細(xì)胞學(xué)說指出，細(xì)胞是動植物結(jié)構(gòu)和生命活動的基本單位，是1838~1839年間由德國植物學(xué)家施萊登 (Matthias Jakob Schleiden) 和動物學(xué)施旺(Theodor Schwann) 最早提出，直到1858年，德國科學(xué)家魯?shù)婪颉し茽柦B提出細(xì)胞通過分裂產(chǎn)生新細(xì)胞的觀點(diǎn)，才較完善。它是關(guān)于生物有機(jī)體組成的學(xué)說。細(xì)胞學(xué)說論證了整個生物界在結(jié)構(gòu)上的統(tǒng)一性，以及在進(jìn)化上的共同起源。細(xì)胞學(xué)說間接闡明了生物界的統(tǒng)一性。這一學(xué)說的建立推動了生物學(xué)的發(fā)展，并為辯證唯物論提供了重要的自然科學(xué)依據(jù)。革命導(dǎo)師恩格斯曾把細(xì)胞學(xué)說與能量守恒和轉(zhuǎn)換定律、達(dá)爾文的生物進(jìn)化論并譽(yù)為19世紀(jì)三大最重大的自然科學(xué)發(fā)現(xiàn)。細(xì)胞分為原核生物與真核生物。
細(xì)胞有多樣性和統(tǒng)一性。
簡介
內(nèi)容
1.細(xì)胞是一個有機(jī)體，一切動植物都是由細(xì)胞發(fā)育而來，并由細(xì)胞和細(xì)胞產(chǎn)物所構(gòu)成。注意：不可描述成“一切生物都是由細(xì)胞和細(xì)胞產(chǎn)物構(gòu)成”，因?yàn)椴《静⒉皇羌?xì)胞構(gòu)成，1886年，在荷蘭工作的德國人麥爾(Mayer)把患有花葉病的煙草植株的葉片加水研碎，取其汁液濾去細(xì)胞后注射到健康煙草的葉脈中，能引起花葉病，證明這種病是不是由細(xì)胞類生物引起的。通過對葉子和土壤的分析，麥爾指出煙草花葉病是由病毒引起的。
2.所有細(xì)胞在結(jié)構(gòu)和組成上基本相似；
3.新細(xì)胞是由已存在的細(xì)胞分裂而來；
4.生物的疾病是因?yàn)槠浼?xì)胞機(jī)能失常。
5.細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，同時也是生命活動的基本單位。
6.生物體是通過細(xì)胞的活動來反映其功能的。
7.細(xì)胞是一個相對獨(dú)立的單位，既有它自己的生命，又對與其他細(xì)胞共同組成的整體生命起作用。
意義
⑴揭示了動物和植物的統(tǒng)一性，從而闡明了生物界的統(tǒng)一性。
⑵揭示了生物間存在著一定的親緣關(guān)系，闡明了現(xiàn)代生物的細(xì)胞都是遠(yuǎn)古生物細(xì)胞的后代，小小的細(xì)胞內(nèi)部，凝聚著數(shù)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(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，從而在思想觀念上打破了在植物學(xué)和動物界之間橫亙已久的壁壘，也促使積累已久的解剖學(xué)、生理學(xué)、胚胎學(xué)等學(xué)科獲得了共同的基礎(chǔ)，這些學(xué)科的融通和統(tǒng)一催生了生物學(xué)的問世。
(4)標(biāo)志著生物學(xué)研究進(jìn)入細(xì)胞水平——細(xì)胞是生命活動的基本單位，極大地促進(jìn)了生物學(xué)的研究過程，細(xì)胞分裂產(chǎn)生新細(xì)胞的結(jié)論不僅解釋了個體發(fā)育，也為后來查爾斯·達(dá)爾文生物進(jìn)化論、自然選擇學(xué)說的確立奠定了基礎(chǔ)。
發(fā)展歷史
建立前期
1665年英國科學(xué)家羅伯特·胡克（Robert Hooke，1635－1703），使用誕生不久的顯微鏡觀察軟木塞切片，首次發(fā)現(xiàn)蜂窩狀的植物細(xì)胞，并且在他的著作《顯微圖譜》（Micrographia）描述。但是當(dāng)時細(xì)胞并沒有被認(rèn)為是植物世界的獨(dú)立的、活的結(jié)構(gòu)單位。
1677年安東尼·列文虎克首次描述了昆蟲、狗和人的精子，1684年也準(zhǔn)確地描述了紅細(xì)胞，證明馬爾切洛·馬爾皮吉推測的毛細(xì)血管層是真實(shí)存在的。
17世紀(jì)中期，馬爾切羅·馬爾皮基（Marcello Malpighi）用顯微鏡研究人體的微細(xì)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)了腎小球、腎小管、紅細(xì)胞、毛細(xì)血管網(wǎng)等。觀察到血液通過毛細(xì)血管網(wǎng)，從而證實(shí)了哈維的學(xué)說。還比較研究了不同植物的顯微解剖，發(fā)現(xiàn)動、植物結(jié)構(gòu)有相似之處。
1759年C·F·沃爾夫在《發(fā)生論》一書中已清楚地描述了組成動、植物胚胎的“小球”和“小泡”，但還不了解其意義和起源的方式。
在18世紀(jì)的德國，自然哲學(xué)非常盛行。這個體系的內(nèi)容之一是描述他們認(rèn)為是組成有機(jī)世界多樣性的典型單位。歌德認(rèn)為葉子是各種不同植物的典型單位結(jié)構(gòu)，而L.奧肯(L.Orkin)則主張脊椎節(jié)是一般動物原型結(jié)構(gòu)的基本單位。奧肯還進(jìn)一步認(rèn)為有機(jī)體由粘液囊泡或活的單位所組成，并在它們暫時所屬的有機(jī)體死亡后繼續(xù)生存著，形成另一個生物的一部分。18世紀(jì)末的比夏反復(fù)研究已解剖了的尸體，將研究水平深入到器官，但由于當(dāng)時人們的觀點(diǎn)思路，沒有深入到細(xì)胞層次。在19世紀(jì)早期，這樣一種觀點(diǎn)相當(dāng)流行，并且同對動植物結(jié)構(gòu)的顯微鏡觀察結(jié)合在一起。
在19世紀(jì)初期，植物解剖的研究復(fù)活了，德國植物學(xué)家特雷維拉努斯和馮·莫爾認(rèn)識到細(xì)胞是植物的結(jié)構(gòu)單位。19世紀(jì)20年代，意大利的亞米齊和其他人制成了改進(jìn)的消色差顯微鏡，使人們得以觀察到有機(jī)細(xì)胞的詳細(xì)情況。一個倫敦醫(yī)生羅伯特·布朗于1831年觀察到植物細(xì)胞一般具有一個核，不過他對自己的發(fā)現(xiàn)并不怎樣重視。捷克人浦肯野用顯微鏡觀察了一個母雞卵中的胚核，并指出動物的組織，在胚胎中是由緊密裹在一起的細(xì)胞質(zhì)塊所組成，這些細(xì)胞質(zhì)塊與植物的組織很類似。
1833年英國植物學(xué)家R·布朗(Robert Brown)在植物細(xì)胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞核；接著又有人在動物細(xì)胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)了核仁。到19世紀(jì)30年代，已有人注意到植物界和動物界在結(jié)構(gòu)上存在某種一致性，它們都是由細(xì)胞組成的，并且對單細(xì)胞動物的構(gòu)造和生活也有了相當(dāng)多的認(rèn)識。
建立
細(xì)胞學(xué)說是關(guān)于細(xì)胞是動物和植物結(jié)構(gòu)和生命活動的基本單位的學(xué)說。德國生物學(xué)家馬蒂亞斯·雅各布·施萊登(Matthias Jakob Schleiden，1804－1881)在1838年在前人研究成果的基礎(chǔ)上提出：細(xì)胞是一切植物的基本構(gòu)造；細(xì)胞不僅本身是獨(dú)立的生命，并且是植物體生命的一部分，并維系著整個植物體的生命。第二年，也就是1839年，施旺(Theodor Schwann，1810－1882)受到施萊登的啟發(fā)，結(jié)合自身的動物細(xì)胞研究成果，提出“所有動物也是由細(xì)胞組成的”對施萊登提出的“所有的植物都是由細(xì)胞組成的”的觀點(diǎn)進(jìn)行了補(bǔ)充，把細(xì)胞說擴(kuò)大到動物界，提出一切動物組織均由細(xì)胞組成，從而建立了生物學(xué)中統(tǒng)一的細(xì)胞學(xué)說。這就是《細(xì)胞學(xué)說》(細(xì)胞 theory)的基礎(chǔ)。把細(xì)胞作為生命的一般單位，以及作為動植物界生命現(xiàn)象的共同基礎(chǔ)的這種概念立即受到了普遍的接受。
完善
19世紀(jì)40年代許多研究者糾正了他們其中的一些錯誤觀點(diǎn)，特別是植物學(xué)家耐格里和霍夫邁斯特以及動物學(xué)克里克爾、萊迪希和羅伯特·雷馬克，他們證明新細(xì)胞是靠分裂形成的，細(xì)胞核先在母細(xì)胞內(nèi)分裂為二，然后是母細(xì)胞分裂為兩個子細(xì)胞，1858年，德國病理學(xué)家魯?shù)婪颉の籂栃?Rudolf Virchow，1821－1902)作出了另一個重要的論斷（一說魯?shù)婪颉し茽柦B剽竊雷馬克的研究成果）：所有的細(xì)胞都必定來自已存在的活細(xì)胞。這個理論的提出徹底否定了傳統(tǒng)的生命自然發(fā)生說的觀點(diǎn)，至此，以上的研究結(jié)果共同形成了比較完備的細(xì)胞學(xué)說。
高中2019版教材細(xì)胞學(xué)說建立的歷程
1.從人體的解剖和觀察入手——從器官到組織
人體是怎樣構(gòu)成的？這個問題首先引起了解剖學(xué)家的注意。1543年，比利時的安德雷亞斯·維薩里（A.Vesalius）通過大量的尸體解剖研究，發(fā)表了巨著《人體構(gòu)造》，揭示了人體在器官水平的結(jié)構(gòu)。法國的比夏（M.F.X.Bichat）經(jīng)過對器官的解剖觀察，指出器官由低一層次的結(jié)構(gòu)——組織構(gòu)成。這對于人類認(rèn)識生物個體的結(jié)構(gòu)層次非常重要。
2.顯微觀察資料的積累——認(rèn)識細(xì)胞
1665年，英國科學(xué)家羅伯特·胡克（R.Hooke）用顯微鏡觀察植物的木栓組織，發(fā)現(xiàn)這些木栓組織由許多規(guī)則的小室組成，他把觀察到的圖像畫了下來，并把“小室”稱為cell——細(xì)胞。
之后，荷蘭著名磨鏡技師安東尼·列文虎克(A.Van Leeuwenhoek)用自制的顯微鏡，觀察到不同形態(tài)的細(xì)菌、紅細(xì)胞和精子等。意大利的馬爾切洛·馬爾皮吉（M. Malpighi）用顯微鏡廣泛觀察了動植物的微細(xì)結(jié)構(gòu)，如細(xì)胞壁和細(xì)胞質(zhì)。此后，雖然觀察細(xì)胞所獲得的資料不斷增加，積累了較豐富的材料，但是，在長達(dá)170多年的歷史中，人們對細(xì)胞及其與生物體的關(guān)系并沒有進(jìn)行科學(xué)的歸納和概括。
[注] 此處有羅伯特·胡克（1635.7.18－1703.3.3）與安東尼·列文虎克（1632.10.24－1723.08.26）兩位科學(xué)家，在中國普通高中生物課程中，有時羅伯特·胡克被譯作“虎克”。
3.科學(xué)觀察和歸納概括的結(jié)合——形成理論
植物學(xué)家施萊登通過對花粉、胚珠和柱頭組織的觀察，發(fā)現(xiàn)這些組織都是由細(xì)胞構(gòu)成的，而且細(xì)胞中都有細(xì)胞核。在此基礎(chǔ)上，他進(jìn)行了理論概括，提出了植物細(xì)胞學(xué)說，即植物體都是由細(xì)胞構(gòu)成的，細(xì)胞是植物體的基本單位，新細(xì)胞從老細(xì)胞中產(chǎn)生。施萊登把他的研究成果告訴了動物學(xué)施旺，施旺很感興趣并大受啟發(fā)，決意要證明植物界和動物界這“兩大有機(jī)界最本質(zhì)的聯(lián)系”。施旺主要研究了動物細(xì)胞的形成機(jī)理和個體發(fā)育過程，他認(rèn)為：動物體也是由細(xì)胞構(gòu)成的，一切動物的個體發(fā)育過程，都是從受精卵這個單細(xì)胞開始的。為此，他發(fā)表了研究報(bào)告《關(guān)于動植物的結(jié)構(gòu)和生長一致性的顯微研究》。施旺還說：“現(xiàn)在，我們已推倒了分隔動植物界的巨大屏障。”
4.細(xì)胞學(xué)說在修正中前進(jìn)
新細(xì)胞如何由老細(xì)胞產(chǎn)生呢？施萊登認(rèn)為新細(xì)胞是從老細(xì)胞的細(xì)胞核中長出來的，或者是在老細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中像結(jié)晶那樣產(chǎn)生的。施萊登的朋友耐格里（K. Nageli）用顯微鏡觀察了多種植物分生區(qū)新細(xì)胞的形成，發(fā)現(xiàn)新細(xì)胞的產(chǎn)生原來是細(xì)胞分裂的結(jié)果。還有些學(xué)者觀察了動物受精卵的分裂。在此基礎(chǔ)上，1858年，德國的魯?shù)婪颉し茽柦B（R.L.C. Virchow）總結(jié)出“細(xì)胞通過分裂產(chǎn)生新細(xì)胞”。他的名言是：“所有的細(xì)胞都來源于先前存在的細(xì)胞。”這個斷言，至今仍未被推翻。
主要貢獻(xiàn)
在十九世紀(jì)以前許多學(xué)者的工作都著眼于細(xì)胞的顯微結(jié)構(gòu)方面，從事形態(tài)上的描述，而對各種有機(jī)體中出現(xiàn)細(xì)胞的意義一直沒有作出理論的概括，包括拉馬克、莫爾、杜托息等都對細(xì)胞有所研究，正是有這些人的基礎(chǔ)，直到1838年德國植物學(xué)家施萊登 (Matthias Jakob Schleiden) 、1839年德國動物學(xué)家施旺 (Theodor Schwann)才能 提出：一切動植物都是由細(xì)胞構(gòu)成的，細(xì)胞是一切動植物的基本單位。這一學(xué)說即“細(xì)胞學(xué)說(細(xì)胞 Theory)”，在 19 世紀(jì)已有不少科學(xué)家的工作對細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)立做出了很大的貢獻(xiàn)，如：
1. Jean-Baptiste de Lamark (1744~1829)，獲得性遺傳理論的創(chuàng)始人，法國退伍陸軍中尉，50 歲成為巴黎動物學(xué)教授，1809年他認(rèn)為只有具有細(xì)胞的機(jī)體，才有生命。"It has been recognized for a long time that the membranes which form the envelopes of the brain, of the nerves, of vessels, of all kinds of glands, of viscera, of muscles and their fibers, and even the skin of the body are in general the productions of cellular tissue. But no one, so far as I know, has yet perceived that cellular tissue is the general matrix of all organization and that without this tissue no living body would be able to exist, nor could it have been formed." (被長時間公認(rèn)的是，組成大腦、神經(jīng)、血管、各類腺體、內(nèi)臟、肌肉及肌肉纖維、甚至于身體皮膚上的膜大體上都是由細(xì)胞組成的組織（自然地）分泌產(chǎn)生。但是根據(jù)我的認(rèn)知，沒有人尚且注意到由細(xì)胞組成的組織是所有組織（指生命系統(tǒng)）的普遍的基體，并且如果沒有這樣的（由細(xì)胞組成的）組織（存在），就沒有生命體可能存在，也不會有（生命體）被組成。)
2. Charles Brisseau Milbel (1776~1854)，法國植物學(xué)家，1802 年認(rèn)為植物的每一部分都有細(xì)胞存在。"The plant is wholly formed of a continuous cellular membranous tissue. Plants are made up of cells, all parts of which are in continuity and formed one and the same membranous tissue." (植物完全地被一個由細(xì)胞組成的遍布性的膜組織所組成。植物由細(xì)胞所組成，（植物的）所有部分都是具有連續(xù)性的并且是都由同一個膜組織所組成。)
3. Henri Dutrochet (1776~1847)，法國生理學(xué)家，1824年進(jìn)一步描述了細(xì)胞的原理。"All organic tissues are actually globular cells of exceeding smallness, which appear to be united only by simple adhesive forces; thus all tissues, all 動物界 (and plant) organs, are actually only a cellular tissue variously modified. This uniformity of finer structure proves that organs actually differ among themselves merely in the nature of the substances contained in the vesicular cells of which they are composed.” (所有器官的組織（不指生態(tài)系統(tǒng)）實(shí)際上都是非常微小的球狀細(xì)胞，（它們）似乎只是被簡單的黏著力結(jié)合，因此所有的組織，所有的動（植）物器官，事實(shí)上只是被一個由細(xì)胞組成的組織以各種方式調(diào)整而成。這種更加細(xì)微的構(gòu)造的統(tǒng)一證明了（一種）器官不同于在器官范圍內(nèi)的其他（種類）器官，實(shí)質(zhì)僅僅在于由被包括在所組成的（動植物細(xì)胞的）泡囊狀的細(xì)胞的物質(zhì)的基本特征的不同。)
4. Matthias Jakob Schleiden (1804~1881)，德國植物學(xué)教授，1838年發(fā)表“植物發(fā)生論”(Beitr?ge zur Phytogenesis)，認(rèn)為無論怎樣復(fù)雜的植物都有形形色色的細(xì)胞構(gòu)成。他認(rèn)識到了 Robert Brown 發(fā)現(xiàn)細(xì)胞核的重要意義，這一點(diǎn) Brown 本人并未做到，他試圖重建細(xì)胞發(fā)育的過程，為此他聰明地選擇了胚胎細(xì)胞作為他研究的起點(diǎn)，他還在細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了核仁。
5. Theodor Schwann (1810~1882)，德國解剖學(xué)教授，一開始就研究 Schleiden 的細(xì)胞形成學(xué)說，他完全接受了這個學(xué)說，并把它擴(kuò)展為所有生命現(xiàn)象的起源和基礎(chǔ)的一般理論。他把 Schleiden 在植物中的發(fā)現(xiàn)應(yīng)用到動物中去，并于 1838 年提出了“細(xì)胞學(xué)說” (細(xì)胞 Theory) 這個術(shù)語；1839 年發(fā)表了“關(guān)于動植物結(jié)構(gòu)和生長一致性的顯微研究”，因此細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)立被認(rèn)為歸功于 Schleiden 和 Schwann 兩個人，而且年份也被定到 1839 年。
Schwann提出：(1) 有機(jī)體是由細(xì)胞構(gòu)成的；(2) 細(xì)胞是構(gòu)成有機(jī)體的基本單位。
Schwann原文：每個細(xì)胞都相對獨(dú)立的生活著，但同時又從屬于有機(jī)體的整體功能。
6.Rudolf Ludwig Karl Virchow(1821-1902)，德國病理學(xué)家，1858年，出版了《細(xì)胞病理學(xué)》，提出“一切細(xì)胞來源于細(xì)胞” (Omnis cellula e cellula) 的著名論斷，表達(dá)出：細(xì)胞只能來源于細(xì)胞。細(xì)胞是一個相對獨(dú)立的單位。
參考資料 >