世纪，虽然目前对这些论断还有不

同看法，但勿庸置疑，在21世纪生命科学将继续蓬勃发展，生命科学对自然科学所起的巨

大推动作用，决不亚于19世纪与20世纪上半叶的物理学。假如过去生命科学曾得益于引入

物理学、化学和数学等学科的概念、方法与技术而得到长足的发展，那么，未来生命科学将

以特有的方式向自然科学的其他学科进行积极的反馈与回报。当21世纪来临的时候，一些

有远见的科学家、思想家与政治家将日益严重的诸多人类社会问题，如人口、地球环境、食物、资源与健康等重大问题的解决，莫不寄希望于生命科学与生物技术的进步。

2.生命科学将成为21世纪自然科学的带头学科

20世纪50年代DNA双螺旋结构模型的发现，随后遗传信息传递“中心法则”的确立与

DNA重组技术的建立使生命科学的面貌起了根本性的变化。分子生物学与遗传学的结合将用10一15年测定出人类基因组30亿个碱基对（遗传密码）的全序列，人体细胞约有10万个

基因。人类基因组的“工作草图”迄今20％的测序已达99.99%的准确率和完成率，今后将要继续发现与阐明大量新的重要基因，诸如控制记忆与行为的基因，控制细胞衰老与程序性死亡

的基因，新的癌基因与抑癌基因，以及与大量疾病有关的基因。将利用这些成果去为人类健

康服务。70年代后，分子生物学的发展，以基因工程为代表的生物工程的出现，生物技术通

过对DNA链的精确切割与有目的地重组，使有目的地改良生物的性状与品质成为可能。迄今生物工程所取得的成就已在生产上显示出诱人的前景，尽管还存在有不少争议的问题，但很

有可能成为21世纪的新兴产业。发育生物学将要快速地兴起，它将要回答无数科学家100

多年来孜孜以求而未解决的重大课题，一个受精卵通过细胞分裂与分化如何发育成为结构与

功能无比复杂的个体，阐明在个体发育中时空上有条不紊的程序控制机理，从而为人类彻底

控制动植物生长、发育创造条件。RNA分子既有遗传信息功能又有酶功能的发现，为数十年

踏步不前的难题“生命如何起源”的解决提供了新的契机。在21世纪，人们还要试图在实验室人工合成生命体。人们己有可能利用生物技术将保存在特殊环境中的古生物或冻干的尸体的DNA扩增，揭示其遗传密码，建立已绝灭生物的基因库，研究生物的进化与分类问题。神经

科学的崛起，预示着生命科学又一个高峰的来临。脑是含有1011细胞的无比复杂的高级结

构体系，21世纪初从分子到行为水平的各个层次对脑功能的研究都将有重大突破，在阐明学习。记忆。思维。行为与感情机理等方面也将有重大进展。脑机能在理论上的进展将会促进

新一代智能计算机的研制，这可能成为未来生命科学对自然科学与技术科学回报的最好例子。

生态学可能是最直接为人类生存环境服务并对国民经济持续与协调发展起重要作用的科学。生态学的理论与实践为中国三峡水库建设提供的决策依据就是一个例证。保护生物的多

样性是当前生命科学最紧迫的任务之一。据可靠的数据说明每天约有100多种生物在地球上

绝灭，很多生物在没有被人类认识以前就已消亡，这对人类无疑是一种灾难。生态学与生物

多样性保护与利用的研究成果将指导人类遵循自然规律积极保护自己生存环境，否则人类的

物质文明与精神文明都要受到灾难性影响。顺应生命科学迅速发展的形势，发达国家政府及

一些国际组织先后提出了《国际地圈及生物圈计划》、《人类基因组作图与测序计划》、

《人类前沿科学计划》、《脑的十年》及《生物多样性利用与保护研究》等投资巨大的生命

科学研究计划。其中仅《人类基因组作图与测序计划》，一项预算就高达30亿美元。由于

生命科学的发展，人才的需求量激增，近年除越来越多的物理学家，化学家与技术科学家被

吸引到生物学研究领域外，以美国为例，近年统计48万博士学位获得者中从事生命科学的

占51％。优秀青年科学家流向生命科学前沿，这是21世纪生命科学欣欣向荣的动力与源泉。

3.21世纪初生命科学的重大分支学科和发展趋势

80年代有远见的生物学家把分子生物学、细胞生物学服务、神经生物学与生态学列为当

前生物科学的四大基础学科，无疑是正确地反映了现代生命科学的总趋势。遗传学不仅当前

是生物科学的带头学科，在今后多年还将保持其在生命科学中的核心作用。有些科学家早就

预测到，由于分子生物学、细胞生物学服务与遗传学的结合，必然促进发育生物学的蓬勃发展，从而提出发育生物学将成为21世纪生命科学的“新主人”，这种预测已逐渐变为现实。分

子生物学在生命科学中的主流地位，以及它在推动整个生命科学发展中所起的巨大作用是无

可争辩的。细胞是生命活动基本的结构与功能单位，细胞生物学服务作为生物科学的基础学

科地位必须给予重视。很多生物科学家认为神经科学或脑科学的崛起将代表着生命科学发展

的下一个高峰，然后将促进认知科学与行为科学的兴起。生态学可能是最直接为人类生存环

境服务，井对国民经济持续与协调发展起重要作用的学科。

4.结语

细胞生物学对我们来说是很重要的，所以我们要认识细胞生物学的重要性，明确细胞生

物学的研究内容，从显微、超微和分子来认识细胞的结构与功能，将学过的知识联系起来，

综合学习。同时我们还要紧跟科学前沿，了解科学的发展前程。

参考文献

[1]翟中和.细胞生物学基础[J].北京大学出版社,1987.

[2]郑国錩、翟中和.细胞生物学进展[J].高教出版社出版三卷