什麼是細胞理論?概念、假設和原則、背景歷史以及驗證
我們解釋什麼是細胞理論、它的假設和原則。還有他的背景歷史以及如何驗證。
細胞理論解釋說,所有生物體都是由細胞組成的。
什麼是細胞學說?
細胞學說是現代生物學領域最重要、最核心的假設之一。它指出所有生物絕對都是由細胞組成的。這包括我們星球上的所有生物。
該理論也描述了細胞在地球生命演化史上的作用。由此解釋了生物體的主要特徵。
細胞理論永遠徹底改變了人類理解生命和組織生命的方式。因此,他開闢了許多專業知識領域,並解決了許多自古以來伴隨他的關於他的身體和動物的問題。
從它的論證來看,這個理論闡明了生命的起源和繁殖。此外,它使我們能夠了解當今被認為是生物學最基本的生理單位的動力學和過程:細胞。
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什麼是細胞學說?
正如我們之前所說,細胞理論將生物學的努力集中在細胞作為生命的最小結構上。了解所有生命形式都以細胞為基礎,這意味著植物、動物和真菌的所有組織都可以分解為單一細胞,儘管細胞是獨特且有差異的。
然而,動物細胞、植物細胞或單細胞生物的細胞彼此之間有很大差異。此外,這種觀點使我們能夠理解存在的巨大細胞多樣性,不僅存在於原始和單細胞生命形式中,甚至存在於我們自己的體內。
另一方面,所有關於生命基本過程,如出生、生長、繁殖和死亡的研究,不僅可以追溯到生物體的細胞水平,而且還可以依次發生在每個生物體中。
細胞理論史
馬塞洛·馬爾皮基是第一個觀察活細胞的人。圖:惠康收藏
細胞理論植根於始於古代文明的悠久的生命研究歷史。然而,直到17世紀顯微鏡的發明,人們才能夠觀察植物細胞,義大利生物學家馬塞洛·馬爾皮基(Marcello Malpighi,1628-1694)也是如此。
就在那時,關於這些結構到底是什麼的爭論開始了。後來,英國人羅伯特·胡克(Robert Hooke,1635-1703)根據他對軟木塞切割的觀察,將它們命名為cellulae,源自拉丁語“細胞” 。
後來,被認為是微生物學之父的荷蘭人安東·範·列文虎克(Anton van Leeuwenhoek,1632-1723)開始使用他自己發明的各種顯微鏡來觀察他所交易的織物的品質。但隨後他致力於對其他物質的觀察。
因此,範·列文虎克是第一個觀察細菌、原生動物和精子本身的人。以此方式,他也對當時盛行的生命自發產生理論進行了第一次打擊。
其他後來的科學家對細胞理論的出現做出了重大貢獻。例如,法國人Xavier Bichat(1771-1802)首先將組織定義為一組具有相似形狀和功能的細胞。
另一方面,德國人西奧多·施萬(Theodor Schwann,1810-1882)和馬蒂亞斯·傑克布·施萊登(Matthias Jackob Schleiden,1804-1881)提出了細胞學說的第一原理:所有生物都是由細胞及其分泌物組成的。隨後,德國人魯道夫·維爾肖(Rudolf Virchow,1821-1902)第一個證明了細胞二分性,即細胞來自於其他細胞。
儘管有這些發現,細胞理論在整個 19 世紀仍然存在爭議。最後,法國人路易·巴斯德(Louis Pasteur,1822-1895)用他的實驗充分驗證了這個理論,證明生命不是自發性的。
細胞理論原理
從廣義上講,細胞理論的原理與現代生物學的原理相同。這意味著生命和惰性之間的區別:生命物質能夠代謝(培育)和自我延續(繁殖),為此它必須具有細胞內存在的必要結構。
另一個重要的原則是遺傳:將生物訊息傳遞給後代使得一個物種得以延續。這個過程也取決於重要的細胞結構,例如細胞核,其中包含整個物種的DNA。
最後,細胞在多細胞生物中聚集在一起形成組織,組織是相同類型細胞的更大、均勻的結構。在此過程中,它們遵循重要的多樣化標準,例如分離神經、肌肉和肝細胞等的標準。
另請參閱:遺傳的染色體理論
細胞理論的假設
細胞理論認為所有細胞都來自其他細胞。
細胞理論可以簡化為三個基本假設:
所有生物都是由細胞組成的。因此,它們是生命的最小功能單位,具有不同程度的結構複雜性。一個細胞足以構成一個生物體(單細胞),但許多細胞可以組織成菌落或單一生物體(多細胞),使其功能多樣化並達到非常高的相互依賴性。
生物體的重要功能發生在細胞內。透過生化過程,並受細胞分泌的物質控制。每個細胞都作為一個獨特的開放系統運行,以受控的方式與其環境交換物質和能量。此外,有機體的每個細胞中都發生與整個有機體相同的重要功能:出生、生長、繁殖、死亡。
所有存在的細胞都來自其他先前的細胞。透過細胞分裂或幹細胞形成。世界上最古老、最原始的細胞是原核生物(沒有細胞核)。