細胞生物化學

細胞生物學定義

細胞生物化學

細胞生物學(cellbiology)是在顯微、亞顯微和分子水平三個層次上，研究細胞的結構、功能和各種生命規律的一門科學。

細胞生物學

由Cytology發展而來，Cytology是關於細胞結構與功能(特別是染色體)的研究。現代細胞生物學從顯微水平，超微水平和分子水平等不同層次研究細胞的結構、功能及生命活動。在我國基礎學科發展規劃中，細胞生物學與分子生物學，神經生物學和生態學並列為生命科學的四大基礎學科。

概述：

細胞生物學是以細胞為研究對象,從細胞的整體水平、亞顯微水平、分子水平等三個層次，以動態的觀點,研究細胞和細胞器的結構和功能、細胞的生活史和各種生命活動規律的學科。細胞生物學是現代生命科學的前沿分支學科之一，主要是從細胞的不同結構層次來研究細胞的生命活動的基本規律。從生命結構層次看，細胞生物學位於分子生物學與發育生物學之間，同它們相互銜接，互相滲透。
運用近代物理學和化學的技術成就和分子生物學的方法、概念，在細胞水平上研究生命活動的科學，其核心問題是遺傳與發育的問題。

細胞生物學發展：

19世紀後期顯微技術的改進，生物固定技術（如：Fleming1882，1884；Canoy1886）和染色技術的出現極大的方便了人們對細胞顯微結構的認識，各種細胞器相繼被發現，20世紀30年代電子顯微鏡技術的問世，是細胞形態的研究達到了空前的高潮。20世紀50年代分子生物學的興起，推動細胞生物學的研究進入了分子水平。
1.英國人RobertBrown發現植物細胞核。
2.1832比利時人C.J.Dumortier觀察了藻類的細胞分裂，並認為細胞來源於原來存在的細胞。
3.1835德國人H.vonMolh仔細觀察了植物的細胞分裂，認為是植物的根和芽尖極易觀察到的現象。
4.1835法國人F.Dujardin觀察動物活細胞時發現“肉樣質”（Sarcode)。
5.1839捷克人J.E.Pukinye用protoplasm這一術語描述細胞物質，“Protoplast”為神學用語，指人類始祖亞當。
6.1841波蘭人R.Remak發現雞胚血細胞的直接分裂（無絲分裂）。
7.1846德國人H.vonMohl研究了植物原生質，發表了“identifiesprotoplasmasthesubstanceofcells”。
8.1848德國人W.Hofmeister描繪了鴨跖草tradescantia的花粉母細胞，明確的體現出染色體，但他沒有認識到之一重要性，40年後德國人H.vonWaldeyer因這一結構可被鹼性染料著色而定名為Chromosome。
9.1861德國人M.Shultze認為動物細胞內的肉樣質和植物體內的原生質具有同樣的意義。他給細胞的定義是：“thecellisanaccumulationoflivingsubstanceorprotoplasmdefinitelydelimitedinspaceandpossessingacellmembraneandnucleus。”
10.1864德國人MaxSchultze觀察了植物的胞間連絲。
11.1865德國人J.vonSuchs發現葉綠體。
12.1866奧地利人G.Mendel發表了對豌豆的雜交試驗結果，提出遺傳的分離規律和自由組合規律。
13.1868英國人T.H.Huxley在愛丁堡作題為“生命的物質基礎”（thephysicalbasisoflife）的演講報告時首次把原生質的概念介紹給了英國公眾。
14.1869瑞士人F.Miescher從膿細胞中分離出核酸。
15.1876德國人O.Hertwig發現海膽的受精現象，其論文題目為“observethefertilizationofaseaurchinegg”。
16.1879德國人W.Flemming觀察了蠑螈細胞的有絲分裂，於1882年提出了mitosis這一術語。後來德國人E.Strasburger(1876-80)在植物細胞中發現有絲分裂，認為有絲分裂的實質是核內絲狀物（染色體)的形成及其向兩個子細胞的平均分配，動植物的受精實質上是父本和母本配子核的融合，並於1984提出了Prophase和Metaphase的概念。
17.1882德國人E.Strasburger提出細胞質（cytoplasm）和核質（nucleoplasm）的概念。
18.1883比利時人E.vanBeneden證明馬蛔蟲Ascarismegalocephala配子的染色體數目是體細胞的一半，並且在受精過程中卵子和精子貢獻給合子的染色體數目相等。
19.1883比利時人E.vanBeneden和德國人T.Boveri發現中心體。
20.1884德國人O.Hertwig和E.Strasburger提出細胞核控制遺傳的論斷。
21.1886德國人A.Weismann提出種質論。
22.1890德國人RichardAltmann描述了線粒體的染色方法，他推測線粒體就像細胞的內共生物，並認為線粒體與能量代謝有關。他還於1889年提出了核酸的概念。
23.1892德國人T.Boveri和O.Hertwig研究了減數分裂的本質，並描述了染色體聯會現象。
24.1898義大利人C.Golgi用銀染法觀察高爾基體。
25.1900孟德爾在34年前發表的遺傳法則被重新發現。
26.1905美國人ClarenceMcClungshowsthatfemalemammalshave2XchromosomesandthatmaleshaveanXandaY
27.1908美國人T.H.Morgan以Drosophilamelanogaster為材料開始著名的遺傳學實驗，1910年提出遺傳的染色體理論，1919年發表“遺傳的本質”（PhysicalBasisofHeredity）。1926年發表“基因學說”（TheTheoryoftheGene）
28.1910德國人A.Kossel獲得諾貝爾生理醫學獎，他首先分離出腺嘌呤、胸腺嘧啶和組氨酸。29.1935美國人W.M.Stanley首次得到菸草花葉病毒的結晶體。
30.1940德國人G.A.Kausche和H.Ruska發表了世界第一張葉綠體的電鏡照片。
31.1941美國人G.W.Beadle和E.L.Tatum提出一個基因一個酶的概念。
32.1944美國人O.Avery，C.Macleod和M.McCarthy等人通過微生物轉化試驗證明DNA是遺傳物質。
33.1945美國的K.R.Porter、A.Claude和E.F.Fullam發現小鼠成纖維細胞中的內質網。
34.1949加拿大人M.Bar發現巴氏小體。
35.1951美國人JamesBonner發現線粒體與細胞呼吸有關。
36.1953美國人J.D.Watson和英國人F.H.C.Crick提出DNA雙螺旋模型。
37.1955比利時人C.deDuve發現溶酶體和過氧化物酶體。
38.1955美國人VincentDuVigneaud因人工合成多肽而獲諾貝爾獎
39.1956年，蔣有興（美籍華人）利用徐道覺發明的低滲處理技術證實了人的2n為46條，而不是48條。
40.1957J.D.Robertson用超薄切片技術獲得了清晰的細胞膜照片，顯示暗-明-暗三層結構。
41.1961英國人P.Mitchell提出線粒體氧化磷酸化偶聯的化學滲透學說，獲1978年諾貝爾化學獎。
42.1961-64美國人M.W.Nirenberg破譯DNA遺傳密碼。
43.1968瑞士人WernerArber從細菌中發現DNA限制性內切酶。
44.1970美國人D.Baltimore、R.Dulbecco和H.Temin由於發現在RNA腫瘤病毒中存在以RNA為模板，逆轉錄生成DNA的逆轉錄酶而獲1975共享諾貝爾生理醫學獎。
45.1971美國人DanielNathans和HamiltonSmith發展了核酸酶切技術。
46.1973美國人S.Cohen和H.Boyer將外源基因拼接在質粒中，並在大腸桿菌中表達，從而揭開基因工程的序幕。
47.1975英國人F.Sanger設計出DNA測序的雙脫氧法。於1980年獲諾貝爾化學獎。此外Sanger還由於1953年測定了牛胰島素的一級結構而獲得1958年諾貝爾化學獎。
48.1982美國人S.B.Prusiner發現蛋白質因子Prion，更新了醫學感染的概念，於1997年獲諾貝爾生理醫學獎。
49.1983美國人K.B.Mullis發明PCR儀，1987年發表了“SpecificsynthesisofDNAinvitroviaapolymerase-catalyzedchainreaction”，於1993年獲諾貝爾化學獎。
50.1984德國人G.J.F.Kohler、阿根廷人C.Milstein和丹麥科學家N.K.Jerne由於發展了單克隆抗體技術，完善了極微量蛋白質的檢測技術而分享了諾貝爾生理醫學獎。
51.1989美國人S.Altman和T.R.Cech由於發現某些RNA具有酶的功能（稱為核酶)而共享諾貝爾化學獎。Bishop和Varmus由於發現正常細胞同樣帶有原癌基因而分享當年的諾貝爾生理醫學獎。
52.1997多利羊在盧斯林研究所誕生，成為世紀末的重大新聞。多利是IanWilmut領導的研究小組克隆的（圖1-3）。
53.1998美國人T.Wakayama和R.Yanagimachi成功地用凍乾精子繁殖出小鼠。
54.2000世界首例克隆豬在蘇格蘭誕生，是由AlanColeman領導的研究小組克隆的。
55.2001美國人LelandHartwell、英國人PaulNurse、TimothyHunt因對細胞周期調控機理的研究而獲諾貝爾生理醫學獎。
56.2002英國人SydneyBrenner、美國人H.RobertHorvitz和英國人JohnE.Sulston，因在器官發育的遺傳調控和細胞程式性死亡方面的研究獲諾貝爾諾貝爾生理學或醫學獎。
57.2003美國科學家PeterAgre和RoderickMacKinnon，分別因對細胞膜水通道，離子通道結構和機理研究而獲諾貝爾化學獎。