超顯微形態學

超顯微形態學（ultramicroscopic morpho-logy）是研究在1～200納米範圍內的細胞組分（包括病毒）的形態結構，以及它們在正常生理活動和病理變化，電子顯微鏡問世和超薄製片技術的不斷改進才使該技術成功。

基本介紹

• 中文名：超顯微形態學
• 外文名：ultramicroscopic morpho-logy
• 研究對象：1～200納米範圍內細胞組分的結構
• 分辨能力：1～5埃

定義

超顯微形態學（ultramicroscopic morpho-logy）是研究在1～200納米範圍內的細胞組分（包括病毒）的形態結構，以及它們在正常生理活動和病理情況下變化的學科。

1. 早期的形態學只能研究肉眼觀察到的結構。人眼只能分辨相隔0.1毫米以上的兩點。光學顯微鏡使人們可以觀察組織、細胞、甚至細胞內的某些結構。它的分辨能力約相當於光波波長的一半，分辨的最小距離是200納米，但大多數細胞結構比這小得多，用光學顯微鏡無法觀察。40年代以後電子顯微鏡問世和超薄製片技術的不斷改進，才突破了這一限度。

電子顯微鏡用電子束代替光束作為光源。由於電子的波長特別短，分辨能力達到1～5埃，使人們可以觀察到光學顯微鏡極限之外的直至大分子之間的結構。超顯微形態學就是指在這一水平上的形態學研究。

研究的設備

研究超顯微形態的設備，除最為重要的電子顯微鏡外，還有干涉顯微鏡，X射線衍射儀等。有的細胞結構，如高爾基器，究竟是否為一種細胞器，在只用光學顯微鏡觀察的年代，長期爭論不休；經電子顯微鏡下觀察才被肯定。又如線粒體、中心粒、染色體和核仁等，雖然在光學顯微鏡下也能看到，但它們的細微而複雜的結構只有在電子顯微鏡下才能觀察清楚。此外，在電子顯微鏡下還發現了以往在光學顯微鏡下未能看到的一些結構，如核糖體、溶酶體、質膜、核膜與核膜孔等，甚至可以觀察到DNA等大分子，和DNA的轉錄活動等。在觀察結構的基礎上還可探索其活動的規律，例如對肌細胞超微結構的研究結果有助於闡明肌肉收縮的機理，對纖毛或鞭毛顯微結構的研究弄清了精子尾部、原生動物及其他細胞表面的纖毛和鞭毛活動的規律。

植物超顯微形態

植物超顯微形態的研究雖然開始較晚，但它揭示了動植物細胞一些細胞器的共同性和各自的特異性。對植物細胞所特有的葉綠體的超微形態的觀察，使人們對葉綠體的結構以及它如何在光合作用中發揮作用，有了比較完整的認識。對細菌和藍藻的超微形態研究發現它們有許多相似之處，但和高等動植物細胞卻有顯著的差異，從而對了解它們的起源提供了有意義的資料。

在臨床醫學特別是病理學中，超微形態的觀察對某些疾病的診斷以及病因的探討有獨到之處。例如觀察“纖毛不活動綜合徵”患者的纖毛，發現纖毛的某一組成成分有缺陷或者移位，而且發現所有具纖毛的組織及細胞，如呼吸道上皮、內耳感覺上皮等的纖毛都具有同樣的缺陷，這就提示，“纖毛不活動綜合徵”很可能是先天性的遺傳缺陷。還發現患者精子尾部結構的異常和身體其他部位纖毛的缺陷是同一類型的，因此，可以通過檢查精子來進行診斷。

掃描電子顯微鏡使人們能直接觀察細胞的表面結構。冰凍蝕刻技術為研究細胞膜及其特化結構——細胞間連線——開闢了途徑。套用超高壓電子顯微鏡可以觀察各種細胞器在細胞中的三維排列，使人們得到立體的概念。

未來發展

電子顯微鏡技術結合其他技術，促使超顯微形態學向縱深發展。如結合其他學科的成就，特別是套用近代細胞化學技術，包括放射自顯術和免疫電鏡術，研究了某些大分子在高爾基器上的定位和變化，從而對高爾基器在分泌過程中產生糖脂和糖蛋白的作用以及與細胞膜的關係有了認識。

超顯微形態學未來的任務，一方面是深入研究細胞的超微結構，另一方面要揭示結構和功能的聯繫，以加深在細胞水平上對生命活動的了解。