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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 年列文虎克(A.V.Leeuwenhoekia) 用自制的用自制的显微镜第一次观察发现了活细胞,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。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。

1835年杜雅丁(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”。1839年,捷克生理学家普金耶(J.E.Purkinje)把填满动物细胞的胶状液体定名为原生质(生命的原始物质)。1846法国植物学家冯·默尔用原生质概括细胞中的所有内含物(包括细胞质和细胞核)。十九世纪末,英国博物学家托马斯·亨利·赫胥黎(ThomaHenryHuxley,1825—1895)给原生质下了一个定义:原生质是生命的物质基础。1861年德国解剖学家舒尔策(Max Schultze)认为有机体的组织单位是一小团原生质,这种物质在一般有机体中是相似的,并把细胞明确地定义为:“细胞是赋有生命特征的一团原生质,其中有一个核”。1880年Hanstain将细胞概念演变成由细胞膜包围着的原生质,分化为细胞核和细胞质。

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”。20年后另一位德国科学家魏尔肖(Rudolf Virchow)作出了另一个重要的论断:所有的细胞都必定来自已存在的活细胞。至此,以上三位科学家的研究结果加上许多其他科学家的发现,共同形成了比较完备的细胞学说。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,德国病理学家魏尔肖(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,1875年,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0.2 nm,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识又深入了一步,使细胞学的研究得到全面的发展。

1981年瑞士科学家盖尔德·宾尼(Gerd Bining)和海因里希·罗雷尔(Heinrich Rohrer)在苏黎世(Zurich)的IBM实验室发明了扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscope),与电镜发明者Ruska同获1986年度的物理学诺贝尔奖。STM使人类第一次能够实时地观察单个原子在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物化性质,在表面科学、材料科学、生命科学等领域的研究中有着重大的意义和广泛的应用前景,被国际科学界公认为20世纪80年代世界十大科技成就之一。

1928年E.H.Synge提出了一种可以克服(远场)衍射极限的方法:用一个直径比波长小很多的小孔光阑作光源并使其离试样的距离也小于一个波长,则成像的分辨率将受小孔尺寸的限制。由于技术上的困难,直到1982年发明了扫描隧道显微镜( STM),这种近场光学显微镜才可能实现。1989年R.C.Reddick等制成光子扫描隧道显微镜PSTM ,其机理与STM 相似,分辨率优于光波半波长值。而且可以利用光学显微镜成熟的多种成像机制和方法研究观察大气条件下的透明体等一般电子显微镜和扫描隧道显微镜难以解决的课题,引起世人瞩目。

光子扫描隧道显微镜是一种特殊的光学显微镜,它利用全内反射的隐失场,打破了传统光学显微镜衍射极限的限制,实现了纳米水平的分辨率。它不仅可以观测样品的表面形貌,而且可以测量样品的微区折射率分布情况。事实上,电子扫描隧道显微镜(ESTM) 与光子扫描隧道显微镜(PSTM)不论在机理上,

还是在结构上都有着极为相似的一面。相比之下,光子扫描隧道显微镜可以说是显微仪器家族的新成员,其理论基础来源于近场光学。

左图是PSTM的作用机理图示,右图是光子扫描隧道显微镜的基本构造图示。

相对于扫描电镜,光子扫描隧道显微镜由于不需要真空条件,使用成本和维修费用都很低,其应用范围也较为广泛,尤其在生物工程等领域,更具优势。因为电子显微镜的真空工作环境对活细脆具有直接的破坏作用,而PSTM则可以看到活细胞的三维立体图像。

(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)。

细胞生物学简史

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。

细胞生物学简史

细胞生物学简史 阶段 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世纪后期到19世纪30年代,是细胞发现和细胞知识的积累阶段。通过对大量动植物的观察,人们逐渐意识到不同的生物都是由形形色色的细胞构成的。 第二阶段:从19世纪30年代到20世纪初期,细胞学说形成后,开辟了一个新的研究领域,在显微水平研究细胞的结构与功能是这一时期的主要特点。形态学、胚胎学和染色体知识的积累,使人们认识了细胞在生命活动中的重要作用。1893年Hertwig的专著《细胞与组织》(Die Zelle und die Gewebe)出版,标志着细胞学的诞生。其后1896年哥伦比亚大学Wilson编著的The Cell in Development and Heredity、1920年墨尔本大学Agar编著的Cytology 都是这一领域最早的教科书。 第三阶段:从20世纪30年代到70年代,电子显微镜技术出现后,把细胞学带入了第三大发展时期,这短短40年间不仅发现了细胞的各类超微结构,而且也认识了细胞膜、线粒体、叶绿体等不同结构的功能,使细胞学发展为细胞生物学。De Robertis等人1924出版的普通细胞学(General Cytology)在1965年第四版的时候定名为细胞生物学(Cell Biology),这是最早的细胞生物学教材之一。 第四阶段:从20世纪70年代基因重组技术的出现到当前,细胞生物学与分子生物学的结合愈来愈紧密,研究细胞的分子结构及其在生命活动中的作用成为主要任务,基因调控、信号转导、肿瘤生物学、细胞分化和凋亡是当代的研究热点。 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 Hooke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cells (小室)这个词来称呼他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Nehemiah 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 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。

细胞生物学的发展简史及著名学者

细胞生物学的发展简史及著名学者 1604 [荷]Jansen 创造了世上第一台显微镜 1665 [英]Robert 观察到死细胞轮廓,并取cell,出版《显微图谱》 1674 [荷]Anton V an Leeuwemhoek 观察到活的细胞,原生动物、人类和哺乳动物的精子 ------ R.Bown 发现了细胞核,认识到活细胞结构作用 1838 [德]M.Schleiden 细胞是一切植物结构的基本单位,标志着细胞学说形成 1839 [德]T.Schwann 动物及植物结构的基本单位都是细胞 1840 Pukinje 及1846 V on Mohl将动物、植物细胞内含物称为“原生质” 1841 Remak 发现鸡胚血细胞的直接分裂 Flemming 及Strasburger分别在动植物细胞中发现有丝分裂 1858 [德]R.Virchow 细胞只能来自细胞,否定生命的自然发生学说 1859 达尔文进化论 1861 Max Schultze 提出原生质理论 1866 孟德尔遗传学 1876 O.Hertwig 发现动物的受精现象 1880 [德]A.Weissmann 所有现在的细胞都可以追溯到远古时代的一个共同祖先,细胞是延续和历史的,是进化而来的 1880 Hantein 提出“原生质体”概念 1883 V an Benedem 及1886 Steasburer分别在动物、植物细胞中发现减数分裂 1883 V an Benedem 中心体 1890 [德]E.Fischer 提出酶-底物的“钥匙-锁模型” 1894 A lrmann 线粒 Golgi 高尔基体

1905 Wilson 发现性别与染色体的关系 Weiss man 推测遗传单位有序地排列在线粒体上 —[德]Borveri 及[美]Sutton 提出遗传的染色体学说 1909 Harrison 及Carrel 创立组织培养技术 1910 Morgan 连锁互换定律,证明基因是决定遗传性状的基本单位,建立基因学说 1913 L.Michaelis 及M.Menton 酶-底物复合物学说(中级产物学说);米氏方程式[英]D.keilin [美]B.chance 实验支持中间产物学说 1924 Feulgen 用Feulgen反应法作为DNA定性法 1925 E.Gorter及F.Grendel 提出“蛋白质-脂质-蛋白质”的三明治式结构模型 1936、1940 Casperson 用紫外光显微分光光度法测定DNA含量,认为蛋白的合成可能与DNA有关1940 Brachet 用甲基绿-派洛宁染色法测定DNA、RNA —H.Ris把细胞划分为原核细胞和真核细胞 1943 Claude 用高速离心机分离细胞器 1950 Chargaff 碱基互补配对原则 1953 [美]Janes Watson 及[英]Francis Grick DNA的双螺旋结构 1958 D.E.Koshland.Jr 提出酶-底物的”诱导-契合模型” 1959 J.P.Robertson 提出单位膜模型 1963 K.Hougsteen 发现DNA三股螺旋 ----- [瑞]Carl von Linne 创立了动物分类系统,物种不变论 ----- [法]https://www.sodocs.net/doc/8319181663.html,marck 提出物种进化,“用进废退”和“获得性遗传” ----- [法]G.Cuvier 确立器官相关定律 1972 S.J.Singer 及G.Nicolson 提出了生物膜的流动镶嵌模型

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 年列文虎克(A.V.Leeuwenhoekia) 用自制的用自制的显微镜第一次观察发现了活细胞,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。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。 1835年杜雅丁(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”。1839年,捷克生理学家普金耶(J.E.Purkinje)把填满动物细胞的胶状液体定名为原生质(生命的原始物质)。1846法国植物学家冯·默尔用原生质概括细胞中的所有内含物(包括细胞质和细胞核)。十九世纪末,英国博物学家托马斯·亨利·赫胥黎(ThomaHenryHuxley,1825—1895)给原生质下了一个定义:原生质是生命的物质基础。1861年德国解剖学家舒尔策(Max Schultze)认为有机体的组织单位是一小团原生质,这种物质在一般有机体中是相似的,并把细胞明确地定义为:“细胞是赋有生命特征的一团原生质,其中有一个核”。1880年Hanstain将细胞概念演变成由细胞膜包围着的原生质,分化为细胞核和细胞质。 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

细胞生物学发展简史

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”。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

细胞生物学发展简史

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。许多重要的细胞结构及其细胞活动现象被相

细胞生物学发展简史

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。这些新技术的出现,使得细胞生物学的研究变得更加全面和深入。 细胞生物学的发展促进了许多其他学科的进步,如免疫学、癌症研究和药物开发。它对于人们理解生命的机制和相关疾病的发生发展具有重要意义。随着技术的不断进步,我们对细胞的认识将会进一步深化,为人类提供更多关于生命奥秘的答案。

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。 四、细胞学的现代发展 随着现代科学技术的不断发展,细胞学研究进入了一个新的时代。现代细胞生物学利用分子生物学、遗传学、生物化学等多学科的交叉研究手段,深入探索了细胞的结构和功能。分子生物学的发展使得科学家们能够研究细胞内的分子机制,如基因表达调控、细胞信号传导等。细胞生物学的研究还延伸到细胞的分化、发育、凋亡、肿瘤等领域,为人类生命的起源和发展提供了重要的理论基础。 细胞生物学的发展历史是科学发展的一个缩影,它不仅丰富了我们对生命的认识,也为医学、生物工程等领域的发展提供了重要支撑。随着科技的进步,相信细胞生物学将在未来发展中展现更加广阔的前景。

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。 例如,乔治·希尔、安东·范·李文霍克等科学家发现了细胞有丝分裂和 无丝分裂等不同的分裂方式,并研究了细胞发育的调控机制。 7. 细胞生物学的现代研究 随着生物技术和基因工程的发展,现代细胞生物学迎来了一次革命。利用基因编辑技术(如CRISPR-Cas9系统)和单细胞测序等先进技术,科学家们能够更深入地研究细胞的基因表达和功能调控网络。这些技 术的应用使得细胞生物学研究呈现出越来越精细的局面。 综上所述,细胞生物学经历了从前细胞观念到细胞理论的转变,从 细胞器的发现到细胞分裂和细胞信号传导的研究,不断揭示了细胞的

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

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

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;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。

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