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拿田 . 胞学说 、 简丹
文/admin      2016/09/20
细胞学
 
 
细胞学说的建立
    细胞学是一门发展较晚的生命科学。它的雏形出现于十九世纪末。早期的细胞学研究,主要以光学显微镜观察细胞的构造。1665年,虎克利用自己制造的简单显微镜观察软木栓薄片,看到了许多蜂窝状的小格子,就叫小格子为「细胞」,即小室的意思。接着,生物学家陆续观察到原虫、真菌、植物及动物等,都是由单一细胞或许多细胞聚集组成。1838年,植物学家许来登及动物学家许旺首创细胞学说,说明细胞是构成生物体的基本构造和功能单位。又同一时期有些学者也着重于细胞内含的观察。例如1831年布朗发现了细胞核是细胞主要而且常存的构造,冯摩尔等人首创「原生质」一词,强调动物及植物细胞的原生质在生化特性上是相同的。此阶段的细胞概念是:一团原生质内含一个细胞核而外围有一细胞膜;核外原生质叫「细胞质」而核内原生质叫「核质」。
    细胞学说一旦建立,细胞学知识随即加速累积。例如马利看到细菌的无丝分裂,佛来明和史特劳斯分别在动物及植物的细胞观察到有丝分裂,有丝分裂含核分裂与细胞质分裂,分裂中染色体平均分到两个子细胞内。又德人赫斯维希(1885年)发现了:卵细胞的受精及精核与卵核的融合。他继续纪录着细胞构造及特征,于1892年出版第一本细胞学的专集,书中作者尝试以细胞内所进行活动,解决生物学上一些问题。此时细胞学说从而确立:一、细胞是所有生物体的形态与生理的基本单位;二、子细胞源自母细胞;三、细胞是生命的最小单位;四、生物个体的性质是由所有细胞的性能及相互作用的总和所决定。
 
细胞学的发展
    二十世纪初期,细胞学虽以形态描述为研究主流,化学分析尚在摇篮阶段。但是经许多科学家不断开发方法及技术,细胞的定性技术发展趋向有几个方向:一、发展新式显微镜,例如位相差、偏光及干扰显微镜等以观察活细胞;二、细胞化学法的改良,以增进化合物鉴定能力;三、发明高解像力的仪器,如电子显微镜及X光绕射仪;四、增进胞器及细胞成分的分离技术,以利离体的生理、生化研究;五、组织及细胞培养技术的建立;六、同位素追踪法有效地探讨细胞代谢的动态。
    仪器及技术的发展固是细胞学进步原因之一,但相关学科的发展与互动的作用更不可忽视。细胞学与遗传学的整合,印证在减数分裂时染色体减半、性别决定,以及基因在染色体上的连锁、互换及突变等,都能一一解释,同时肇造了细胞遗传学的研究极致。生理学与细胞学结合以细胞胶体说为起点,科学家的研究转向活细胞的观察,如原生质回流、鞭毛和肌肉收缩的细胞运动以及分泌等细胞功能,都一一被探讨,核移植实验更促进我们认识细胞核与细胞质的相互作用。
细胞化学是细胞学与生物化学整合的一门科学。可塞尔(1891年)在动物细胞分离出核酸,接着蛋白质由胺基酸构成,在本世纪初由费雪鉴定完成。细胞内能量的新陈代谢,是藉酵素的催化作用来进行的;吸呼酵素则存在于细胞质的颗粒中,那个颗粒就是细胞的燃料室,可以人工分离的「粒线体」。又藉生物化学知识及技术并配合同位素追踪法,更能了解细胞代谢的动态及酵素定位。
    1950年代后,分子生物学的发展,促使科学家对细胞中的巨分子结构及作用,有更进一步的了解,单株抗体技术及遗传工程技术广泛地应用于细胞学的研究。于是细胞中的微量组成每每有新的发现,随着更促进神经生物学及癌细胞生物学的发展神速。目前应用到农学上的育种及医学上的疾病防治方面的工作,虽然为数不多,但将来广泛应用于各相关领域是可预期的。
 
细胞形态
    一些动物及植物细胞的直径可达几公分以上,如鸟类的卵和车轮藻的巨大细胞可以肉眼观察外,一般细胞都很小。细胞直径都是介于1~300微米之间,须用显微镜才能看到。
    单细胞生物仅由一个细胞构成。此单一细胞可能有高度特化的形态和完整的生命机能,细胞直径一般较小;如细菌和蓝绿藻都在2微米以下。但也有很大,甚至比某些多细胞个体还大如变形虫、草履虫及长吻虫等,可达几百微米的大小。多细胞生物是由许多细胞所构成。以人体为例共有二百多种细胞,体内细胞各具特定的机能,分工合作以维持生命。多细胞生物体内的组成细胞虽有差异,但每种特化细胞的体积却相当一致。依体积不变定律来讲,牛、马、羊及老鼠的血球细胞都具类似的大小,而器官的大小是由它所含细胞的数目而非含细胞大小所决定。也就是说,器官小所含的细胞少,而器官大所含的细胞也愈多。
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