细 胞

17 世纪后期,英国物理学家胡克(R.Hooke1635—1703)用自制的显微镜观察软木切片时,将软木蜂窝状的小空穴命名为细胞。19 世纪中叶,德国生物学家施旺(J.Schwann1810—1882)和施莱登(M.J.Schleiden1804— 1839)建立了细胞学说。1895 年,英国化学家奥韦顿(C.E.Overton1865—

1933)证明了细胞核的存在。到 20 世纪初,一般都认为细胞是由细胞膜、细胞质和细胞核组成的。20 世纪后,人们对细胞的认识迅速深化。1934 年,英国解剖学家本斯利(R.R.Bensley1867—1956)对 19 世纪末发现的线粒体形状、化学成分和所含的酶进行研究,发现线粒体与琥珀酸氧化酶及细胞色素氧化酶相结合,在细胞内具有呼吸器官的作用。进而发现线粒体是细胞能量的转换中心,与磷酸化偶联合成 ATP(三磷酸腺苷)。1947 年,美国生物学家波特(K.R.Porter1912—)发现了细胞内质网。1952 年,美国的帕拉德

(G.E.Palade1912—)用电子显微镜发现线粒体有内外两层膜结构,1956 年又进一步证明线粒体是由内外膜、内外室、嵴及基质组成,具有与 ATP 合成有关的氧化磷酸化作用等多种功能。

1953 年,帕拉德发现内质网上 1.5×10-8 米左右的核糖体,弄清了核糖体参与合成蛋白质的作用。1957 年,生物学界根据细胞内有无明确的细胞核将细胞分为原核细胞和真核细胞两类,前者(如细菌、藻类)没有定形的细胞核,脱氧核糖核酸(DNA)呈环状散布在细胞质里;后者有固定的细胞核, 主要成分是由 DNA 和组蛋白缠绕而成的染色质(1882 年,W. Flemmin 将细胞核中易于被碱性染料着色的部分称为染色质)。

1924~1944 年间,科学界已证明染色质系由 DNA、RNA(核糖核酸)及蛋白质组成。1953 年 DNA 双螺旋分子结构和其上的遗传密码的解读,弄清了基因的功能单位是 DNA 大分子上一段多核苷酸序列,而突变和重组是核苷酸碱基对上的变化。60 年代基本揭示了蛋白质生物合成的过程,即 DNA 将信息传给 mRNA(多核苷酸链), mR-NA 通过中间受体 tRNA(转移核糖核酸)用信息指导氨基酸进行蛋白质合成。这是因为 tRNA 分子中含有相当于某种氨基酸的反密码子,因碱基配对关系而具有识别 mRNA 链上遗传密码的能力,使氨基酸按 mRNA 链上的遗传密码排列次序去合成相应的蛋白质。

细 胞 - 图1

DNA 合成蛋白质过程

1953 年,经电子显微镜观测,弄清了高尔基体是由双层膜的扁平池、大小泡组成。1961 年帕拉德提出高尔基体参与初生的蛋白质的释放运输过程。20 世纪下半叶,人们对细胞膜的结构和功能有了更深入的认识。1959 年发现多数膜具有蛋白-磷脂-蛋白三层结构,确立了细胞外周膜除具有将细胞与外界隔离作用外,还具有物质输运、能量转换、信息传递、细胞识别等多种功能,并弄清了 ATP 提供的能量是由膜主动输送的。60 年代后,进一步证实了遗传密码的机理,弄清了神经和激素对细胞代谢的调节作用,从而认识到细胞本身具有遗传信息和代谢信息的储存和传递功能、合成复杂高分子及核酸和蛋白质的功能,是一个既有内部能量交换又保持整体动态平衡的复杂系

统。