人教新教材“細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位”教學(xué)參考

人教新教材“細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位”教學(xué)參考

1.本章思維導(dǎo)圖

2.教學(xué)目標(biāo)

2.1.分析細(xì)胞學(xué)說(shuō)的建立過(guò)程，歸納出植物和動(dòng)物在結(jié)構(gòu)上具有一致性，認(rèn)同

細(xì)胞學(xué)說(shuō)的重大意義，認(rèn)同細(xì)胞學(xué)說(shuō)的建立是一個(gè)不斷修正和發(fā)展的過(guò)程。

2.2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和案例分析，能夠基于觀察到的細(xì)胞與生命活動(dòng)之間關(guān)系的

生物學(xué)事實(shí)和證據(jù)，認(rèn)識(shí)細(xì)胞是生物體生命活動(dòng)的基本單位。

2.3.運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能、局部與整體相統(tǒng)一的觀點(diǎn)，認(rèn)識(shí)生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次和

細(xì)胞是基本的生命系統(tǒng)。

2.4.通過(guò)分析細(xì)胞學(xué)說(shuō)建立的過(guò)程，說(shuō)出科學(xué)發(fā)現(xiàn)的基本特點(diǎn)，舉例說(shuō)出歸納

法在科學(xué)研究中的作用。

3.教材旁欄問(wèn)題和練習(xí)及答案

問(wèn)題探討

1.如果讓你提供證據(jù)說(shuō)明大熊貓和冷箭竹都是由細(xì)胞構(gòu)成的，你將如何獲

取和提供證據(jù)？

【答案】可以將大熊貓和冷箭竹幾種器官、組織制成裝片或切片，在顯微鏡

下觀察這些組織是否由細(xì)胞構(gòu)成；或者查閱科學(xué)研究文獻(xiàn)，利用科學(xué)家已

經(jīng)獲得的研究結(jié)果為證據(jù)。

2.與同學(xué)相互評(píng)價(jià)各自的證據(jù)是否正確和充分。

【答案】評(píng)價(jià)時(shí)注重證據(jù)獲取的可行性和科學(xué)性。

思考討論

1.科學(xué)家是如何通過(guò)獲得證據(jù)來(lái)說(shuō)明動(dòng)植物體由細(xì)胞構(gòu)成這一結(jié)論的？

【答案】通過(guò)對(duì)動(dòng)植物體的解剖和顯微觀察獲得證據(jù)，通過(guò)歸納概括形成結(jié)

論。

2.施萊登和施旺只是觀察了部分動(dòng)植物的組織，卻歸納出“所有的動(dòng)植物都

是由細(xì)胞構(gòu)成的”。這一結(jié)論可信嗎？為什么？這一結(jié)論對(duì)生物學(xué)研究有什

么意義？

【答案】可信。因?yàn)樵诩?xì)胞學(xué)說(shuō)建立過(guò)程中，科學(xué)家不僅運(yùn)用了不完全歸納

法，還揭示了動(dòng)植物的個(gè)體與細(xì)胞的內(nèi)在規(guī)律性關(guān)系(如細(xì)胞是動(dòng)植物生

命活動(dòng)的基本單位，動(dòng)物體是由受精卵這個(gè)細(xì)胞發(fā)育而成的)，這樣的科

學(xué)歸納比一般的不完全歸納更具可信度。這一結(jié)論，實(shí)際上是闡釋了植物

和動(dòng)物在結(jié)構(gòu)上的一致性，由此突破了植物學(xué)和動(dòng)物學(xué)之間的壁壘，也推

動(dòng)了人們對(duì)細(xì)胞深入地開(kāi)展研究。

3.“所有的細(xì)胞都來(lái)源于先前存在的細(xì)胞”，這是否暗示著你身體的每個(gè)細(xì)胞

都凝聚著漫長(zhǎng)的進(jìn)化史？細(xì)胞學(xué)說(shuō)主要闡明了細(xì)胞的多樣性還是生物界的

統(tǒng)一■性？

【答案】“所有的細(xì)胞都來(lái)源于先前存在的細(xì)胞”，這暗示著人的身體的每個(gè)

細(xì)胞都凝聚著漫長(zhǎng)的進(jìn)化史；細(xì)胞學(xué)說(shuō)主要闡明了生物界的統(tǒng)一性，因?yàn)?/p>

它揭示了動(dòng)物和植物的統(tǒng)一性，從而闡明了生物界的統(tǒng)一性。

4.通過(guò)分析細(xì)胞學(xué)說(shuō)建立的過(guò)程，你領(lǐng)悟到科學(xué)發(fā)現(xiàn)具有哪些特點(diǎn)？

［答案］通過(guò)分析細(xì)胞學(xué)說(shuō)建立的過(guò)程，領(lǐng)悟到的科學(xué)發(fā)現(xiàn)具有以下的特點(diǎn)。

⑴科學(xué)發(fā)現(xiàn)需從觀察入手。

(2)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程離不開(kāi)技術(shù)的支持。

(3)科學(xué)理論的形成需要觀察與歸納概括的結(jié)合。

(4)科學(xué)學(xué)說(shuō)的建立是一個(gè)不斷修正和發(fā)展的過(guò)程。

思考

一個(gè)分子或一個(gè)原子，也是一個(gè)系統(tǒng)嗎？如果是，它們是不是生命系統(tǒng)？

如果不是，請(qǐng)說(shuō)明理由。

【答案】一個(gè)分子或一個(gè)原子是一個(gè)系統(tǒng)，但不是一個(gè)生命系統(tǒng)。不同層次

的生命系統(tǒng)都要有多個(gè)組成成分，每個(gè)組成成分都執(zhí)行一定的功能，它們

之間相互配合完成生命活動(dòng)，而一個(gè)分子或原子不具有生命系統(tǒng)的功能。

思考?討論

請(qǐng)結(jié)合圖1-3,分析討論以下問(wèn)題。

1.葉的表皮細(xì)胞和心肌細(xì)胞各有什么功能？

【答案】葉的表皮細(xì)胞主要起保護(hù)作用；心肌細(xì)胞是心臟的重要組成部分，

眾多心肌細(xì)胞收縮、舒張使心臟得以搏動(dòng)。

2.冷箭竹的光合作用是在哪些細(xì)胞中進(jìn)行的？大熊貓的血液運(yùn)輸氧的功能

是靠哪種細(xì)胞完成的？

【答案】冷箭竹的光合作用發(fā)生在葉肉細(xì)胞中，因?yàn)檫@些細(xì)胞中含有葉綠

體；大熊貓的血液運(yùn)輸氧的功能靠紅細(xì)胞完成。

3.大熊貓和冷箭竹繁殖后代關(guān)鍵是靠什么細(xì)胞？

【答案】大熊貓和冷箭竹繁殖后代關(guān)鍵是靠生殖細(xì)胞完成的。

（通過(guò)上面3個(gè)問(wèn)題的討論可以看出，動(dòng)植物體的生命活動(dòng)是靠一個(gè)個(gè)細(xì)

胞完成的。）

4.生物圈的碳氧平衡是不是與地球上所有生物細(xì)胞的生命活動(dòng)都有關(guān)系？

為什么？

【答案】生物圈的碳氧平衡與地球上所有生物細(xì)胞的生命活動(dòng)都有關(guān)系，因

為基本上每個(gè)細(xì)胞都要進(jìn)行呼吸作用，消耗氧氣和釋放二氧化碳，而綠色

植物細(xì)胞和藍(lán)細(xì)菌能進(jìn)行光合作用，吸收二氧化碳和釋放氧氣。正因?yàn)橛?/p>

了細(xì)胞的呼吸作用和光合作用，才能保持生物圈中的碳氧平衡。

練習(xí)與應(yīng)用

一、概念檢測(cè)

1.判斷下列事實(shí)或證據(jù)是否支持細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位。

（1）草履蟲(chóng)是單細(xì)胞生物，能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和分裂。（弋）

C2）人體發(fā)育離不開(kāi)細(xì)胞的分裂和分化。（7）

（3）離體的葉綠體在一定的條件下能釋放氧氣。（x）

（4）用手抓握物體需要一系列神經(jīng)細(xì)胞和肌肉細(xì)胞的協(xié)調(diào)配合。（4）

2.下列敘述與細(xì)胞學(xué)說(shuō)不相符的是（C）

A.植物和動(dòng)物都是由細(xì)胞構(gòu)成的，這反映了生物界的統(tǒng)一性

B.植物和動(dòng)物有著共同的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

C.人體每個(gè)細(xì)胞都能單獨(dú)完成各項(xiàng)生命活動(dòng)

D.新細(xì)胞是通過(guò)已存在的細(xì)胞分裂產(chǎn)生的

3.觀察人體皮膚縱切片和迎春葉橫切片的光學(xué)顯微鏡圖像，回答問(wèn)題。

（1）在兩張切片的圖像中，盡可能多地寫(xiě)出你認(rèn)識(shí)的細(xì)胞名稱(chēng)以及它們可

能的功能。

人體皮膚縱切（局部）迎春葉橫切（局部）

【答案】人體皮膚：本切片圖中可見(jiàn)上皮組織的細(xì)胞、角質(zhì)保護(hù)層細(xì)胞（死

亡）和皮下結(jié)締組織中的多種細(xì)胞；迎春葉：表皮細(xì)胞（保護(hù)）、保衛(wèi)細(xì)

胞（控制水分蒸發(fā)和氣體進(jìn)出）、葉肉細(xì)胞（光合作用）、導(dǎo)管細(xì)胞（運(yùn)

輸水和無(wú)機(jī)鹽）、篩管細(xì)胞（運(yùn)輸有機(jī)物），等等。

（2）比較動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞，描述它們的共同點(diǎn)和區(qū)別。

【答案】植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞的共同點(diǎn)是：有細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核；區(qū)

別是：植物細(xì)胞有細(xì)胞壁、液泡，有些植物細(xì)胞還有葉綠體。

（3）為什么把人體皮膚和迎春葉都稱(chēng)為器官？

【答案】因?yàn)槿梭w皮膚和迎春葉都是由多種組織組成的。例如：人體皮膚由

上皮組織、結(jié)締組織、神經(jīng)組織和肌肉組織組成，這些不同的組織按照一

定的次序結(jié)合在一起構(gòu)成行使保護(hù)等功能的器官。

二、拓展應(yīng)用

1.某同學(xué)在顯微鏡下觀察了菠菜、天竺葵、柳樹(shù)葉片中的葉肉細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)

這些葉肉細(xì)胞中都有葉綠體，于是得出了植物葉肉細(xì)胞都有葉綠體的結(jié)論。

他得出這個(gè)結(jié)論應(yīng)用了不完全歸納法。你還能列舉不完全歸納法其他應(yīng)用

的例子嗎？在使用這種方法時(shí)，要注意什么問(wèn)題？

【答案】提示：可用已學(xué)過(guò)的植物或動(dòng)物的分類(lèi)、細(xì)胞所具有的結(jié)構(gòu)進(jìn)行舉

例，也可以結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行舉例。運(yùn)用不完全歸納法時(shí)，要審慎地接受

所得出的結(jié)論，歸納時(shí)需要注意抓住所歸納對(duì)象的本質(zhì)特征。

2.病毒沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，一般由核酸和蛋白質(zhì)組成。但是，病毒的生活離不

開(kāi)細(xì)胞，請(qǐng)查閱資料，說(shuō)明病毒的生活為什么離不開(kāi)細(xì)胞。

（張白質(zhì)）英種病#模式圖

【答案】病毒盡管沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，但病毒必須寄生在細(xì)胞中生活，依靠細(xì)胞

中的物質(zhì)來(lái)合成自己需要的物質(zhì)，離開(kāi)了細(xì)胞，病毒就不能長(zhǎng)時(shí)間生存，

因此說(shuō)，病毒的生活是離不開(kāi)細(xì)胞的。

3.如果“新細(xì)胞都是從老細(xì)胞中產(chǎn)生的”不成立，細(xì)胞一直可以從無(wú)機(jī)環(huán)境

中自然發(fā)生，生物進(jìn)化的觀點(diǎn)還能被人們普遍接受嗎？請(qǐng)用自己的語(yǔ)言簡(jiǎn)

要闡述細(xì)胞學(xué)說(shuō)是否支持生物進(jìn)化的觀點(diǎn)。

【答案】如果“新細(xì)胞都是從老細(xì)胞中產(chǎn)生的”不成立，細(xì)胞一直可以從無(wú)機(jī)

環(huán)境中自然發(fā)生，生物進(jìn)化論中生物都起源于共同原始祖先的觀點(diǎn)就會(huì)受

到質(zhì)疑。一切動(dòng)植物都是由細(xì)胞發(fā)育而來(lái)的，并由細(xì)胞和細(xì)胞產(chǎn)物所構(gòu)成，

說(shuō)明動(dòng)物和植物的統(tǒng)一性，從而闡明了生物界的統(tǒng)一性，這也支持生物有

著共同起源的觀點(diǎn)。

7.教學(xué)參考

7.1為什么細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位這一節(jié)弱化了病

毒I，J:？?

1.問(wèn)題探討

1.1前后聯(lián)系，強(qiáng)調(diào)主題

新教材重寫(xiě)了（以下“現(xiàn)行教材”均指代2007版的人教高中生物教材）

的問(wèn)題探討?，F(xiàn)行教材中SARS病毒的例子對(duì)現(xiàn)在的高中生有些陌生；同時(shí)，

這一章的主題是細(xì)胞，用病毒來(lái)引入也有喧賓奪主之嫌。此處用大熊貓為

例引入問(wèn)題探討，學(xué)生的（國(guó)家）自豪感會(huì)油然而生，也能激發(fā)學(xué)生的興

趣。

大熊貓和冷箭竹的例子初中生物教材有所涉及，這樣將初高中銜接起來(lái)

的設(shè)計(jì)，學(xué)生接受起來(lái)也更相對(duì)容易。同時(shí)，本節(jié)隨后生命系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次

又再次回到大熊貓和冷箭竹的例子上，有前后呼應(yīng)。

1.2直接證據(jù)與間接證據(jù)

教材讓學(xué)生提供證據(jù)說(shuō)明大熊貓和冷箭竹都是由細(xì)胞構(gòu)成的。這個(gè)問(wèn)題

是開(kāi)放性的，起初我對(duì)這個(gè)問(wèn)題很不解，因?yàn)槲覀€(gè)人覺(jué)得最直接的證據(jù)應(yīng)

該是顯微鏡觀察。

選冷箭竹的根、莖、葉等部位進(jìn)行觀察，尋找其中的細(xì)胞，這沒(méi)有問(wèn)題。

但是這個(gè)方法對(duì)大熊貓卻不適用，畢竟熊貓是保護(hù)動(dòng)物，我們不可能去解

剖大熊貓，更不用說(shuō)看到大熊貓的心臟，然后再取其心臟的不同部位制成

切片進(jìn)行觀察了。我們沒(méi)有辦法獲得直接證據(jù)，此時(shí)可以求助于大熊貓研

究中心的幫助，他們那里可能存在非正常死亡大熊貓的解剖資料和顯微觀

察結(jié)果，這些資料可以作為證據(jù)說(shuō)明大熊貓是由細(xì)胞構(gòu)成的。對(duì)于這樣的

間接證據(jù)，我們要保證證據(jù)來(lái)源的可靠性。如果我給你提供幾張大熊貓不

同部位的顯微照片，那么這些資料的可信度就值得懷疑，因?yàn)槲夷壳白罱?/p>

近大熊貓的一次還是在成都熊貓基地距離它們1米開(kāi)外，而且我也從來(lái)沒(méi)

有研究過(guò)大熊貓。好在初中時(shí)學(xué)生學(xué)過(guò)大熊貓和冷箭竹由細(xì)胞組成，出現(xiàn)

在初中教材的信息雖然也是間接證據(jù)，但比我這個(gè)間接證據(jù)要靠譜多了。

2細(xì)胞學(xué)說(shuō)及其建立過(guò)程

2.1細(xì)胞學(xué)說(shuō)的主要內(nèi)容

細(xì)胞學(xué)說(shuō)的內(nèi)容中提到“一切動(dòng)植物都由細(xì)胞發(fā)育而來(lái)”，現(xiàn)行教材也

有這個(gè)表述。教輔們普遍對(duì)這句話(huà)的解讀是：施萊登和施旺分別研究了動(dòng)

物和植物，并且過(guò)分點(diǎn)的還明示他們沒(méi)有研究過(guò)微生物。這一說(shuō)法聽(tīng)著很

有道理，但卻是站不住腳的。在施萊登和施旺的年代，對(duì)于生物分類(lèi)的認(rèn)

識(shí)，還是建立在林奈分類(lèi)學(xué)的基礎(chǔ)之上。我們知道林奈把生物統(tǒng)分為兩界，

在這個(gè)兩界系統(tǒng)中，一種生物，要么是動(dòng)物，要么是植物，不存在第三種

選擇；直到1866年，?？藸柌盘岢鋈绲姆诸?lèi)系統(tǒng)，將原生生物界獨(dú)立出

來(lái)。施萊登和施旺早在海克爾提出原生生物界之前就已經(jīng)形成了細(xì)胞學(xué)說(shuō)

的主要內(nèi)容，我們有理由相信施萊登和施旺研究細(xì)胞學(xué)說(shuō)中的“一切動(dòng)植

物”實(shí)際上就是當(dāng)時(shí)認(rèn)識(shí)的“所有生物”，并不是局限于我們現(xiàn)在分類(lèi)學(xué)

上的動(dòng)物和植物。

新教材明確了新細(xì)胞是老細(xì)胞通過(guò)分裂產(chǎn)生的，與現(xiàn)行教材比，這是一

個(gè)變化，也更突出了魏爾肖的貢獻(xiàn)。我個(gè)人覺(jué)得這僅僅是編者在表述取舍

上的一種選擇。當(dāng)然對(duì)于應(yīng)試得分來(lái)說(shuō)，老師教學(xué)時(shí)可能需要特別強(qiáng)調(diào)一

下了。

2.2分析細(xì)胞學(xué)說(shuō)建立的過(guò)程

這部分內(nèi)容的知識(shí)相對(duì)較散，理不清其中的邏輯關(guān)系就很容易導(dǎo)致教學(xué)

內(nèi)容碎片化。

在細(xì)胞學(xué)說(shuō)的建立過(guò)程中，先介紹了生物研究從宏觀逐漸走向微觀。維

薩里和比夏將對(duì)生物的研究從個(gè)體水平分別帶到了器官水平和組織水平；

隨后顯微鏡的發(fā)明和使用，使科學(xué)家觀察到了細(xì)胞，推動(dòng)生物研究進(jìn)入細(xì)

胞水平。接下來(lái)兩位主角施萊登和施旺登場(chǎng)，他們歸納概括自己和他人的

顯微觀察結(jié)果，提出了細(xì)胞學(xué)說(shuō)的主要內(nèi)容。不過(guò)他們的觀點(diǎn)有點(diǎn)瑕疵，

魏爾肖根據(jù)耐格里（此人就是一棍子打趴下孟德?tīng)柕哪莻€(gè)植物學(xué)家，等讀

到孟德?tīng)柕臅r(shí)候，我們?cè)偬徇@段往事吧）等的觀察結(jié)果，修正了施萊登和

施旺有關(guān)新細(xì)胞形成的觀點(diǎn)。

通過(guò)上面的方式捋一下，細(xì)胞學(xué)說(shuō)建立過(guò)程中的大事就能理出一個(gè)大致

的脈絡(luò)。另外這一部分內(nèi)容除了教材設(shè)計(jì)的問(wèn)題之外，教師還可以提醒學(xué)

生去體會(huì)顯微鏡在細(xì)胞學(xué)說(shuō)建立中的作用，從而明確技術(shù)進(jìn)步對(duì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)

的影響；還可以從細(xì)胞學(xué)說(shuō)的建立、修正和完善中體會(huì)科學(xué)發(fā)展的曲折性。

2.3細(xì)胞學(xué)說(shuō)的意義

現(xiàn)行教材只介紹細(xì)胞學(xué)說(shuō)揭示了動(dòng)物和植物的統(tǒng)一性，以及生物體結(jié)構(gòu)

的統(tǒng)一性。新教材這一部分著墨較多。細(xì)胞學(xué)說(shuō)還促進(jìn)了生物學(xué)不同分支

的融合，從而催生了生物學(xué)的問(wèn)世，更使生物學(xué)的研究進(jìn)入細(xì)胞水平。細(xì)

胞學(xué)說(shuō)不僅解釋了個(gè)體發(fā)育，也為進(jìn)化論的確立埋下了伏筆。

2.4歸納法

細(xì)胞學(xué)說(shuō)的提出用到不完全歸納法，新教材這里專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了有關(guān)歸納法

的簡(jiǎn)介?？茖W(xué)研究中歸納是一種跟演繹“相反”的思維方法，兩者在科學(xué)

研究中都具有重要價(jià)值?？茖W(xué)研究始于對(duì)研究對(duì)象的觀察，隨后人們根據(jù)

大量的觀察結(jié)果進(jìn)行歸納，形成一般性的“結(jié)論”，促使科學(xué)研究從資料

累積走向理論概括。

新教材將歸納法表述為“由一系列具體事實(shí)推出一般結(jié)論的思維方法”。

我們知道歸納法有完全歸納法和不完全歸納法，完全歸納法是對(duì)針對(duì)所有

研究對(duì)象得出的“結(jié)論”，這個(gè)“結(jié)論”是可靠的。但是科學(xué)研究中通常

是無(wú)法窮盡研究對(duì)象的，這時(shí)我們的歸納僅僅是針對(duì)部分研究對(duì)象提出的，

我們不妨將此時(shí)歸納的“結(jié)論”視作推斷/假設(shè)，通常需要進(jìn)一步的觀察來(lái)

檢驗(yàn)其真?zhèn)巍?/p>

3細(xì)胞是基本的生命系統(tǒng)

3.1避開(kāi)病毒，有意的嗎？

新教材通過(guò)單細(xì)胞和多細(xì)胞生物的例子，說(shuō)明生命活動(dòng)離不開(kāi)細(xì)胞，這

部分?jǐn)⑹龈F(xiàn)行教材相比，最大的不同是大量刪去了有關(guān)病毒的內(nèi)容（課

后練習(xí)中給病毒留了點(diǎn)地位）。病毒在國(guó)外普生教材中大都不作為生命處

理，將病毒視作生物會(huì)導(dǎo)致很多生物學(xué)一般規(guī)律的敘述變得羅嗦冗長(zhǎng)。國(guó)

外普生等教材大都是單列一章介紹病毒，但是其它部分的敘述基本不考慮

病毒這一特例。另一方面，現(xiàn)代的生物進(jìn)化研究中病毒的進(jìn)化一直是一個(gè)

難題，按照進(jìn)化對(duì)生物進(jìn)行分類(lèi)時(shí)，不管是二域系統(tǒng)或三域系統(tǒng)，還是五

界系統(tǒng)，都不涉及病毒，只有六界系統(tǒng)講了病毒。但是與其它界相比，病

毒難以理清其進(jìn)化樹(shù)，這些都表明我們對(duì)病毒所知甚少，不妨就放一放，

何況病毒本身也不能表現(xiàn)生命特征。

3.2生命系統(tǒng)的不同層次以細(xì)胞為基礎(chǔ)回

新教材講生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次時(shí)，再次用到開(kāi)篇大熊貓和冷箭竹的例

子。初中時(shí)學(xué)生已有動(dòng)植物體結(jié)構(gòu)層次的基礎(chǔ)，種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)的

內(nèi)容后續(xù)還要詳細(xì)學(xué)習(xí)，此處沒(méi)有必要過(guò)度介紹。另外需要明確，這部分

內(nèi)容的主旨并不是停留在對(duì)生命系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次本身的介紹上。新教材在設(shè)

問(wèn)上花費(fèi)了很多的心思，其目的是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到：不管什么水平的結(jié)構(gòu)層

次，其形成、維持和運(yùn)轉(zhuǎn)都是以細(xì)胞為基礎(chǔ)的，從而讓學(xué)生形成重要的概

念：細(xì)胞是最基本的生命系統(tǒng)，是生命活動(dòng)的基本單位。

4.建構(gòu)概念，發(fā)展素養(yǎng)

本節(jié)教學(xué)應(yīng)該圍繞“細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和與生命活動(dòng)的基本單位”這一

概念進(jìn)行。從問(wèn)題探討到細(xì)胞學(xué)說(shuō)，都是在強(qiáng)調(diào)這一概念。介紹生命系統(tǒng)

結(jié)構(gòu)層次時(shí)，教材通過(guò)設(shè)問(wèn)引導(dǎo)學(xué)生，使其體會(huì)到生命系統(tǒng)的不同結(jié)構(gòu)層

次也是細(xì)胞為基礎(chǔ)的，細(xì)胞是基本的生命系統(tǒng)。

教學(xué)中我會(huì)引導(dǎo)學(xué)生分析細(xì)胞學(xué)說(shuō)建立的過(guò)程，讓學(xué)生在分析中認(rèn)同科

學(xué)發(fā)現(xiàn)的基本特點(diǎn)：在觀察的基礎(chǔ)上歸納形成理論概括；技術(shù)進(jìn)步促進(jìn)科

學(xué)的發(fā)現(xiàn)；理論概括需要經(jīng)過(guò)實(shí)證的檢驗(yàn)；科學(xué)理論的建立需要不斷地修

正完善。

7.2細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位管窺

本節(jié)內(nèi)容來(lái)源于老教材中“從生物圈到細(xì)胞”和“細(xì)胞學(xué)說(shuō)建立的過(guò)程”。

新教材編寫(xiě)體現(xiàn)了聚焦核心概念和科學(xué)方法的特點(diǎn)。

本節(jié)的核心概念是“細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位”。細(xì)胞學(xué)說(shuō)的建立過(guò)

程側(cè)重講“細(xì)胞”，細(xì)胞是基本的生命系統(tǒng)側(cè)重講“基本單位”。本節(jié)以

科學(xué)方法“歸納法”為線(xiàn)索，展示了核心概念的生成過(guò)程。

1什么是歸納法？

歸納法是指由一系列具體事實(shí)推出一般結(jié)論的思維方法。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是

“從個(gè)別到一般”。這只烏鴉是黑色的，那只烏鴉也是黑色的，推出天下

烏鴉都是黑色的。

同理，施萊登和施旺通過(guò)觀察部分植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞，得出一切動(dòng)植

物都是由細(xì)胞構(gòu)成的?？茖W(xué)家不可能觀察完所有的細(xì)胞，只能從部分推測(cè)

全貌，這屬于歸納法中的不完全歸納法。

2.不完全歸納法得出的結(jié)論很可能是可信的？

因?yàn)樘煜聻貘f都是黑色的，你是一只烏鴉，所以你是黑色的。這種“從

一般到個(gè)別”的方法是必修2中的演繹法。不完全歸納法可用于提出假說(shuō)，

可是，假說(shuō)是否正確，就需要演繹法來(lái)進(jìn)行實(shí)證。舉例來(lái)看。

先利用不完全歸納法，得出推論：

Rob、Karl和Eli是渣男，

推出天下男人都是渣男。

（美劇《致命女人》了解一下）

再利用演繹法來(lái)進(jìn)行證明或證偽：

因?yàn)樘煜履腥硕际窃校?/p>

你是男人，

所以你是渣男。

可見(jiàn)，”很可能可信”不等于“一定可信”。

3.不完全歸納法與“獲取和提供證據(jù)”

課前“問(wèn)題探討”中點(diǎn)出“如何獲取和提供證據(jù)”的重要性。那么，“細(xì)

胞是生命活動(dòng)基本單位”的證據(jù)又從哪里獲得呢？

證據(jù)可分為直接證據(jù)和間接證據(jù)。學(xué)生可在第2節(jié)的顯微鏡實(shí)驗(yàn)中獲取

直接證據(jù)，第1節(jié)提供的文獻(xiàn)資料則可作為間接證據(jù)。

教材提供的間接證據(jù)有單細(xì)胞生物、多細(xì)胞生物、病毒（弱化調(diào)整到課

后練習(xí)）。有意思的是，這部分內(nèi)容在老教材作為具體事實(shí)出現(xiàn)，是歸納

法的素材；新教材中則作為間接證據(jù)出現(xiàn)，用于支撐歸納法的結(jié)論。

4歸納法的再次應(yīng)用

教材通過(guò)對(duì)比動(dòng)物和植物的結(jié)構(gòu)層次，歸納出生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次，再

次展示了歸納法的應(yīng)用。教師可接著運(yùn)用演繹法的思路，引導(dǎo)學(xué)生寫(xiě)出細(xì)

菌的生命系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次。

1.細(xì)胞學(xué)說(shuō)第三點(diǎn)“新細(xì)胞可以從老細(xì)胞中產(chǎn)生”被更正為“新細(xì)胞是由老

細(xì)胞分裂產(chǎn)生”?？墒?，明明是三個(gè)人的細(xì)胞學(xué)說(shuō)，魏爾肖卻還是沒(méi)有姓

名。

2.課后練習(xí)中的某種病毒模式圖中標(biāo)出了蛋白質(zhì)外殼上的“神經(jīng)氨酸酶”

和“血凝素”。由這兩個(gè)細(xì)節(jié)推測(cè)，該病毒屬于流感病毒。因?yàn)?，甲流?/p>

毒H1N1中的，“H”表示血凝素，“N”表示神經(jīng)氨酸酶。

3.“人工合成脊髓灰質(zhì)炎病毒”的課后題沒(méi)有被刪除，而是移動(dòng)到了本章末

的習(xí)題，“病毒是生物，但沒(méi)有生命”的表述還在繼續(xù)。

4.不完全歸納法為生物考題創(chuàng)造了無(wú)窮的發(fā)揮空間。出現(xiàn)絕對(duì)化的詞語(yǔ)，

如“一定”“都”“全部”等，一般是錯(cuò)的。作為開(kāi)學(xué)第一課，新生可能

還沒(méi)意識(shí)到，不完全歸納法的魔咒將縈繞在高中三年的生物考試中。

7.3歸納與演繹

歸納法

歸納法是指由一系列具體事實(shí)推出一般結(jié)論的思維方法。廣義上

的歸納法是指從許多同類(lèi)的個(gè)別事物中找出它們的共同點(diǎn)的方法，既

包括歸納推理，也包括從實(shí)驗(yàn)觀察的經(jīng)驗(yàn)材料出發(fā)得出理論和原理的

方法；狹義上，歸納法就是歸納推理的簡(jiǎn)稱(chēng)。

在邏輯學(xué)上，歸納法按照被歸納的對(duì)象是否是全部對(duì)象，可以劃

分為不完全歸納法和完全歸納法。不完全歸納法又分為簡(jiǎn)單枚舉法和

科學(xué)歸納法。

完全歸納法又稱(chēng)為窮舉法。

【例1】房間里有3個(gè)小孩：小明，小紅，小強(qiáng)。

小明有2顆糖。

小紅有3顆糖。

小強(qiáng)有1顆糖。

=＞房間里的孩子們都有糖。

簡(jiǎn)單枚舉法。

【例2】我見(jiàn)過(guò)一只黑羊。=＞所有的羊都是黑的。

簡(jiǎn)單枚舉法沒(méi)有窮舉全部對(duì)象，不能保證在沒(méi)有考察的對(duì)象中不

出現(xiàn)例外，因而是一種可靠性不大的推理方式。而根據(jù)某類(lèi)事物的部

分對(duì)象的本質(zhì)分析，找出它們的內(nèi)在聯(lián)系，推出該事物的一般性結(jié)論,

稱(chēng)為科學(xué)歸納法，它是優(yōu)于簡(jiǎn)單枚舉法的一種不完全歸納法，其結(jié)論

一般是可靠的。

【例3】解剖了一些人，發(fā)現(xiàn)人的心臟長(zhǎng)在左邊。=＞所有人的心

臟都長(zhǎng)在左邊。

1843年，英國(guó)學(xué)者穆勒在《邏輯學(xué)體系》中運(yùn)用歸納法，創(chuàng)造了

五種用于研究自然界因果關(guān)系的邏輯方法，稱(chēng)為“穆勒五法”，包括求

同法（契合法）、求異法（差異法）、求同求異并用法（契合差異并

用法）、共變法、剩余法。這五種方法既可以單獨(dú)使用，也可綜合運(yùn)

用。這些方法在生物學(xué)的研究中有著廣泛應(yīng)用。例如，某醫(yī)療隊(duì)為了

了解地方性甲狀腺腫的原因，先到這種病流行的幾個(gè)地區(qū)巡回調(diào)查。

發(fā)現(xiàn)這些地區(qū)地理環(huán)境、經(jīng)濟(jì)水平都各不相同，但有一點(diǎn)是共同的，

即居民常用食物和飲用水中缺碘。醫(yī)療隊(duì)又到一些不流行該病的地區(qū)

去調(diào)查，發(fā)現(xiàn)這些地區(qū)地理環(huán)境、經(jīng)濟(jì)水平也各不相同，但有一點(diǎn)是

共同的，即居民常用食物和飲用水中不缺碘。醫(yī)療隊(duì)綜合上述調(diào)查情

況后，認(rèn)為缺碘是產(chǎn)生地方性甲狀腺腫的原因。這一結(jié)論就是通過(guò)求

同求異并用法而得出來(lái)的。后來(lái)對(duì)病人進(jìn)行補(bǔ)碘治療，果然療效甚佳。

共變法是探求現(xiàn)象因果聯(lián)系的方法之一。在被研究的現(xiàn)象發(fā)生變

化的若干場(chǎng)合中，如果只有一種發(fā)生變化的先行情況，那么這種情況

就是該現(xiàn)象的原因。如水稻的產(chǎn)量不斷提高，其他情況都相同，只有

肥料的數(shù)量增加了。由此認(rèn)為多施肥是水稻增產(chǎn)的原因。共變法得出

的結(jié)果有或然性，有時(shí)除了所發(fā)現(xiàn)的發(fā)生變化的先行情況之外，還有

發(fā)生變化的先行情況未被發(fā)現(xiàn)，而后者才是被研究的現(xiàn)象的真正的原

因。

剩余法也是探求現(xiàn)象因果聯(lián)系的方法之一。已知被研究的某一復(fù)

雜現(xiàn)象由某種復(fù)雜情況引起，將其中已確認(rèn)有因果聯(lián)系的部分除開(kāi)，

則剩余的部分也有因果聯(lián)系。例如，在艾弗里肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化

實(shí)驗(yàn)中，要確定轉(zhuǎn)化因子是哪種物質(zhì)，通過(guò)加入酶來(lái)逐一排除，最后

確認(rèn)DNA是轉(zhuǎn)化因子。

運(yùn)用“穆勒五法”得到的結(jié)論有可能是錯(cuò)的，這是不完全歸納法的必然局限。

“穆勒五法”雖然不等于經(jīng)驗(yàn)主義，但卻是以經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)，帶有科學(xué)主體一一人

的主觀因素的干擾，其結(jié)果往往也受人主觀認(rèn)識(shí)的制約。再者，現(xiàn)代科學(xué)研究已

經(jīng)表明，外部世界的規(guī)律具有概率性質(zhì)，它對(duì)于局部現(xiàn)象和結(jié)果沒(méi)有指導(dǎo)意義和

決定性作用。在現(xiàn)代科學(xué)活動(dòng)中，單獨(dú)運(yùn)用“穆勒五法”的情況越來(lái)越少了，但

“穆勒五法”與其他方法聯(lián)合起來(lái)使用，仍然有十分重要的作用。

演繹法

與歸納法相反，演繹是從一般到個(gè)別的推理方法，作為出發(fā)點(diǎn)的

一般性判斷稱(chēng)為“大前提”，作為演繹中介的判斷稱(chēng)為“小前提”，把由“大

前提”和“小前提”推演出來(lái)的結(jié)果稱(chēng)為演繹的結(jié)論。演繹推理的主要形

式就是由大前提、小前提和結(jié)論組成的“三段論”。“三段論”有三種形式。

例如，典型格：所有的生物都是能夠進(jìn)行新陳代謝的，人是一種生物，

所以，人是能夠進(jìn)行新陳代謝的；區(qū)別格：綠色植物都是能進(jìn)行光合

作用的，鳥(niǎo)類(lèi)不能進(jìn)行光合作用，所以鳥(niǎo)類(lèi)不是綠色植物；反駁格：

蛇是一種爬行動(dòng)物，蛇是要冬眠的，所以，有些需要冬眠的動(dòng)物是爬

行動(dòng)物。

演繹推理在科學(xué)研究中十分重要。首先，它是邏輯證明的重要工

具，這一點(diǎn)在數(shù)學(xué)和物理學(xué)上有豐富的體現(xiàn)；其次，演繹推理是提出

科學(xué)預(yù)見(jiàn)的重要手段，如門(mén)捷列夫通過(guò)對(duì)元素周期表的研究，預(yù)見(jiàn)了

“稼”元素的比重；最后，演繹推理是假說(shuō)成為理論的過(guò)程中重要的一

環(huán)。在生物學(xué)研究中廣泛運(yùn)用的“假說(shuō)演繹法”，大致分為三步：提出

假說(shuō)；由假說(shuō)推出一些結(jié)論；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證這些結(jié)論。其中第二步，

就用到了演繹推理，如果演繹推理得到的結(jié)論與第三步的實(shí)驗(yàn)結(jié)論相

符，那么假說(shuō)就是正確的；若不相符，則說(shuō)明假說(shuō)（演繹推理的大前

提）中存在錯(cuò)誤或不足，進(jìn)而通過(guò)修正假說(shuō)，進(jìn)一步演繹和驗(yàn)證，最

終得出正確結(jié)論。孟德?tīng)栠z傳定律、DNA半保留復(fù)制原理等，均是假

說(shuō)演繹法的成功運(yùn)用。

7.4細(xì)胞學(xué)說(shuō)的建立

細(xì)胞學(xué)說(shuō)（Celltheory）揭示了生物體結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一性。有了細(xì)胞學(xué)

說(shuō)，生物體產(chǎn)生、成長(zhǎng)和結(jié)構(gòu)的秘密被揭開(kāi)了。細(xì)胞學(xué)說(shuō)被恩格斯譽(yù)

為打破形而上學(xué)自然觀的三大發(fā)現(xiàn)之一，它同達(dá)爾文進(jìn)化論、能量守

恒定律一起奠定了辯證唯物主義的自然科學(xué)基礎(chǔ)。它和進(jìn)化論一同成

為19世紀(jì)生物學(xué)的兩個(gè)豐碑。

細(xì)胞學(xué)說(shuō)的建立經(jīng)歷了很長(zhǎng)的時(shí)間，我們需要從以下幾個(gè)方面探

究細(xì)胞學(xué)說(shuō)的建立過(guò)程：對(duì)人體的解剖研究；顯微鏡下的發(fā)現(xiàn)；對(duì)生

物體結(jié)構(gòu)統(tǒng)一性的推測(cè)；顯微鏡下對(duì)動(dòng)植物組織的觀察；施萊登和施

旺的工作；新細(xì)胞是怎樣產(chǎn)生的。

（一）對(duì)人體的解剖研究

12世紀(jì)末期，歐洲還處于中世紀(jì)的封建制度以及教皇擁有絕對(duì)權(quán)

威的時(shí)期。隨后不久，歐洲進(jìn)入文藝復(fù)興時(shí)期（14?16世紀(jì)）。文藝復(fù)

興時(shí)期是聯(lián)系中世紀(jì)和現(xiàn)代社會(huì)的橋梁，此時(shí)，古希臘的思想重新得

到重視，“人文主義”(也可稱(chēng)為人本主義)思想逐漸占優(yōu)勢(shì)地位。人文主

義者關(guān)心古代的經(jīng)典著作，喜愛(ài)自然，提倡以人為核心的世俗世界觀

來(lái)反對(duì)以神為核心的宗教哲學(xué)和禁欲主義。但是，這段時(shí)期也彌漫著

教條主義和不容異端出現(xiàn)的氣氛。

在文藝復(fù)興時(shí)期，醫(yī)學(xué)和藝術(shù)的發(fā)展都需要精確的解剖學(xué)知識(shí)。

當(dāng)時(shí)出現(xiàn)了一種新的觀點(diǎn)：人體是美麗的，是值得研究的。為了精確

地描述自然，藝術(shù)家除解剖人體外也進(jìn)行動(dòng)物解剖，甚至在大學(xué)進(jìn)行

公開(kāi)的解剖演示或者給私人上解剖課。達(dá)?芬奇(LeonardodaVinci,

1452-1519)是這些藝術(shù)家中的代表人物，他認(rèn)為完全有必要用關(guān)于肌

肉系統(tǒng)和內(nèi)部器官的解剖知識(shí)來(lái)指導(dǎo)藝術(shù)創(chuàng)作。在這種思潮的影響下，

隨著一批學(xué)者投身解剖研究，16世紀(jì)，解剖學(xué)和醫(yī)學(xué)獲得長(zhǎng)足進(jìn)步。

以下幾位學(xué)者在這方面的貢獻(xiàn)尤為突出。

維薩里是一個(gè)藝術(shù)家、人文主義者和博物學(xué)家。他在解剖時(shí)，不

僅觀察內(nèi)臟器官，而且還注意研究肌肉、神經(jīng)、血管和骨骼。1543年，

他發(fā)表了著作《人體的構(gòu)造》。該書(shū)的第一卷論述了支持整個(gè)身體的

骨骼，第二卷論述了“運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行者”一一肌肉，這兩部分是16世紀(jì)

解剖學(xué)上最成功的部分。但是，他對(duì)血液循環(huán)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)仍然擺脫不

掉蓋侖的觀點(diǎn)和“靈氣、靈魂”等宗教神學(xué)思想的束縛。在維薩里之后，

血液循環(huán)系統(tǒng)有了進(jìn)一步研究：塞爾維特(MichaelServetus,約

1511—1553)提出了肺循環(huán)理論(他由于與宗教權(quán)威的斗爭(zhēng)而被宗教裁

判所活活燒死)；哥倫布(RealdusColumbus,1516—1559)明確地描述

了肺循環(huán)；法布里修斯(HieronymusFabricius,約1537—1619)發(fā)現(xiàn)了

靜脈瓣膜，認(rèn)識(shí)到瓣膜有防止血液從心臟倒流回周?chē)艿淖饔?，?/p>

推測(cè)瓣膜的功能時(shí)，應(yīng)用了水力學(xué)原理來(lái)做類(lèi)比，從而激發(fā)了用機(jī)械

論觀點(diǎn)來(lái)解釋循環(huán)系統(tǒng)的思想。

17世紀(jì)，哈維成功地綜合了心臟和整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)的作用和功能。

他于1628年發(fā)表了重要著作《論動(dòng)物心臟和血液運(yùn)動(dòng)的解剖學(xué)》專(zhuān)

題論文。他把實(shí)驗(yàn)和定量方法應(yīng)用于醫(yī)學(xué)研究，這是一個(gè)顯著的進(jìn)步。

他的唯一不足是沒(méi)有直接觀察到毛細(xì)血管，這使他沒(méi)有認(rèn)識(shí)到動(dòng)脈和

靜脈之間是怎樣溝通的。1660年意大利組織學(xué)家馬爾比基(M?

Malpighi,1628-1694)應(yīng)用顯微鏡發(fā)現(xiàn)毛細(xì)血管的結(jié)構(gòu)后，人們才弄清

血液循環(huán)的線(xiàn)路。

18世紀(jì)的許多解剖學(xué)家把注意力集中在器官以及器官、系統(tǒng)的結(jié)

構(gòu)和功能上。比夏(MarieFrancoisXavierBichat,1771—1802),法

國(guó)解剖學(xué)家，他的大部分時(shí)間是在解剖室中度過(guò)的，一年中至少要解

剖600具尸體。比夏打算驗(yàn)證那些表現(xiàn)出類(lèi)似特性的器官是@否具

有共同的結(jié)構(gòu)組成，但沒(méi)有成功，因此他想在更深一層的結(jié)構(gòu)中尋找這

種相似性。他開(kāi)始從各個(gè)器官來(lái)了解整個(gè)人體，把器官分解成組成它

們的“原始結(jié)構(gòu)”——組織。他把人體分解成21種組

織。

(二)顯微鏡下的發(fā)現(xiàn)

16世紀(jì)末，約在1590年，荷蘭的眼鏡制造商——詹森(Z.Janssen)

制造了第一臺(tái)原始的復(fù)式顯微鏡。這項(xiàng)發(fā)明也許完全出于好奇，因?yàn)?/p>

沒(méi)有找到他當(dāng)時(shí)把顯微鏡當(dāng)作重要的觀察工具的證據(jù)。但是，顯微鏡

的發(fā)明為細(xì)胞學(xué)說(shuō)的建立創(chuàng)造了條件。1610年左右，意大利科學(xué)家

伽利略(Galileo,1564-1642)知道了詹森的設(shè)備后，自己裝備了顯微

鏡，并觀察了昆蟲(chóng)的復(fù)眼。這是顯微鏡首次用于科學(xué)研究的記載。

當(dāng)英國(guó)人虎克(RobertHooke,1635—1702)意外地在顯微鏡下看

到木栓中的“小室”時(shí)，獨(dú)特而靈敏的直覺(jué)使他覺(jué)得此物一定有什么特

殊的意義，有必要為它命名。1665年，虎克在《顯微圖像》這一著

作中，刊登了繪制的大量動(dòng)植物顯微觀察的圖譜。他在介紹木栓的顯

微結(jié)構(gòu)時(shí)，第一次使用了“細(xì)胞”一詞。不過(guò)，他所說(shuō)的“細(xì)胞”，實(shí)際

上只是死亡的植物細(xì)胞的細(xì)胞壁及其所包圍的空間，而不是真正的細(xì)

胞。

有意思的是，在相互未通信的情況下，荷蘭人列文虎克(Antony

VanLeeuwenhoek,1632—1723)＞意大利人馬爾比基等人緊隨其后，

也觀察到一些微小的結(jié)構(gòu)，并將它們命名為“氣泡”“小囊”“小球體”等。

他們也不理解這些微小的結(jié)構(gòu)有何意義。

格魯(NehemiahGrew,1628—1712)把在植物中看到的微小結(jié)構(gòu)

稱(chēng)為“細(xì)胞”或“泡囊”。他觀察到植物新生部位的細(xì)胞“多汁”、壁薄、細(xì)

胞與細(xì)胞互相緊貼，格魯把這些新生的部位稱(chēng)為“柔軟組織，

馬爾比基發(fā)現(xiàn)植物是由一些由壁包圍的較小的結(jié)構(gòu)或“橢圓囊”組

成的。

列文虎克完全是一個(gè)自學(xué)成才的科學(xué)家。他雖然是一個(gè)沒(méi)有受過(guò)

良好教育的布商，但是有廣泛的興趣。他用自制的顯微鏡發(fā)現(xiàn)了前人

從未見(jiàn)過(guò)的大量的活細(xì)胞。晶體、礦物、植物、動(dòng)物、不同來(lái)源的水、

自己的牙垢、唾液、精液，甚至火藥，他都在顯微鏡下觀察過(guò)。他對(duì)

血液循環(huán)的研究最為有名：嚴(yán)格地證明了毛細(xì)血管連接著動(dòng)脈和靜脈；

發(fā)現(xiàn)蝌蚪空內(nèi)從動(dòng)脈流入靜脈的血液通路，在構(gòu)造上是如此的細(xì)小，

以至每次只允許一個(gè)血細(xì)胞通過(guò)。他在觀察蝌蚪尾巴的毛細(xì)血管時(shí)，

大膽地提出一一人體內(nèi)發(fā)生的情況也必然如此，而我們之所以不能看

到，是因?yàn)槿说钠つw太厚。

至此，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了植物中確實(shí)存在著包圍某些液體的壁，但

在動(dòng)物中似乎沒(méi)有與其相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)，還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)植物與動(dòng)物之間的

相似點(diǎn)。

1831年，布朗(RobertBrown,1773—1858)在蘭科植物葉表皮細(xì)

胞中發(fā)現(xiàn)液態(tài)的細(xì)胞質(zhì)中有一小球形結(jié)構(gòu)，并且在許多類(lèi)型的細(xì)胞中

都觀察到有球形結(jié)構(gòu)存在。他稱(chēng)這類(lèi)球形結(jié)構(gòu)為細(xì)胞核，并發(fā)現(xiàn)一個(gè)

植物細(xì)胞只有一個(gè)細(xì)胞核。1835年，普金葉(JohannesEvangelista

Purkinje,1787—1869)在顯微鏡下觀察到雞卵巢中的卵內(nèi)有巨大的細(xì)

胞核。

19世紀(jì)30年代，人們已經(jīng)能在植物細(xì)胞和動(dòng)物發(fā)育的早期階段

識(shí)別出細(xì)胞核來(lái)了。通常一個(gè)細(xì)胞有一個(gè)核，但是也有許多例外。例

如，原生動(dòng)物如草履蟲(chóng)含有數(shù)個(gè)細(xì)胞核；有時(shí)幾個(gè)細(xì)胞失去了把它們

分開(kāi)的膜，合并起來(lái)成為包含幾個(gè)核的細(xì)胞質(zhì)團(tuán)，黏菌就是這種情況；

人類(lèi)紅細(xì)胞甚至完全沒(méi)有細(xì)胞核可以存活幾個(gè)月。今天已經(jīng)知道：每

個(gè)細(xì)胞核含有一個(gè)或幾個(gè)核仁，還有被稱(chēng)為染色質(zhì)的線(xiàn)狀物。核仁是

一個(gè)微小的形體，富含稱(chēng)為核糖核酸（RNA）的物質(zhì)，它常常附著

在核膜上，同時(shí)與一個(gè)或幾個(gè)染色質(zhì)相貼近。染色質(zhì)在生物的生命過(guò)

程中是極其重要的。細(xì)胞核可以調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)、發(fā)育等許多機(jī)能，原

因是它含有遺傳因子（基因），這種遺傳因子（基因）是脫氧核糖核

酸（DNA）的片段，而這些基因就位于染色質(zhì)（體）內(nèi)。

（三）對(duì)生物體結(jié)構(gòu)統(tǒng)一性的推測(cè)

米爾貝爾（C?B.Mirbel,1776—1854）,法國(guó)植物學(xué)家。他結(jié)合

顯微鏡的觀察和對(duì)植物結(jié)構(gòu)基本特點(diǎn)的推測(cè)，認(rèn)為植物的每個(gè)部分都

存在著細(xì)胞。

奧肯（LoronzOken,1779—1851）,德國(guó)博物學(xué)家、自然哲學(xué)家，

歌德（JohannWolfgangvonGoethe,1749—1832）,德國(guó)詩(shī)人、學(xué)

者，他們從自然哲學(xué)的角度提出，組成有機(jī)界多樣性的是生命的“原

型”，原型反映出大自然的一般形式，通過(guò)對(duì)原型的理解，可以更為深

刻地理解生命的結(jié)構(gòu)和功能。

奧肯把顯微鏡觀察與形而上學(xué)的推測(cè)相結(jié)合，假定存在一種原始的未分化的黏液

狀的液體一一“原液”，原液中產(chǎn)生球狀小泡，并形成“纖毛蟲(chóng)”，這些“纖毛

蟲(chóng)”是生命的基本單位。他進(jìn)一步提出，復(fù)雜有機(jī)體實(shí)際上是“纖毛蟲(chóng)”的聚合

體，因此，“所有具有血肉的生物體都可分解為纖毛蟲(chóng)”。每個(gè)動(dòng)物或植物都是

“纖毛蟲(chóng)”的一個(gè)“群體”，它們放棄了自己的獨(dú)立性而將其生命從屬于作為一

個(gè)整體的有機(jī)體。（可參考陳閱增主編的《普通生物學(xué)：生命科學(xué)通論》第1

版第533頁(yè)的圖18-23綠藻（團(tuán)藻目）。從衣藻與盤(pán)藻、空球藻、實(shí)球藻、團(tuán)

藻的形態(tài)，來(lái)理解單細(xì)胞與多細(xì)胞的關(guān)系，有助于理解奧肯的推測(cè)。）這些學(xué)

者的思想激勵(lì)許多年輕的科學(xué)家去研究生命體的原型。奧肯的書(shū)被同時(shí)代的人廣

泛閱讀，很多人，包括施萊登和施旺受到了他的影響。

（四）顯微鏡下對(duì)動(dòng)植物組織的觀察

迪特羅謝（HenriDutrocher,1776—1847）,法國(guó)生理學(xué)家。1835

年，他在低等動(dòng)物根足蟲(chóng)和多孔蟲(chóng)中發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞的內(nèi)含物，并稱(chēng)之為

“肉樣質(zhì)”。通過(guò)對(duì)動(dòng)植物的大量研究，他提出了關(guān)于組織構(gòu)成的統(tǒng)一

理論，該理論已經(jīng)很接近施萊登、施旺的細(xì)胞學(xué)說(shuō)了。他提出所有組

織都是由“極小的球狀細(xì)胞”組成的，這些“極小的球狀細(xì)胞”在形狀和結(jié)

構(gòu)上不盡相同，它們通過(guò)“黏合”聚集成組織。他還提出所有活的有機(jī)

體的生命活動(dòng)基本過(guò)程是相似的。

1835年，捷克科學(xué)家普金葉利用顯微鏡觀察到雞卵巢中的卵內(nèi)有

巨大的細(xì)胞核，他稱(chēng)為“胚泡”。他提出，動(dòng)物的組織在胚胎階段是由

緊密裹在一起的“細(xì)胞質(zhì)塊”組成的，這些細(xì)胞質(zhì)塊與植物的組織結(jié)構(gòu)

非常相似。1837年，他把有機(jī)體描述為由幾部分組成，即汁液（血液、

漿液和淋巴）、松散連接的纖維（腱）和顆粒（動(dòng)物細(xì)胞）。1837和

1838豐間，他發(fā)現(xiàn)并描述了神經(jīng)細(xì)胞一一包括神經(jīng)細(xì)胞的細(xì)胞核、

樹(shù)突、髓鞘和大腦皮層中的燒瓶形大細(xì)胞（普金葉細(xì)胞）。

彌勒（JohannesPeterMuller,1801—1858）,偉大的生理學(xué)家

和比較解剖學(xué)家、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的奠基人，最早在病理學(xué)研究中使用顯微

鏡的人。彌勒與歌德相識(shí)，并深受奧肯思辨自然哲學(xué)思想的影響，是

施旺、魏爾肖、雷馬克、赫爾姆霍茲等人的良師益友。他在各種腺體、

軟骨、骨和結(jié)締組織方面進(jìn)行的研究對(duì)施旺產(chǎn)生了深刻的影響。

（五）施萊登和施旺的工作

19世紀(jì)30年代，對(duì)生物學(xué)來(lái)說(shuō)是一個(gè)具有里程碑意義的時(shí)期，

這一時(shí)期最著名的生物學(xué)家是施萊登（MatthiasJacobSchleiden,

1804—1881）和施旺（TheodorSchwann,1810—1882）o

施萊登認(rèn)為，為了更好地理解植物體的結(jié)構(gòu)和功能，應(yīng)當(dāng)研究個(gè)

別植物的發(fā)育，在植物的發(fā)育中，基本的過(guò)程是細(xì)胞的形成，這些細(xì)

胞一旦形成，便被安放在一個(gè)結(jié)構(gòu)模式中。他特別重視布朗對(duì)細(xì)胞核

的發(fā)現(xiàn)，認(rèn)為一個(gè)新細(xì)胞起源于一個(gè)老細(xì)胞的核，細(xì)胞核是“植物中普

遍存在的基本構(gòu)造”，細(xì)胞核在細(xì)胞形成中起至關(guān)重要的作用。1838

年，他在彌勒主編的《解剖學(xué)和生理學(xué)文獻(xiàn)》雜志上，發(fā)表了著名的

《植物發(fā)生論》一文。在這篇文章中，他引用了布朗關(guān)于細(xì)胞核與細(xì)

胞發(fā)育時(shí)二者有著特殊的相應(yīng)關(guān)系的說(shuō)法，并提出，任何植物，無(wú)論

是高等的還是低等的，無(wú)論是簡(jiǎn)單的還是復(fù)雜的，都是“各具特色的、

獨(dú)立的、分離的個(gè)體的聚合體”，即都是由細(xì)胞構(gòu)成的。在植物體中，

每個(gè)細(xì)胞都“一方面是獨(dú)立地進(jìn)行自身的生活；另一方面又是附屬的，

是作為植物整體的一個(gè)組成部分而生活著”，所以植物的生命從根本上

說(shuō)是細(xì)胞生命活動(dòng)的表現(xiàn)形式。施萊登之所以提出這種觀點(diǎn)，主要的

一個(gè)依據(jù)，就是發(fā)現(xiàn)植物的細(xì)胞具有相似的細(xì)胞核和細(xì)胞壁。1838年

10月，他將植物細(xì)胞發(fā)生的理論告訴了施旺。

施旺曾在脊索標(biāo)本中觀察到細(xì)胞核，但是在他與施萊登討論之前，

還沒(méi)有想到細(xì)胞核的意義。施旺有如下的回憶，“一天，當(dāng)我和施萊登

一起用膳時(shí)，這位著名的植物學(xué)家向我指出，細(xì)胞核在植物細(xì)胞的發(fā)

生中起著重要作用。我立刻回想起曾在脊索細(xì)胞中看見(jiàn)過(guò)同樣的結(jié)構(gòu)。

在這一瞬間，我領(lǐng)悟到，如果我能夠成功地證明脊索細(xì)胞中的細(xì)胞核

起著與植物細(xì)胞的發(fā)生中所起的相同作用，這個(gè)發(fā)現(xiàn)將是極其重要

的?！贝藭r(shí)，施旺已經(jīng)認(rèn)識(shí)到細(xì)胞核將是統(tǒng)一動(dòng)植物基本構(gòu)造的關(guān)鍵結(jié)

構(gòu)。

施旺選用的材料是具有類(lèi)似于植物細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)的動(dòng)物脊索細(xì)胞

和軟骨細(xì)胞。為什么首先選擇動(dòng)物脊索細(xì)胞和軟骨細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)材料

呢？在當(dāng)時(shí)的條件下，觀察動(dòng)物細(xì)胞遠(yuǎn)比觀察植物細(xì)胞困難得多，一

方面，柔軟細(xì)胞的切片技術(shù)還未發(fā)明；另一方面，染色技術(shù)還未發(fā)明，

所以看到的動(dòng)物細(xì)胞總是透明的。

像施萊登一樣，施旺從細(xì)胞核入手進(jìn)行研究。他發(fā)現(xiàn)在眾多的動(dòng)

物組織細(xì)胞中，如肌肉纖維、神經(jīng)管、卵細(xì)胞，它們都有細(xì)胞核存在。

施旺發(fā)現(xiàn)細(xì)胞核是闡明動(dòng)物體細(xì)胞性質(zhì)的關(guān)鍵。

1839年，施旺發(fā)表了論文《動(dòng)植物結(jié)構(gòu)和生長(zhǎng)一致性的顯微研究》。

他的目的是要證明“兩大有機(jī)界中最本質(zhì)的聯(lián)系”。他在這一點(diǎn)上十分

成功，因?yàn)樗岢鲎C據(jù)證明了動(dòng)物的各個(gè)部分即使在生理功能上全然

不同，仍然都是按照相同的規(guī)律發(fā)育的。

施旺的經(jīng)典論文分為以下三部分。

第一部分，描述了蝌蚪的脊索和各種不同來(lái)源軟骨的結(jié)構(gòu)和生長(zhǎng)

情況。他對(duì)脊索和軟骨所做的仔細(xì)觀察表明：“它們的結(jié)構(gòu)和發(fā)生的最

重要現(xiàn)象與植物的對(duì)應(yīng)過(guò)程相一致”。該部分的主要結(jié)論：某些動(dòng)物組

織確實(shí)起源于細(xì)胞。但是，要證明某些組織是由細(xì)胞所組成，是件很

困難的事（因?yàn)橛行┘?xì)胞極其小，而且細(xì)胞膜與細(xì)胞內(nèi)含物具有相似

的折射率，即使放大400至500倍，細(xì)胞之間的界限也分辨不清）施

旺指出：有無(wú)細(xì)胞核存在是有無(wú)細(xì)胞存在的最重要和最充足的根據(jù),

這就給辨別真正的細(xì)胞提出了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。要觀察某一組織是怎樣從細(xì)

胞起源的，必須追溯到該組織的早期發(fā)育情況。

第二部分，提出證據(jù)論證了一切動(dòng)物組織，無(wú)論特化到什么程度，

其構(gòu)成基礎(chǔ)都是細(xì)胞。為證明所有組織都起源于細(xì)胞或都是由細(xì)胞所

組成，施旺開(kāi)始把卵作為“以后發(fā)生的一切組織的共同起源”來(lái)考察，

然后研究動(dòng)物體中的“永久組織”。顯微研究顯示了動(dòng)物的整體是由細(xì)

胞或細(xì)胞產(chǎn)物所組成的。

施旺也看到了動(dòng)物細(xì)胞的兩重生涯一一每個(gè)細(xì)胞都獨(dú)立地生活，

但同時(shí)又從屬于有機(jī)體的整體。他描述了兩類(lèi)細(xì)胞的生活狀態(tài)：對(duì)游

離狀態(tài)的細(xì)胞來(lái)說(shuō)，細(xì)胞膜與相鄰的細(xì)胞是截然分開(kāi)的；對(duì)于結(jié)合狀

態(tài)的細(xì)胞來(lái)說(shuō)，細(xì)胞膜則是完全或部分與鄰近的細(xì)胞混合在一起或與

細(xì)胞間質(zhì)混合在一起。

施旺特別重視對(duì)細(xì)胞的分類(lèi)。他以細(xì)胞的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，把組織分

成五類(lèi)：第一類(lèi)，是由分離的、獨(dú)立的細(xì)胞組成，如血液和淋巴細(xì)胞；

第二類(lèi)，是結(jié)合成連續(xù)組織的獨(dú)立細(xì)胞，如角質(zhì)組織和眼球晶狀體；

第三類(lèi)，是細(xì)胞膜已經(jīng)相互結(jié)合的組織，如軟骨、骨骼和牙齒；第四

類(lèi)，為纖維性細(xì)胞；第五類(lèi)，是由細(xì)胞膜及其內(nèi)容物相互融合形成的

組織，如肌肉、神經(jīng)和毛細(xì)血管。施旺的組織學(xué)說(shuō)比比夏前進(jìn)了一大

步，因?yàn)樗饕且约?xì)胞的研究為基礎(chǔ)。在新細(xì)胞發(fā)生的基礎(chǔ)上，產(chǎn)

生了組織。

施旺極力主張其他科學(xué)家把尋找細(xì)胞的相似性和不同部位細(xì)胞發(fā)

生的相似性作為重要的研究方向。無(wú)論生物體的某個(gè)部分是怎樣地獨(dú)

特或看上去沒(méi)有細(xì)胞，如果從胚胎發(fā)生的觀點(diǎn)向上追溯，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，

動(dòng)物所有最復(fù)雜和最特殊化的組織都是由細(xì)胞產(chǎn)生的。

第三部分，施旺總結(jié)了他的全部研究，對(duì)其進(jìn)行了強(qiáng)有力的概括，

建立了細(xì)胞學(xué)說(shuō)。這部分包括以下兩個(gè)論點(diǎn)。

第一個(gè)論點(diǎn)，無(wú)論有機(jī)體的各基本部分怎樣不同，在它們的發(fā)生

和發(fā)育上有一個(gè)普遍的原則，那便是形成細(xì)胞的原則。

第二個(gè)論點(diǎn)，細(xì)胞的產(chǎn)生過(guò)程是：物質(zhì)圍繞著已有細(xì)胞，或者在

細(xì)胞的內(nèi)部，依照一定的規(guī)律形成細(xì)胞。根據(jù)這種規(guī)律，各種細(xì)胞以

各種方式發(fā)育，成為生物體的各個(gè)基本部分。

施萊登和施旺發(fā)表了他們的研究成果，建立了細(xì)胞學(xué)說(shuō)。該學(xué)說(shuō)

是在研究植物和動(dòng)物為相似性的基礎(chǔ)上建立的?？梢钥吹?，他們關(guān)于

新細(xì)胞發(fā)生的概念（