细胞学
(cytology)是研究细胞的结构、功能及其生活史的科学。
细胞的发现 最早观察细胞的是英国物理学家胡克(Robert Hooke), 他创造了第一台有科学研究价值的显微镜,放大倍数为 40~140 倍。在用它观察木栓时,他看到许多微小的蜂房状结构。胡克在 1665 年出版的《显微图谱》(Microgrophia)一书中描述了这些小室,并提出细胞(cell)一词为之命名。“cell”由中世纪拉丁语“cella”演变而来,原为小室之义。胡克看到的小室,实际上是植物死细胞的细胞壁,但它是人类第一次看到的细胞轮廓。1677 年,荷兰科学家列文虎克(Antonievan Leeuwenhoek)用自制的显微镜观察到了前人未曾见过的活细胞,有水塘中的原生动物、鲑鱼的红细胞、人类和哺乳动物精子、细菌等。他一生磨制和装配了 247 架显微镜,有
的分辨距离达到 1.4 微米,放大倍数 270 倍,这在当时是很高的水平。列文虎克对细胞学的发展作出了重要的贡献。
细胞学说的创立 列文虎克之后近 200 年,人们对细胞的认识没有什么新的进展,直到 19 世纪 30 年代,由于技术的发展,光学显微镜分辨距离提
高到 1 微米以内,同时切片、固定染色技术创立,使人们得以对生物体作显微解剖观察。这时学者们纷纷指出“一切组织,一切动、植物器官,实质上只是由形态不同的细胞构成”。1838 ~1839 年,德国植物学家施莱登
(Sheleiden)和生理学家施旺(Schwann)根据他们自己的工作并总结了前人的成就,提出细胞学说,他们宣称:“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。”这个学说论证了生物界的统一性和共同起源,使人们认识到所有的动物和植物体都是从细胞繁殖、分化、发育起来的,它们有着共同的规律;而细胞的变异能力是生物进化的基础。对此恩格斯给予了高度评价,细胞学说与进化论和能量守恒定律并列为 19 世纪的三大科学发现。
19 世纪下半叶是细胞研究的繁荣时期,相继发现了许多重要的细胞器和细胞活动现象,如中心体(1887)、线粒体(1887)、高尔基体(1898)。福莱明(W.Flemming)于 1882 年首次精确地描述了细胞有丝分裂(mitosis) 过程。至此,对细胞的全面认识已初步形成,细胞学遂成为生物学的一个独立的分支。1925 年,美国胚胎和细胞学家威尔逊(E.B.Wilson)在《细胞—
—在发育和遗传中》(The Cell——in Developmentand Heredity)一书中发表的细胞模式图已包括了核、核仁、染色质丝、中心粒、质粒、高尔基体、液泡和油滴等,是细胞学史上第二个具有代表意义的细胞模式图,一直沿用到本世纪 50 年代。
威尔逊所绘的细胞的一般结构