细胞生物学
(cell biology)是现代的细胞学。1945 年电子显微镜问世,把经典的细胞学带入第三个发展时期,即亚显微水平和分子水平时期。电子显微镜的分辨范围是 0.1~100 纳米,能够看到精细的超微结构乃至大分子结构。50 年代以来,学者们利用电子显微镜确定了一些新的细胞器,并深入观察了各种超微结构,如内质网(1945)、叶绿体(1947)、高尔基体(1950)、核膜(1950)、溶酶体(1952 年)、线粒体(50 年代初)、核糖体(1953 年) 和生物膜(1958 年)。60~70 年代由于使用了高压电镜,揭示出细胞溶质不是均匀的胶体,而是充满了复杂的纤维网络,称作“细胞骨架”
(cytoskeleton)。现代的细胞模式图已大为改观。
随着物理、化学等学科的飞速进步,50 年代起,大量新技术渗入到生物学领域,例如超速离心、电泳、大分子结构分析的 X-衍射、各种光谱学技术、分析及定量细胞学技术、图像分析技术等,同位素示踪也得到广泛应用。这不仅使人们更充分地从分子结构层次上认识细胞,同时也欣喜地看到精巧的结构是如何配合着复杂多变的功能活动,从而更深刻地理解了结构与功能的紧密联系。
1953 年,美国遗传学家沃森(J.D.Watson)和英国生物物理学家克里克
(F.H.C.Cricks)发现举世闻名5 腄 NA 双螺旋结构,随之弄清了许多细胞遗传学上的重要原理,如氨基酸的遗传密码三联体、DNA 半保留复制、遗传信息传递的 DNA RNA→蛋白质中心法则,分子生物学迅速崛起。研究生物大分子,尤其是核酸和蛋白质的生物学作用成了现代细胞生物学新水准的突出标志。至此,细胞学已经发展到新阶段——细胞生物学。与细胞学相比较, 细胞生物学的特点是,具有深刻性:从整体结构、超微结构和分子结构三个不同层次来剖析细胞,并把细胞的生命活动现象与结构紧密联系起来,研究它们的相互关系、发展变化与环境的协调作用;具有综合性:它的研究方法汇集了当今自然科学许多学科的成就,而它的研究内容又同遗传学、生理学、生物化学、生物物理学融合一起。
从生命结构层次看,细胞生物学位于分子生物学与个体生物学之间,是一门承上启下的学科。许多重大的生物学问题需要通过研究细胞来解决。例如人类面临的肿瘤威胁要最终解决,必须研究细胞生长的调节、控制机理, 揭示细胞癌变的本质。这是医学,也是细胞生物学的重要课题之一。在当代, 一个新的领域“细胞工程”正蓬勃兴起。利用分子遗传学和分子生物学技术来改变细胞的遗传结构,为人类按照自己的意愿改造生物,创造新品种开辟了道路。细胞生物学和分子生物学作为现代生物科学的基础,其地位是十分重要的。