细胞学说（德国施莱登和施旺提出的学说）

简介

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。

植物细胞

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。

细胞学说动物细胞

⑴揭示了动物和植物的统一性，从而阐明了生物界的统一性。

⑵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和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。

发展历史

1665年英国科学家罗伯特·胡克（Robert Hooke，1635－1703），使用诞生不久的显微镜观察软木塞切片，首次发现蜂窝状的植物细胞，并且在他的著作《显微图谱》（Micrographia）描述。但是当时细胞并没有被认为是植物世界的独立的、活的结构单位。

木栓组织

1677年安东尼·范·列文虎克首次描述了昆虫、狗和人的精子，1684年也准确地描述了红细胞，证明马尔皮基推测的毛细血管层是真实存在的。

17世纪中期，马尔切罗·马尔皮基（Marcello Malpighi）用显微镜研究人体的微细结构，发现了肾小球、肾小管、红细胞、毛细血管网等。观察到血液通过毛细血管网，从而证实了哈维的学说。还比较研究了不同植物的显微解剖，发现动、植物结构有相似之处。

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。

在18世纪的德国，自然哲学非常盛行。这个体系的内容之一是描述他们认为是组成有机世界多样性的典型单位。歌德认为叶子是各种不同植物的典型单位结构，而L.奥肯(L.Orkin)则主张脊椎节是一般动物原型结构的基本单位。奥肯还进一步认为有机体由粘液囊泡或活的单位所组成，并在它们暂时所属的有机体死亡后继续生存着，形成另一个生物的一部分。18世纪末的比夏反复研究已解剖了的尸体，将研究水平深入到器官，但由于当时人们的观点思路，没有深入到细胞层次。在19世纪早期，这样一种观点相当流行，并且同对动植物结构的显微镜观察结合在一起。

在19世纪初期，植物解剖的研究复活了，德国植物学家特雷维拉努斯和冯·莫尔认识到细胞是植物的结构单位。19世纪20年代，意大利的亚米齐和其他人制成了改进的消色差显微镜，使人们得以观察到有机细胞的详细情况。一个伦敦医生罗伯特·布朗于1831年观察到植物细胞一般具有一个核，不过他对自己的发现并不怎样重视。捷克人浦肯野用显微镜观察了一个母鸡卵中的胚核，并指出动物的组织，在胚胎中是由紧密裹在一起的细胞质块所组成，这些细胞质块与植物的组织很类似。

细胞学说

1833年英国植物学家R·布朗(Robert Brown)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和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。

细胞学说是关于细胞是动物和植物结构和生命活动的基本单位的学说。德国生物学家马蒂亚斯·雅各布·施莱登(Matthias Jakob Schleiden，1804－1881)在1838年在前人研究成果的基础上提出：细胞是一切植物的基本构造；细胞不仅本身是独立的生命，并且是植物体生命的一部分，并维系着整个植物体的生命。第二年，也就是1839年，泰奥多尔·施旺(Theodor Schwann，1810－1882)受到施莱登的启发，结合自身的动物细胞研究成果，提出“所有动物也是由细胞组成的”对施莱登提出的“所有的植物都是由细胞组成的”的观点进行了补充，把细胞说扩大到动物界，提出一切动物组织均由细胞组成，从而建立了生物学中统一的细胞学说。这就是《细胞学说》(Cell theory)的基础。把细胞作为生命的一般单位，以及作为动植物界生命现象的共同基础的这种概念立即受到了普遍的接受。

19世纪40年代许多研究者纠正了他们其中的一些错误观点，特别是植物学家耐格里和霍夫迈斯特以及动物学家克里克尔、莱迪希和罗伯特·雷马克，他们证明新细胞是靠分裂形成的，细胞核先在母细胞内分裂为二，然后是母细胞分裂为两个子细胞，1858年，德国病理学家鲁道夫·魏尔肖(Rudolf Virchow，1821－1902)作出了另一个重要的论断（一说魏尔肖剽窃雷马克的研究成果）：所有的细胞都必定来自已存在的活细胞。这个理论的提出彻底否定了传统的生命自然发生说的观点，至此，以上的研究结果共同形成了比较完备的细胞学说。

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

虎克时代的显微镜

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。

虎克绘制的木栓细胞图

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、红细胞和精子等。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、胚珠和柱头组织的观察，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）用显微镜观察了多种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。

主要贡献

在十九世纪以前许多学者的工作都着眼于细胞的显微结构方面，从事形态上的描述，而对各种有机体中出现细胞的意义一直没有作出理论的概括，包括拉马克、莫尔、杜托息等都对细胞有所研究，正是有这些人的基础，直到1838年德国植物学家施莱登 (Matthias Jakob Schleiden) 、1839年德国动物学家施旺 (Theodor Schwann)才能 提出：一切动植物都是由细胞构成的，细胞是一切动植物的基本单位。这一学说即“细胞学说(Cell Theory)”，在 19 世纪已有不少科学家的工作对细胞学说的创立做出了很大的贡献，如：

1. Jean-Baptiste de Lamark (1744~1829)，获得性遗传理论的创始人，法国退伍陆军中尉，50 岁成为巴黎动物学教授，1809年他认为只有具有细胞的机体，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." (被长时间公认的是，组成大脑、神经、血管、各类腺体、内脏、肌肉及肌肉纤维、甚至于身体皮肤上的膜大体上都是由细胞组成的组织（自然地）分泌产生。但是根据我的认知，没有人尚且注意到由细胞组成的组织是所有组织（指生命系统）的普遍的基体，并且如果没有这样的（由细胞组成的）组织（存在），就没有生命体可能存在，也不会有（生命体）被组成。)

2. Charles Brisseau Milbel (1776~1854)，法国植物学家，1802 年认为植物的每一部分都有细胞存在。"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." (植物完全地被一个由细胞组成的遍布性的膜组织所组成。植物由细胞所组成，（植物的）所有部分都是具有连续性的并且是都由同一个膜组织所组成。)

3. Henri Dutrochet (1776~1847)，法国生理学家，1824年进一步描述了细胞的原理。"All organic tissues are actually globular cells of exceeding smallness, which appear to be united only by simple adhesive forces; thus all tissues, all animal (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.” (所有器官的组织（不指生态系统）实际上都是非常微小的球状细胞，（它们）似乎只是被简单的黏着力结合，因此所有的组织，所有的动（植）物器官，事实上只是被一个由细胞组成的组织以各种方式调整而成。这种更加细微的构造的统一证明了（一种）器官不同于在器官范围内的其他（种类）器官，实质仅仅在于由被包括在所组成的（动植物细胞的）泡囊状的细胞的物质的基本特征的不同。)

施莱登

4. Matthias Jakob Schleiden (1804~1881)，德国植物学教授，1838年发表“植物发生论”(Beiträge zur Phytogenesis)，认为无论怎样复杂的植物都有形形色色的细胞构成。他认识到了 Robert Brown 发现细胞核的重要意义，这一点 Brown 本人并未做到，他试图重建细胞发育的过程，为此他聪明地选择了胚胎细胞作为他研究的起点，他还在细胞中发现了核仁。

施旺

Schwann提出：(1) 有机体是由细胞构成的；(2) 细胞是构成有机体的基本单位。

Schwann原文：每个细胞都相对独立的生活着，但同时又从属于有机体的整体功能。

6.Rudolf Ludwig Karl Virchow(1821-1902)，德国病理学家，1858年，出版了《细胞病理学》，提出“一切细胞来源于细胞” (Omnis cellula e cellula) 的著名论断，表达出：细胞只能来源于细胞。细胞是一个相对独立的单位。