细胞生物学发展简史是怎样的？

自从人类首次发现细胞以来，已经有300多年了。随着科技和实验手段的进步，人们对细胞的认识由浅入深，由表及里，才有了今天细胞生物学的兴起和发展。按其发展过程可分为四个时期，即细胞理论的建立、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)细胞理论的建立

1665年，英国物理学家r .虎克用自制的显微镜观察了软木(橡树皮)等植物组织，并发表了《显微图学》一书，书中描述了软木是由许多小细胞组成的，这些小细胞被称为“细胞”。事实上，胡克在软木组织中看到的只是死亡植物细胞的细胞壁。这是人类第一次看到细胞的轮廓，人们对生物形态学的认识第一次进入细胞的微观世界。在1675 (A.V.Leeuwenhoekia)中，用自制的高倍放大镜先后观察了池塘水中原虫和动物的精子，在青蛙的血液中发现了红细胞。1683，他又在牙垢里看到了细菌。1831年，R. Brown在兰科植物叶片的表皮细胞中发现了细胞核。1835年，杜雅尔丹首先发现低等动物的细胞中含有透明的胶状物质，称为“结节病”。1836年，瓦伦丁在结缔组织的细胞核中发现了核仁。至此，细胞的基本结构已经被发现。

在19世纪以前，许多学者把研究重点放在细胞的微观结构上，主要从事形态学的描述，而没有对细胞在各种生物中出现的意义进行理论上的阐述和总结。1838-1839年，德国植物学家M.J .施莱登和动物学家王石在自己研究和总结前人工作的基础上，首次提出了细胞学说。他们认为“所有生物，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。“这证明了生物界的统一性和* * *的同一起源。恩格斯曾高度评价细胞理论的建立，认为是19世纪自然科学的三大发现之一(细胞理论、达尔文进化论、能量转化和守恒定律)。他指出，第一，三大发现使我们对自然过程的相互关系的认识大大推进:第一次发现了细胞，发现细胞是这样一个单位，整个植物和动物体都是从它的繁殖和分化发展而来的。这一发现的结果是，我们不仅知道了所有高等生物都是按照同样的规律发展和生长的，而且指出了有机体可以通过细胞变异的能力来改变自己的物种，从而实现比个体发展更高的发展道路。可见，只有在细胞理论建立之后，才能明确提出细胞是生物有机体结构和生命活动的单位，也是有机体个体发育和系统发育的基础。显然，细胞理论的建立是细胞学发展史上的一个重要里程碑，细胞学迅速发展成为一门新的独立学科，成为细胞生物学发展的起点。

细胞理论一经创立，就迅速渗透到各个领域。1885年，德国病理学家R.Virchow将细胞理论应用于病理学，证明了病理过程是在细胞和组织中进行的，提出了“疾病是由外力引起的”这一著名论断，发展了细胞病理学，支持和丰富了细胞理论。

(2)细胞学的经典时期

19世纪中期至20世纪初，细胞学蓬勃发展，研究方法主要是显微镜I的形态学描述，被称为细胞学的经典时期。

这期间，首先是实验技术的革新。本研究的主要特点是利用固定和染色技术，在光学显微镜下观察细胞的形态结构和分裂活性。Corti(1851年)和Hartig(1854)用洋红色，B3hm (1865)用苏木精对细胞进行染色。Oschatz设计了第一台切片机，Ernest Abbe' (1887)设计了一台复合显微镜，有消色差物镜，台下有聚光镜，有照明。这些技术和仪器在观察细胞形态和微观结构方面发挥了重要作用。

在1841的Remak中，雷马克观察到了鸡胚血细胞的直接分裂。后来，弗莱明在动物细胞中发现了间接分裂，在植物细胞中发现了斯特拉斯伯格。在1882中，Fleming称之为直接分裂无丝分裂和间接分裂有丝分裂。1883，范·贝内登和1886，斯特拉斯堡分别发现了动物和植物细胞的减数分裂。此外，赫特维格还发现了卵子的受精和精子与卵子的融合。1888年，沃尔代尔将有丝分裂细胞核中的染色体命名为染色体。

19末期，人们更加重视细胞质的形态学观察，几个重要的细胞器相继被观察到。范·贝内登和博韦里在1883年发现了中心体，在1897年发现了班达线粒体，在1898年发现了高尔基体。由于许多发现，我们对细胞结构的复杂性有了更深的理解。

(3)实验细胞学的发展

实验细胞学的发展时期是从20世纪早期到中期。在这一时期，细胞学的研究从形态结构的观察转向生理功能、生物化学和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，采用实验手段，使细胞学与相关学科相互渗透，从而逐渐形成一些分支。特别是在这一阶段的后期，由于体外培养技术的应用，实验细胞学得到了迅速发展。

65438年至0887年，O.Hertwig和R. H .用实验方法研究海胆卵的受精和蛔虫卵发育过程中的核质关系，将细胞学与实验胚胎学紧密结合，发展了实验细胞学。此后，人们广泛运用实验手段和分析方法研究细胞学中的一些基本问题，为细胞学研究开辟了新的途径。从1900年孟德尔遗传规律的重新发现，到1902年博韦里(T .博韦里)和萨顿(W.S .萨顿)提出的“染色体遗传学说”，再到1926年摩尔根的“基因学说”。1943期间，Cloude用高速离心机分离细胞核和各种细胞器(如线粒体、叶绿体、微粒体等。)从活细胞中分离出来，并分别研究了它们的生理活动，这对了解各种细胞器的生理功能和酶的分布起到了很大的作用。在细胞化学中，1924年，富尔根发起了细胞核染色反应，即富尔根染色法，确定了细胞核中的DNA。然后，在1940中，Brachet用Unna染料对细胞进行染色，并测定细胞中的RNA。同时，卡斯珀森用紫外分光光度法测定了细胞中DNA的含量。实验还表明，蛋白质的合成可能与RNA有关。

自20世纪40年代以来，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，鲁斯卡设计制造了第一台电子显微镜，性能远超光学显微镜。电子显微镜的分辨率已经从最初的500纳米提高到现在的几十纳米。放大倍数可以达到几十万倍。1949年，Soverdlow发明了异丁酸定理，1952年，帕拉迪使用锇酸固定法，1953年，他设计了超薄切片的切片机。因此，许多学者用电镜技术观察了细胞内各种细胞器的超微结构，如内质网、高尔基体、线粒体、溶酶体等。因此，对细胞质结构和功能的认识？认识更进一步，使得细胞学研究全面发展。

(四)细胞生物学的兴起

自20世纪50年代以来，对细胞结构和功能的研究逐渐在分子水平上展开。该领域的研究成果和分子生物学取得的巨大成就，极大地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、微生物学和遗传学的相互渗透和结合，分子生物学开始萌芽。1941年，比德尔和塔图姆提出了“一个基因一种酶”的理论。1944年，艾弗里等人在生物转化实验中证明了DNA是遗传物质。1948年，Boivin等人从确定生殖细胞和各种体细胞的DNA含量出发，提出了DNA含量不变理论。在1953中，Watson和Crick通过X射线衍射获得了DNA双螺旋的分子结构模型。这一划时代的成就奠定了分子生物学的基础。1956年，科恩伯格从大肠杆菌的提取液中获得了DNA聚合酶，并以该菌株的单链DNA片段为引物，首次在体外成功合成了DNA片段的互补链。1958中，Meselson等人用放射性同位素和梯度离心法分析了DNA复制的过程，证明了DNA复制是“半保守复制”。同年，克里克创立了遗传信息传递的“中心法则”。1961年，尼伦伯格和马特海通过对核糖核酸的研究，确定了每个氨基酸的“密码”。同年，Jacob和Monod提出了操纵子理论。由于分子生物学的这些新成果、新概念和新技术已经渗透到细胞学的各个领域，从分子水平、亚细胞水平和全细胞水平研究细胞的生长、发育、遗传、变异、代谢、免疫、起源和进化等各种生命活动是生物学的一个新分支，即细胞学已经发展到细胞生物学阶段。从1965开始，E.D.P.Derobetis将原来的“普通细胞学”更名为“细胞生物学”，从1976开始，以美国波士顿召开的第一届细胞生物学国际会议为标志。到目前为止，细胞生物学的研究工作在分子水平上进展迅速，细胞生物学已经发展到细胞和分子生物学。