細胞生物學簡史(1 / 3)

細胞生物學簡史

從研究內容來看細胞生物學的發展可分為三個層次,即:顯微水平、超微水平和分子水平。從時間縱軸來看細胞生物學的曆史大致可以劃分為四個主要的階段:

第一階段:從16世紀末—19世紀30年代,是細胞發現和細胞知識的積累階段。

第二階段:從19世紀30—20世紀中期,細胞學說形成後,主要進行細胞顯微形態的研究。

第三階段:從20世紀30年代—70年代,以細胞超微結構、核型、帶型研究為主要內容。

第四階段:從20世紀80年代分子克隆技術的成熟到當前,細胞生物學與分子生物學的結合愈來愈緊密,基因調控、信號轉導、細胞分化和凋亡、腫瘤生物學等領域成為當前的主流研究內容。

一、顯微鏡的發明與細胞的發現

沒有顯微鏡就不可能有細胞學誕生。

1. 1590 荷蘭眼鏡製造商J.Janssen和Z.Janssen父子製作了第一台複式顯微鏡,盡管其放大倍數不超過10倍,但具有劃時代的意義。

2. 1665 英國人Robert Hook用自己設計與製造的顯微鏡(放大倍數為40-140倍,圖1-1)觀察了軟木(櫟樹皮)的薄片,第一次描述了植物細胞的構造,並首次用拉丁文cella(小室)這個詞來稱呼他所看到的類似蜂巢的極小的封閉狀小室(實際上隻是觀察到到纖維質的細胞壁)。

3. 1672,1682英國人Nehemaih Grew出版了兩卷植物顯微圖譜,注意到了植物細胞中細胞壁與細胞質的區別。

4. 1680? 荷蘭人A. van Leeuwenhoek成為皇家學會會員,一生中製作了200多台顯微鏡和500多個鏡頭(圖1-2)。他是第一個看到活細胞的人,觀察過原生動物、人類精子、鮭魚的紅細胞、牙垢中的細菌等等。

5. 1752 英國望遠鏡商人J. Dollond 發明消色差顯微鏡。

圖1-1 Robert Hook和他的顯微鏡

圖1-2 A. van Leeuwenhoek的顯微鏡

6.?? 1812 蘇格蘭人D. Brewster 發明油浸物鏡,並改進了體視顯微鏡。

7.?? 1886 德國人Ernst Abbe 發明複消差顯微鏡,並改進了油浸物鏡,至此普通光學顯微鏡技術基本成熟。

8.?? 1932 德國人M. Knoll和E. A. F. Ruska描述了一台最初的電子顯微鏡,1940年美國和德國製造出分辨力為0.2nm的商品電鏡。

9.?? 1932 荷蘭籍德國人F. Zernike成功設計了相差顯微鏡(phasecontrast microscope) ,並因此獲1953年諾貝爾物理獎。

10.?? 1981瑞士人G. Binnig和H. RoherI在BM蘇黎世實驗中心(Zurich Research Center)發明了掃描隧道顯微鏡而與電鏡發明者Ruska同獲1986年度的諾貝爾物理學獎。

二、細胞學說

在十九世紀以前許多學者的工作都著眼於細胞的顯微結構方麵,從事形態上的描述,而對各種有機體中出現細胞的意義一直沒有作出理論的概括,直到19世紀30年代德國人施萊登Matthias Jacob Schleiden 、施旺Theodar Schwann提出:一切植物、動物都是由細胞組成的,細胞是一切動植物的基本單位。這一學說即“細胞學說(Cell Theory)”,在19世紀已有不少科學家的工作對細胞學說的創立做出了很大的貢獻,如:

1. Jean-Baptiste de Lamark (1744~1829),獲得性遺傳理論的創始人,法國退伍陸軍中尉,50歲成為巴黎動物學教授,1909年他認為隻有具有細胞的機體,才有生命。“It has been recognized for a long time that the membranes which form the envelopes of the brain,of the nerves,of vessels,of all kinds of glands,of viscera,of muscles and their fibers,and even the skin of the body are in general the productions of cellular tissue。 But no one,so far as I know, has yet perceived that cellular tissue is the general matrix of all organization and that without this tissue no living body would be able to exist,nor could it have been formed。”

2. Charles Brisseau Milbel(1776~1854),法國植物學家,1802年認為植物的每一部分都有細胞存在,“the plant is wholly formed of a continuous cellular membranous tissue。Plants are made up of cells,all parts of which are in continuity and form one and the same membranous tissue。”。

3. Henri Dutrochet (1776~1847),法國生理學家,1824年進一步描述了細胞的原理,他認為 “All organic tissues are actually globular cells of exceeding smallness,which appear to be united only by simple adhesive forces; thus all tissues, all animal (and plant) organs, are actually only a cellular tissue variously modified。This uniformity of finer structure proves that organs actually differ among themselves merely in the nature of the substances contained in the vesicular cells of which they are composed” 。