细胞学说

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  细胞学说汉语拼音:Xibao Xueshuo;英语:cell theory),有关细胞是生物体结构的基本单位和生命活动的基本单位的学说。基本含义为:所有生物(从单细胞生物到高等动植物)均由细胞组成;细胞是生物形态结构和功能活动的基本单位。

细胞学说的建立

  细胞学说产生于17世纪。从1665年英国物理学家R.胡克发现细胞到1839年细胞学说的建立,经过了170多年。在这一时期内,对动、植物的细胞及其内容物进行了广泛的研究,积累了大量资料。1759年C.F.沃尔夫在《发生论》一书中已清楚地描述了组成动、植物胚胎的“小球”和“小泡”,但还不了解其意义和起源的方式。1805年德国生物学家L.奥肯也提出过类似的概念。1833年英国植物学家R.布朗在植物细胞内发现了细胞核;接着又有人在动物细胞内发现了核仁。到19世纪30年代,已有人注意到植物界动物界在结构上存在某种一致性,它们都是由细胞组成的,并且对单细胞生物的构造和生活也有了相当多的认识。在这一背景上,M.J.施莱登在1838年提出了细胞学说的主要论点,翌年与T.A.H.施万一起加以充实和普遍化,创立有历史意义的“细胞学说”。

细胞学说的主要内容

  由施莱登和T.A.H.施万奠基的细胞学说可以高度概括为三条基本原理:细胞来自细胞的原理、细胞是有机体基本结构单位的原理、细胞的普遍性原理。具体地讲,细胞学说主要有以下几个方面的内容:

  1. 细胞是植物体、动物体的基本结构单位,也是生物进行生命活动的基本单位 施莱登通过研究植物内部结构的共同性,得出重要结论:所有类型的植物均由可辨认的细胞构成;细胞均有其自身的生命过程,是生命活动的基本单位。施万从多种动物组织的研究中推广了施莱登的观点,指出一切不同类型的动物也由细胞构成,因此植物与动物在构造上具有统一性。
  2. 细胞在结构和组成上具有共同的基本特征 施万作出了“细胞构造是有机体构造的普遍原则”的推断。细胞在构造上都有外表的细胞膜,其中包含着细胞核,在核中有核仁等结构。现在知道,细胞膜、细胞质和细胞核是真核细胞普遍的组成部分;原核细胞不具备明显的核被膜包围的细胞核,但细胞中的遗传物质在本质上与真核生物相同。
  3. 生物体的功能通过细胞的活动而实现 施万指出,营养、代谢和生长等生命基础过程都以细胞为单位进行。动植物细胞按照共同的规律发育,有共同的生命过程。新陈代谢现象是细胞所特有的生命现象,是细胞生命活动的基本特点。细胞学说创始人对代谢现象的重要性的强调,是对生命科学的重要贡献。
  4. 新细胞是从已经存在的旧细胞通过分裂而产生的 这是有关细胞发生的假说,被大量科学研究所证实。先是施莱登和施万推测核仁出芽产生新细胞,不久被其他学者修正为细胞分裂产生新细胞,最后是德国病理学家R.C.菲尔肖明确提出“细胞生自细胞”的科学论断。
  5. 细胞功能失常,导致生物体的病患 1855年菲尔肖出版了《细胞病理学》,将细胞学说应用于病理现象的分析中。由于细胞是生物进行生命活动的基本单位,生物体的基本功能通过细胞而实现,因此,细胞的功能异常是生物体疾病的来源。

细胞学说的发展

  19世纪50年代以来,以细胞学说为出发点的学科领域不断发展。德国生物学家E.海克尔将动物界分为单细胞原生动物和多细胞后生动物,并认为所有生物起源于无核原生生物;菲尔肖的研究表明生物体生病是因为细胞功能失常;有丝分裂的发现导致细胞分裂是生殖和遗传连续性的中心环节的观点的提出。细胞学说指导人们以细胞为生命研究的结构单位,产生了细胞学;细胞学与胚胎学、发育生物学研究结合,阐明了卵子和精子作为细胞的基本特征、个体发育通过受精卵分裂和分化而实现的过程。细胞学说应用于遗传学,特别是染色体行为的研究,促进了细胞遗传学的兴起。随着生命科学研究的深入,人们也不再像细胞学说原先那样过分强调细胞生命的“独立”,不再把生物体看作细胞的简单组合。

  20世纪70年代以来,在细胞学说和经典细胞学的基础上,亚显微结构研究的深入、生物化学技术的发展、分子生物学和分子遗传学原理和技术的应用,促使现代细胞生物学诞生。

细胞学说的意义

  细胞学说的建立和发展,使人们认识到细胞是生物体的生理机能和所有生命现象的基础。现在进一步证明,虽然存在非细胞形态的病毒、类病毒和朊病毒,但它们仍以细胞为生命活动的基本单位。细胞的研究,对于认识生物的遗传、发育和生理机能至关重要,对于病理学、药理学和育种学等具有重要的实用价值。细胞学说论证了整个生物界在结构上(进而在生命活动规律上)的统一性,进一步诠释了各类生物共同起源的基础,有力地推动了生物学的发展,为辩证唯物主义提供了又一个重要的自然科学依据。以细胞学说为基础的细胞学发展为一门生物学分支学科,并与其他生物学科相互渗透,极大地推动了对生命现象本质的科学研究。恩格斯将细胞学说与能量转化及守恒定律、生物进化论称为19世纪自然科学的三个最重大发现。