细胞生物学笔记

细胞概述

物理学家罗伯特·胡克利用自制的显微镜观察软木切片,观察时发现软木内部呈现蜂窝状结构。他第一次用cell来描述他所观察到的结构。其实这是植物细胞死亡后残留的细胞壁形成的蜂窝状结构。

观察到活细胞的是荷兰的商人列文·虎克,在1674年用自制透镜观察到血细胞、池塘中水生原生动物,以及哺乳动物的精子。

1838年,德国的植物学家施莱登发表了植物发生论,提出“细胞是植物的基本单位”。1839年,德国动物学家施旺发表了关于动植物结构和生长的一致性的纤维研究论文,提出“动植物都是细胞的集合物”。这也就是著名的细胞学说,但没有说明细胞的来源方式。

魏尔肖指出细胞的来源只能是已有的细胞,其来源方式是细胞分裂。

细胞学说有三方面的内容:

  • 所有生物都由单个或多个细胞构成
  • 细胞是所有生物体结构和功能的基本单位
  • 细胞只能通过分裂来自已有的细胞

从不同角度理解细胞是生命的基本单位:

  • 细胞是生命的基本结构单位:无论是单细胞生物还是多细胞生物都是由细胞构成的。
  • 细胞是生命活动的功能单位:单细胞生物依靠一个细胞就能完成呼吸、运动、排泄等生命活动,多细胞生物可以通过细胞之间的相互作用,完成更复杂的活动。细胞的活动是以物质代谢为基础,以能量代谢(ATP)为动力,以信息调控为机制。
  • 细胞是繁殖的基本单位,是遗传的桥梁。
  • 细胞是生物体生长和发育的基础。

细胞的基本共性:

  • 具有相似的化学组成:基本构成元素都是碳、氢、氧、氮、磷、硫等。进一步形成氨基酸、核苷酸、脂类、糖类。
  • 所有细胞都有细胞质膜:由磷脂双分子层和各种膜蛋白构成,可以维持细胞的稳定性,与周围进行物质交换和信号传递。
  • 相同的遗传装置:指的是遗传物质和遗传信息的储存方式,包括DNA、RNA、蛋白质翻译机器核糖体。
  • 一分为二的方式分裂。

相同类型的细胞都有细胞膜、细胞质、细胞核、内质网、线粒体、溶酶体。

20世纪60年代,细胞生物学家Ris根据细胞有无真正的细胞核将细胞分为原核细胞和真核细胞。原核细胞没有典型的细胞核结构,真核细胞有细胞核,并且真核细胞的细胞质中有不同类型的细胞器。

细胞生物学的研究方法

评判一台显微镜最重要的参数是分辨率(能够分辨两个点的最小距离)。光学显微镜分辨率D的高低取决于光源的波长λ以及物镜镜口角α、介质折射率N。公式为D=0.61λ、N·sinα/2。D值可达0.2μm。超高分辨率显微镜可以突破这一极限(利用荧光)。

组织切片:一般可以用石蜡包埋,对于对温度敏感的酶可以用冰冻切片的方式。

以上观察的都是死细胞,如果观察活细胞需要用相差显微镜或者微分干涉差显微镜。