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细胞学说指出,细胞是动植物结构生命活动基本单位,是1838~1839年间由德国植物学家施莱登 (Matthias Jakob Schleiden) 和动物学家施旺(Theodor Schwann) 最早提出,直到1858年,德国科学家魏尔肖提出细胞通过分裂产生新细胞的观点,才较完善。它是关于生物有机体组成的学说。细胞学说论证了整个生物界在结构上的统一性,以及在进化上的共同起源。细胞学说间接阐明了生物界的统一性。这一学说的建立推动了生物学的发展,并为辩证唯物论提供了重要的自然科学依据。革命导师恩格斯曾把细胞学说与能量守恒转换定律达尔文的自然选择学说并誉为19 世纪三大最重大的自然科学发现。

中文名:细胞学说

外文名:cell theory

学 科:细胞生物学

提出者:施莱登和施旺

建立时间:1838年-1839年

简介

内容

1.细胞是一个有机体,一切动植物都是由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成。

注意:不可描述成“一切生物都是由细胞和细胞产物构成”,因为病毒并不是细胞构成,1886年,在荷兰工作的德国人麦尔(Mayer)把患有花叶病的烟草植株的叶片加水研碎,取其汁液滤去细胞后注射到健康烟草的叶脉中,能引起花叶病,证明这种病是不是由细胞类生物引起的。通过对叶子和土壤的分析,麦尔指出烟草花叶病是由病毒引起的。

2.所有细胞在结构和组成上基本相似;

3.新细胞是由已存在的细胞分裂而来;

4.生物的疾病是因为其细胞机能失常。

5.细胞是生物体结构和功能的基本单位。

6.生物体是通过细胞的活动来反映其功能的。

7.细胞是一个相对独立的单位,既有它自己的生命,又对与其他细胞共同组成的整体生命起作用。

意义

(1)揭示了动物和植物的统一性,从而阐明了生物界的统一性。

(2)揭示了生物间存在着一定的亲缘关系,阐明了现代生物的细胞都是远古生物细胞的后代,小小的细胞内部,凝聚着数十亿年基因的继承和改变。

(3)使人们意识到植物界动物界有着共同的结构基础,从而在思想观念上打破了在植物学和动物学之间横亘已久的壁垒,也促使积累已久的解剖学生理学胚胎学等学科获得了共同的基础,这些学科的融通和统一催生了生物学的问世。

(4)标志着生物学研究进入细胞水平——细胞是生命活动的基本单位,极大地促进了生物学的研究过程,细胞分裂产生新细胞的结论不仅解释了个体发育,也为后来达尔文生物进化论、自然选择学说的确立奠定了基础。

高中2019版教材细胞学说建立的历程

1.从人体的解剖和观察入手——从器官到组织

人体是怎样构成的?这个问题首先引起了解剖学家的注意。1543年,比利时的维萨里(A.Vesalius)通过大量的尸体解剖研究,发表了巨著《人体构造》,揭示了人体在器官水平的结构。法国的比夏(M.F.X.Bichat)经过对器官的解剖观察,指出器官由低一层次的结构——组织构成。这对于人类认识生物个体的结构层次非常重要。

2.显微观察资料的积累——认识细胞

1665年,英国科学家罗伯特·胡克(R.Hooke)用显微镜观察植物的木栓组织,发现这些木栓组织由许多规则的小室组成,他把观察到的图像画了下来,并把“小室”称为cell——细胞。

之后,荷兰著名磨镜技师列文虎克(A.van Leeuwenhoek)用自制的显微镜,观察到不同形态的细菌、红细胞精子等。意大利的马尔比基(M. Malpighi)用显微镜广泛观察了动植物的微细结构,如细胞壁和细胞质。此后,虽然观察细胞所获得的资料不断增加,积累了较丰富的材料,但是,在长达170多年的历史中,人们对细胞及其与生物体的关系并没有进行科学的归纳和概括。

[注] 此处有罗伯特·胡克(1635.7.18-1703.3.3)与列文虎克(1632.10.24-1723.08.26)两位科学家,在中国普通高中生物课程中,有时罗伯特·胡克被译作“虎克”。

3.科学观察和归纳概括的结合——形成理论

植物学家施莱登通过对花粉胚珠柱头组织的观察,发现这些组织都是由细胞构成的,而且细胞中都有细胞核。在此基础上,他进行了理论概括,提出了植物细胞学说,即植物体都是由细胞构成的,细胞是植物体的基本单位,新细胞从老细胞中产生。施莱登把他的研究成果告诉了动物学家施旺,施旺很感兴趣并大受启发,决意要证明植物界和动物界这“两大有机界最本质的联系”。施旺主要研究了动物细胞的形成机理和个体发育过程,他认为:动物体也是由细胞构成的,一切动物的个体发育过程,都是从受精卵这个单细胞开始的。为此,他发表了研究报告《关于动植物的结构和生长一致性的显微研究》。施旺还说:“现在,我们已推倒了分隔动植物界的巨大屏障。”

4.细胞学说在修正中前进

新细胞如何由老细胞产生呢?施莱登认为新细胞是从老细胞的细胞核中长出来的,或者是在老细胞的细胞质中像结晶那样产生的。施莱登的朋友耐格里(K. Nageli)用显微镜观察了多钟植物分生区新细胞的形成,发现新细胞的产生原来是细胞分裂的结果。还有些学者观察了动物受精卵的分裂。在此基础上,1858年,德国的魏尔肖(R.L.C. Virchow)总结出“细胞通过分裂产生新细胞”。他的名言是:“所有的细胞都来源于先前存在的细胞。”这个断言,至今仍未被推翻。 [1]

新旧细胞学说之争

细胞学说与新细胞学说之争。二十世纪四十年代,苏联女学者 --勒柏辛斯卡娅宣布她创立了"新细胞学说",指斥德国病理学魏尔肖(R.C.Virchow,1821-1902)学说是"伪科学的",她从63岁开始,以鸡蛋为材料,对蛋黄球转变为细胞的过程进行研究,宣称自己发现了的卵黄球会发展成为鸡的内胚层细胞。这种见解在她之前也有人提出过,但从未被人证实过。尔后她又研究鲟鱼的卵细胞的发育过程,声称它们在发育过程中经历过无细胞核的阶段,而无核的卵细胞会发展成为有核的卵细胞。并于1945年出版了《细胞起源于生活物质以及生活物质在有机体中的作用》一书,总结了她的一系列"新发现",宣告"新细胞学说的诞生",以往细胞学说的不科学。

勒柏辛斯卡娅新细胞学说一问世,便受到学术界科学界的强烈反对,许多遗传学组织学细胞学胚胎学的出名人士分别或联名写文章,对勒柏辛斯卡的工作进行了批评,指出其工作是不科学的。但是,由于当时苏联的某些领导机关利用行政手段进行干预,迫使这些科学家不得不放弃自己的学术见解,致使在1950年5月召开的关于细胞起源于非细胞生活物质问题的会议上"一致"赞同勒柏辛斯卡娅的理论和实验是重大的科学成就,还"一致"认为社会主义国家不应该有细胞学说的存在,魏尔肖也成为了社会国家的罪人。1950年7月苏联科学院主席团苏联医学科学院主席团作出联合决定,宣布勒柏辛斯卡娅】的工作是"伟大的成就",并号召生物学家和医学家沿着勒柏辛斯卡娅的研究方向前进。苏联部长会议也作出决定,授予勒柏辛斯卡娅斯大林奖金一等奖。曾批评过"新细胞学说"的科学家被迫纷纷作出检讨。但政治高压毕竟压不出科学,细胞学说依旧成立、科学家们依旧信奉细胞学说。

视频

【生物大师 高中】细胞学说——生命的秘密

参考文献

  1. [朱正威,赵占良.高中普通教科书 生物学 必修1 分子与细胞.北京市海淀区中关村南大街17号院1号楼:人民教育出版社,2019年6月]