由于細胞膜的結(jié)構(gòu)在光學顯微鏡下是看不到的，所以關(guān)于細胞膜的研究首先是從其生理功能的角度來進行的。1895年，美國科學家E. Ovrton曾用500多種化合物對植物細胞的透性進行過上萬次的研究實驗，得出的結(jié)論是:活的原生質(zhì)體的特殊透性是由于選擇的可溶性機理，疏水的化合物進人細胞比親水的化合物快，即凡是溶于脂肪的物質(zhì)，也易于穿過膜;反之，則不易穿過膜。說明在細胞的表層有脂質(zhì)層，這對膜結(jié)構(gòu)的揭秘是有極大貢獻的。

1897年，Crijins和Hedin用紅細胞做實驗，同樣也證明了分子的透性與其在脂類中的溶解度有關(guān)。1925年，荷蘭科學家Gortert和Grendel通過對血影的研究,即用有機溶劑抽提細胞膜中的脂類物質(zhì)在水面鋪成單分子層，聚攏后測得的總面積是紅細胞膜總面積的2倍。據(jù)此，他推斷細胞膜中的脂類分子排列為兩層。

1930年前后，顯微技術(shù)發(fā)展了，科學家用探針觸及植物原生質(zhì)體，發(fā)現(xiàn)細胞膜不同于細胞質(zhì)，是有彈性，可以伸展的結(jié)構(gòu)。這充分證明了細胞膜的保護性。1935年，在此基礎(chǔ)上，Danielli 和Davson提出了第一個關(guān)于細胞膜的分子結(jié)構(gòu)模型。他們提出:細胞膜是由雙層脂分子及蛋白質(zhì)所構(gòu)成。脂分子平行排列且垂直于膜平面，雙層脂分子的非極度性端向內(nèi)相對應(yīng)，形成疏水區(qū)域;而極度性頭部則分別朝向膜的內(nèi)外表面。磷脂雙分子層的內(nèi)外表面兩側(cè)各附有一層蛋白質(zhì)。這樣就形成了蛋白質(zhì)-脂雙層一蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。隨著電子顯微鏡的發(fā)展，對細胞膜結(jié)構(gòu)的研究也越來越深人。

19世紀50年代后期，得到了膜的“暗一亮一暗”三層結(jié)構(gòu)圖像。Robertson 提出了單位膜模型，指出了磷脂雙分子層是構(gòu)成細胞膜的基本骨架，而蛋白質(zhì)分布在磷脂雙分子層的內(nèi)外表層。由于這一-模型把膜的動態(tài)結(jié)構(gòu)描述為靜止的狀態(tài)，因而無法解釋膜的生理功能。

1970年，科學家Frye和Edidin在人一鼠細胞融合實驗中發(fā)現(xiàn)，融合后的細胞一半發(fā)紅色熒光，另一半發(fā)綠色熒光。將細胞放在37℃培養(yǎng)40分鐘后，兩種顏色均勻地分布于融合后的細胞膜表面。這充分說明了膜不應(yīng)是靜止的，而應(yīng)是運動的。1972年，科學家提出了細胞膜的“流動鑲嵌模型"。強調(diào)了膜的流動性及蛋白質(zhì)分子在脂類分子中鑲嵌的不對稱性，因而使膜的生理功能得到了合理的解釋。這一學說也得到了廣泛的認可。

從膜研究的歷程中可以看到，科學研究的腳步始終沒有停歇，隨著研究手段的日新月異，人們對細胞膜的認識將更加深入。

顯微鏡的發(fā)明

16世紀末，一位荷蘭眼鏡商詹森( Zaccharias Janssen)和他的兒子把幾塊鏡片放進了一個圓筒，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過圓筒看到附近的物體出奇的大，這恐怕就是現(xiàn)在的顯微鏡和望遠鏡的前身了。不過它的結(jié)構(gòu)簡單，放大倍數(shù)也不高，可以觀察-一些小昆蟲，如跳蚤等，因而有人稱它為“跳蚤鏡"。這種顯微鏡是用光線照明的，屬于光學顯微鏡。

半個多世紀后，1665 年英國物理學家羅伯特·虎克(Robert Hooke， 1635-1703)研制出能夠放大140倍的光學顯微鏡，并用它來觀察軟木薄片，發(fā)現(xiàn)了很多“小室”，他給這種結(jié)構(gòu)命名為“細胞"。盡管放大的倍數(shù)也很低，但在當時可以說是世界上最好的一架復(fù)式顯微鏡了。

荷蘭人安東尼·馮·列文虎克(1632-1723)制造的顯微鏡可以說真的讓人們大開眼界了。他自幼學習磨制眼鏡片的技術(shù)，熱衷于制造顯微鏡。他制造的顯微鏡其實就是-片凸透鏡，而不是復(fù)合式顯微鏡。不過，由于他的技藝精湛，磨制的單片顯微鏡的放大倍數(shù)將近300倍，超過了以往任何一種顯微鏡。他用這種鏡片觀看自己的牙垢，發(fā)現(xiàn)了許多奇形怪狀的“小人國”的居民。他驚訝地寫道:“在一個人口腔的牙垢里生活的‘ 小人國’的居民一小生物，比整個荷蘭王國的居民還多!”有人對他十分羨慕，追問著他成功的“秘訣"。列文虎克什么話也沒說，僅向問話者伸出他的雙手一雙因 長期磨制鏡片而滿是老繭和裂紋的手。

自羅伯特·虎克發(fā)現(xiàn)細胞后,將近兩個世紀的時間，人們對動植物細胞進行長期的研究和積累，終于在19世紀中下葉由德國植物學家施萊登和動物學家施旺創(chuàng)立了細胞學說。細胞學說的創(chuàng)立是細胞學發(fā)展史上重要的里程碑。恩格斯對細胞學說給予了很高的評價。

電子顯微鏡簡介

電子顯微鏡是德國的科學家魯斯卡和克諾爾在1931年發(fā)明的。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，到今天已經(jīng)是科學家們研究工作中最常用的工具之一 了。電子顯微鏡分為鏡筒、真空系統(tǒng)和光源三部分。在鏡筒的底部是-一個電子槍，它可以發(fā)射出高速運動的電子，電子向上運動經(jīng)過一個電子透鏡匯聚后成為一 束直線，繼續(xù)向上運動碰到樣品架，我們要觀察的樣品就放在樣品架上。電子會穿過樣品，同時會把樣品的樣子發(fā)散開來，向上運動到一個熒光屏上，把樣品成像在熒光屏上。熒光屏的另一側(cè)有個照相機，它把熒光屏上的成像記錄下來，拍成照片供科學家觀察。

由于電子運動中不能受到其他物質(zhì)的干擾，所以需要真空系統(tǒng)把鏡筒內(nèi)的空氣抽去，才能保證觀察結(jié)果的準確可靠。同時,需要電源提供顯微鏡各部分工作需要的動力。電子顯微鏡是一個大家族。它的成員有投射式電子顯微鏡、掃描式電子顯微鏡、反射式電子顯微鏡和發(fā)射式電子顯微鏡。電子顯微鏡具有高分辨率的特點。人的肉眼分辨能力是0.1毫米，光學顯微鏡的分辨能力是1微米，而電子顯微鏡的分辨能力可以達到0.3納米。簡單地說，電子顯微鏡可以把物體放大300萬倍，而光學顯微鏡最多可以放大2000倍。盡管電子顯微鏡具有這樣的高超本領(lǐng)，可它也有一定的缺點。由于它必須在真空條件下工作，而活的生物體必須在有空氣的環(huán)境中生存，所以電子顯微鏡不能用來觀察活的生物體，也就無法研究一些生活中的生命現(xiàn)象。

直到1982年，IBM 的賓尼博士和蘇雷博士一起研制了掃描隧道顯微鏡。它能觀察到單個原子表面的現(xiàn)象，大大地提高了我們能觀察到的物體的范圍。這種顯微鏡是目前世界上最先進的顯微鏡了顯微鏡使人類的觀察領(lǐng)域深入到微觀世界。人類的探索能力是無限的，相信未來，會有更先進、具有更高分辨本領(lǐng)的顯微鏡問世。