從一定意義上講是一切研究方法的細胞

1. 生物學的主要研究方法都有哪些

生物學的主要研究方法有：觀察描述的方法、比較的方法、實驗的方法、系統的方法。

1、觀察描述法

生物學的研究則是考察那些將不同生物區別開來的、往往是不可測量的性質。生物學用描述的方法來記錄這些性質，再用歸納法，將這些不同性質的生物歸並成不同的類群。18世紀，由於新大陸的開拓和許多探險家的活動，生物學記錄的物種幾倍、幾十倍地增長，於是生物分類學首先發展起來。生物分類學者搜集物種進行鑒別、整理，描述的方法獲得巨大發展。要明確地鑒別不同物種就必須用統一的、規范的術語為物種命名，這又需要對各種各樣形態的器官作細致的分類，並制定規范的術語為器官命名。

2、比較法

運用比較的方法研究生物，是力求從物種之間的類似性找到生物的結構模式、原型甚至某種共同的結構單元。19世紀30年代，消色差顯微鏡問世，使人們得以觀察到細胞的內部情況。1838～1839年施萊登和施萬的細胞學說提出：細胞是一切動植物結構的基本單位。比較形態學者和比較解剖學者多年來苦心探求生物的基本結構單元，終於有了結果。細胞的發現和細胞學說的建立是觀察和描述深入到顯微領域所獲得的成果，也是比較方法研究的一個重要成果。

3、實驗法

實驗方法則是人為地干預、控制所研究的對象，並通過這種干預和控制所造成的效應來研究對象的某種屬性。實驗的方法是自然科學研究中最重要的方法之一。19世紀80年代，實驗方法進一步被應用到了胚胎學，細胞學和遺傳學等學科。到了20世紀30年代，除了古生物學等少數學科，大多數的生物學領域都因為應用了實驗方法而取得新進展。

4、系統法

系統科學源自對還原論、機械論反省提出的有機體、綜合哲學，從C.貝爾納與W.B.坎農揭示生物的穩態現象、維納與艾什比的控制論到貝塔郎菲的一般系統論，系統生態學、系統生理學等先後建立與發展，20世紀70-80年代系統論與生物學、系統生物學等概念發表。從香農資訊理論到I.普里戈津的耗散結構理論，將生命看作自組織化系統。

(1)從一定意義上講是一切研究方法的細胞擴展閱讀：

生物學是研究生物(包括植物、動物和微生物)的結構、功能、發生和發展規律的科學，是自然科學的一個部分。目的在於闡明和控制生命活動，改造自然，為農業、工業和醫學等實踐服務。幾千年來，中國在農、林、牧、副、漁和醫葯等實踐中，積累了有關植物、動物、微生物和人體的豐富知識。1859年，英國博物學家達爾文《物種起源》的發表，確立了唯物主義生物進化觀點，推動了生物學的迅速發展。

生物分類學是研究生物分類的方法和原理的生物學分支。分類就是遵循分類學原理和方法，對生物的各種類群進行命名和等級劃分。瑞典生物學家林奈將生物命名後，而後的生物學家才用域（Domain）、界（Kingdom）、門（ Phylum）、綱（Class）、目（Order）、科（Family）、屬（Genus）、種（Species）加以分類。最上層的界，由懷塔克所提出的五界，比較多人接受；分別為原核生物界、原生生物界、菌物界、植物界以及動物界。 從最上層的「界」開始到「種」，愈往下層則被歸屬的生物之間特徵愈相近。共有七大類，分別是：界門綱目科屬種。

2. 如何理解細胞學說的主要內容

細胞學說指出，細胞是動植物結構和生命活動的基本單位，是1838~1839年間由德國植物學家施萊登(Matthias Jakob Schleiden) 和動物學家施旺(Theodor Schwann) 最早提出，直到1858年，德國科學家魏爾肖提出細胞通過分裂產生新細胞的觀點，才較完善。

它是關於生物有機體組成的學說。細胞學說論證了整個生物界在結構上的統一性，以及在進化上的共同起源。細胞學說間接闡明了生物界的統一性。

這一學說的建立推動了生物學的發展，並為辯證唯物論提供了重要的自然科學依據。革命導師恩格斯曾把細胞學說與能量守恆和轉換定律、達爾文的生物進化論並譽為19世紀三大最重大的自然科學發現。

細胞學說意義：

1、揭示了動物和植物的統一性，從而闡明了生物界的統一性。

2、揭示了生物間存在著一定的親緣關系，闡明了現代生物的細胞都是遠古生物細胞的後代，小小的細胞內部，凝聚著數十億年基因的繼承和改變。

3、使人們意識到植物界和動物界有著共同的結構基礎，從而在思想觀念上打破了在植物學和動物學之間橫亘已久的壁壘，也促使積累已久的解剖學、生理學、胚胎學等學科獲得了共同的基礎，這些學科的融通和統一催生了生物學的問世。

4、標志著生物學研究進入細胞水平——細胞是生命活動的基本單位，極大地促進了生物學的研究過程，細胞分裂產生新細胞的結論不僅解釋了個體發育，也為後來達爾文生物進化論、自然選擇學說的確立奠定了基礎。

3. 如何理解細胞生物學研究技術和方法的發展是推動細胞生物學發展的重要力量

細胞生物學研究技術和方法的發展是催動細胞生物學發展的重要力量，因為目前生物學的發展主要是有兩個方向。一個是宏觀，一個是微觀，微觀方面主要就是研究。生物體內的細胞，組織器官等等。

4. 細胞生物學的研究方法

細胞生物學廣泛地利用相鄰學科的成就，在技術方法上是博採眾長，凡是能夠解決問題的都會被使用。例如用分子生物學的方法研究基因的結構，用生物化學、分子生物學的方法研究染色體上的各種非組蛋白和它們對基因活動的調節和控制或者利用免疫學的方法研究細胞骨架的各種蛋白（微管蛋白、微絲蛋白、各種中等纖維蛋白）在細胞中的分布以及在生命活動中的變化。起源於分子遺傳學的重組DNA技術和起源於免疫學的產生單克隆抗體的雜交瘤技術，也成了細胞生物學的有力工具。顯然，一種方法所解決的問題不一定屬於原來建立這一方法的學科。例如用分子生物學的方法解決了核小體的結構，嚴格地說這應是形態學的范疇。這樣的例子並不少見，在這里學科的界限也被抹掉了。也許可以說細胞核移植、微量注射和細胞融合是細胞生物學自身發展起來的方法，但是用這些方法進行的實驗往往也需要其他方法配合來做進一步分析。 細胞生物學與其說是一個學科，倒不如說它是一個領域。這可以從兩個方面來理解：一是它的核心問題的性質──把發育與遺傳在細胞水平結合起來，這就不局限於一個學科的范圍。二是它和許多學科都有交叉，甚至界限難分。例如，就研究材料而言，單細胞的原生動物既是最簡單的動物，也是最復雜的細胞，因為它們集許多功能於一身；尤其是其中的纖毛蟲，不僅對於研究某些問題，例如纖毛和鞭毛的運動，特別有利，關於發育和遺傳的研究也積累了大量有價值的資料。但是這類研究也可以列入原生動物學的范疇。其次，就研究的問題而言，免疫性是細胞的重要功能之一，細胞免疫應屬細胞生物學的范疇，但這也是免疫學的基本問題。
由於廣泛的學科交叉，細胞生物學雖然范圍廣闊，卻不能像有些學科那樣再劃分一些分支學科──如象細胞學那樣，根據從哪個角度研究細胞而分為細胞形態學、細胞化學等。如果要把它的內容再適當地劃分，可以首先分為兩個方面：一是研究細胞的各種組分的結構和功能（按具體的研究對象），這應是進一步研究的基礎，把它們羅列出來，例如基因組和基因表達、染色質和染色體、各種細胞器、細胞的表面膜和膜系、細胞骨架、細胞外間質等等。其次是根據研究細胞的哪些生命活動劃分，例如細胞分裂、生長、運動、興奮性、分化、衰老與病變等，研究細胞在這些過程中的變化，產生這些過程的機制等。
當然這僅是人為地劃分，這些方面都不是各自孤立的，而是相互有關連的。從細胞的各個組分講，例如表面膜與細胞外間質有密切關系，表面膜又不是簡單地覆蓋著細胞質的一層膜，而是通過一些細微結構──已經知道其中之一是肌動蛋白分子，這又聯繫到細胞骨架了──與細胞質密切相連。這樣，表面膜才能和細胞內部息息相關。另一方面，從研究的問題出發，研究分裂、分化等生命現象，離不開結構的基礎。例如研究細胞分裂就涉及到染色質怎樣包紮成染色體，染色體的分裂和運動，細胞骨架的變化包括微管蛋白的聚合和解聚，與表面膜有關的分裂溝的形成，還有細胞分裂的調節與控制。再如研究細胞分化除去要了解某種細胞在分化過程中細胞器的變化、它們所特有的結構蛋白質的變化，主要地還要了解導致分化的物質基礎以及這些物質怎樣作用於基因調控的水平，導致有關的基因被激活。可見研究的重點盡管可以人為地劃分，但一定要把細胞作為一個整體看待，一定要把生命過程和細胞組分的結構和功能聯系起來。 既然細胞生物學的主要任務是把發育和遺傳聯系起來，細胞分化這個問題的重要性就不言而喻。因為就整個有機體而言，遺傳特點不僅顯示在長成的個體，而是在整個生命過程不斷地顯示出來。在細胞水平，細胞的分化也就是顯示遺傳特徵的過程，例如鳥類、爬行類的水晶體，其中所含的晶體蛋白是α、β、δ三種，不同於哺乳類，後者含有α、β、γ三種。在鳥類的晶體分化中首先出現大量的δ晶體蛋白，但是在哺乳類晶體分化中卻找不到這種蛋白。可見某種細胞的分化特徵的出現，也就是它們的遺傳特徵的出現。但是這僅是在細胞水平就一種生化性狀（特異的蛋白質）在一種特化細胞中的出現而言，情況當然還比較簡單，如果涉及到一個由多細胞組成的形態學性狀，情況會復雜得多，但是性狀發生的過程仍然是遺傳表現的過程。
像晶體細胞分化這樣的例子，細胞生物學的術語稱之為終末分化，也就是走向成熟的分化，其分化的產物就是這種細胞的終末產物。由於取材方便，產物比較單一易於分析等原因，細胞分化的研究中關於終末分化的研究占很大的比重，研究得比較多的是紅細胞、肌細胞、胰臟細胞、晶體細胞、黑色素細胞、軟骨細胞等。
一個經常被引用的例子是紅細胞中血紅素的轉換。人類胚胎早期的紅細胞中首先出現胚期血紅素，後來逐漸被胎兒期血紅素所代替，胎兒三個月之後，後者又被成體型血紅素所代替。關於這些血紅素已經有很多研究。例如它們各自由那些肽鏈組成，這些肽鏈在個體發育中交互出現的情況，它們各自的氨基酸組成和排列順序，各個肽鏈的基因位點，以至基因的結構都已比較清楚，工作可以說是相當深入了。
但是，追根到底有些問題依然沒有得到明確的解答，甚至沒有解答──這也適用於關於其他細胞的終末分化的研究。例如，為什麼胚期血紅素會在紅細胞而不在其他細胞中出現？為什麼會發生血紅素的轉換？關於前一問題，有人曾分別地從雞的輸卵管細胞（不產生血紅素）和紅細胞（產生血紅素）提取染色質，用酶來切割，觀察到兩種來源的染色質對酶的抵抗力不同。來自紅細胞的易於受到酶的攻擊，推測這可能由於核小體的構型不同。紅細胞中含有珠蛋白基因段落的核小體構型較鬆弛，因而易於受到影響；構型較鬆弛也就為RNA聚合酶在上面轉錄產生信使RNA提供了條件。但是如果追問下去，為什麼單單在紅細胞里核小體的構型比較鬆弛？RNA聚合酶怎樣識別出這樣的段落？這些問題還需進一步研究。其次，關於胚期血紅素向胎兒期血紅素的轉換。用兩種熒光染料標記兩種免疫抗體，觀察到在同一紅細胞中有兩種血紅素的存在，說明轉換不是由於出現不同的細胞，而是由於同一細胞相繼地產生了不同的血紅素。是什麼原因使得血細胞停止生產原有的而產生出新的血紅素？也許可以說是發育的「程序」，但還要回答發育程序得以實現的物質基礎是什麼。所有這些問題的解答，將使我們對基因選擇性表達的認識有極大的邁進。 實現了終末分化的細胞，已經失去了轉變為其他細胞類型的潛能，只能向一個方面分化。例如紅細胞，雖然發生血紅素的轉換，但不能轉變為其他類型的正常細胞，與胚胎細胞相比，它們的情況要簡單些，因為胚胎細胞在尚未獲得決定的時候是具有廣泛潛能的。拿中胚層細胞來說，它們既可以分化為肌細胞，也可以分化為前腎細胞、血細胞、間質細胞等。已經初步知道，外界因素可以影響中胚層細胞向肌細胞或紅細胞的方向分化，但是這因素是什麼，怎樣作用，都一無所知。在這里，首先要使中胚層細胞向某一方向分化，然後那一方向（例如紅細胞）所特有的一套終末分化的步驟才得以進行下去。形象化地說，中胚層細胞中似乎存在著向不同方向分化的開關，打開某一個開關（例如紅細胞的），才能進行那一方向的分化，這當然比終末分化更復雜些，對此還一無所知。

5. 細胞生物學的研究內容和范圍及意義

從1839年M.J.施萊登和T.A.H.施旺的細胞學說問世以來，確立了細胞（真核細胞）是多細胞生物結構和生命活動的基本單位。但是長期以來，細胞學的研究偏重在結構方面。此後，在相鄰學科的進展的影響下逐漸地發展到其他方面。例如在遺傳學的帶動下發展起細胞遺傳學，加深了對染色體的認識；在生物化學的影響之下發展起細胞生化，用生化手段了解細胞各組分的生化組成和功能活動；在物理學、化學的滲透下形成了細胞化學，研究細胞的化學成分及其定位，這些都為細胞生物學的形成和發展打下了基礎。
20世紀50年代以來，關於細胞的超顯微結構的研究，使人們對於光學顯微鏡下看不到的精細結構有了明確的認識。分子生物學、分子遺傳學以原核生物為材料取得的成就，使人們了解到遺傳密碼、中心法則以及原核生物中基因表達的調節與控制等基本問題，這些都直接促進了細胞生物學的發展。但由於原核細胞不同於真核細胞，後者具有核膜，染色質除DNA外還含有組蛋白及非組蛋白，而且細胞質中的結構也比前者復雜得多。因此，還需要了解在原核生物得到的成就在多大程度上適用於真核細胞，研究遺傳和發育在真核細胞中是如何操縱的。
細胞生物學雖說是一個比較年輕的學科，從學術思想上卻可以追溯到較早的年代。1883年德國胚胎學家W.魯就闡述過關於遺傳和發育的設想。他假定受精卵中包含著所有的遺傳物質，後者在卵裂時不是平均地分配到子細胞中，這種不同質的分裂決定子細胞及其後代的命運。德國動物學家魏斯曼發展了這種想法，提出了種質學說，認為裂球的不均等分裂導致了細胞的分化。雖然這些見解都已證明是錯誤的，但是可以看出細胞生物學所要解決的問題在那時已被提出來了。以後E.B.威爾遜1927年在他的《細胞──在發育和遺傳中》的巨著中明確指出：細胞是生命活動的基本單位，發育和遺傳這些生命現象應當在細胞上研究。1934年，美國遺傳學家和胚胎學家T.H.摩爾根在遺傳學取得巨大成就之後，在企圖融合發育與遺傳的《胚胎學與遺傳學》一書中寫道：「可以設想，各原生質區域在開始時的差異會影響基因的活動，然後基因又反轉過來影響原生質，後者就開始一系列新的、相應的反應。這樣，我們可以勾畫出胚胎各部分的逐步建立和分化。」但在摩爾根的年代，由於細胞學和其他相鄰學科還未發生密切的聯系，或者說其他學科尚未能在細胞水平上開展關於發育和遺傳的研究，所以細胞生物學只能在50年代之後，各方面的條件逐漸成熟了，才得以蓬勃發展。 從研究內容來看細胞生物學的發展可分為三個層次，即：顯微水平、超微水平和分子水平。從時間縱軸來看細胞生物學的歷史大致可以劃分為四個主要的階段：
第一階段：從16世紀後期到19世紀30年代，是細胞發現和細胞知識的積累階段。通過對大量動植物的觀察，人們逐漸意識到不同的生物都是由形形色色的細胞構成的。
第二階段：從19世紀30年代到20世紀初期，細胞學說形成後，開辟了一個新的研究領域，在顯微水平研究細胞的結構與功能是這一時期的主要特點。形態學、胚胎學和染色體知識的積累，使人們認識了細胞在生命活動中的重要作用。1893年Hertwig的專著《細胞與組織》（Die Zelle und die Gewebe）出版，標志著細胞學的誕生。其後1896年哥倫比亞大學Wilson編著的The Cell in Development and Heredity、1920年墨爾本大學Agar編著的Cytology 都是這一領域最早的教科書。
第三階段：從20世紀30年代到70年代，電子顯微鏡技術出現後，把細胞學帶入了第三大發展時期，這短短40年間不僅發現了細胞的各類超微結構，而且也認識了細胞膜、線粒體、葉綠體等不同結構的功能，使細胞學發展為細胞生物學。De Robertis等人1924出版的普通細胞學（General Cytology）在1965年第四版的時候定名為細胞生物學（Cell Biology），這是最早的細胞生物學教材之一。
第四階段：從20世紀70年代基因重組技術的出現到當前，細胞生物學與分子生物學的結合愈來愈緊密，研究細胞的分子結構及其在生命活動中的作用成為主要任務，基因調控、信號轉導、腫瘤生物學、細胞分化和凋亡是當代的研究熱點。

6. 細胞學說的重要意義

細胞學說是現代生物學的基礎理論之一，具有極為重要的意義。
首先，細胞學說確立了「細胞是生物體的結構和功能的基本單位」這一觀點。這一觀點使多種多樣的動植物在組成結構上實現了統一
其次，細胞學說對細胞及其功能有了一個較為明確的定義，細胞學說開辟了生物學科的研究領域，並推動細胞生物學發展成為了一門研究細胞的形態結構、增殖和細胞代謝等生命活動等內容的獨立科學，也間接推動了顯微技術和實驗技術的進步。
第三，細胞學說的建立是生物科學發展的轉折點，它促使博物學轉變為現代生物學，並為比較解剖學、生理學、胚胎學等傳統生物學以及微生物學、遺傳學、分子生物學等近代生物學分支學科提供了共同的基礎。
第四，細胞學說為生物的統一起源提供了有力證據，為生物進化理論提供了依據，動搖了神創論，使動植物之間毫無聯系等形而上學的觀點不攻自破，為辯證唯物主義自然觀提供了重要依據。恩格斯把細胞學說、能量轉化與守恆定律和達爾文進化論並列為19世紀自然科學的「三大發現」。可以這樣說，細胞學說的建立，大大推進了人類對整個自然界的認識，有力地促進了自然科學和哲學的融合和進步。