3  细胞理论的产生过程

按：在网上发现一本书稿的部分内容，其中是“第二节 生命系统的确认”，目录如下，摘录与本书有关的内容（3-9）

1  生命系统的确认

2  对细胞理论的再认识

3  细胞理论的产生过程

4  细胞学说

5  微耳和与细胞病理学说的建立

6  创立细胞病理学：微耳和

7  千年病理学之蜕变

8  贝尔纳与细胞学说的建立

9  “内环境稳定”的理论

10  贝塔朗菲是如何认识细胞理论的

11  后现代科学对“基本结构”问题的再认识

12  对基因理论的再认识

13  “中心法则”的局限性

14  基因理论存在的问题

15  一些科学家对基因理论的评价

16  埃里加˙沃尔德《基因神话揭谜》摘录

17  病毒有生命吗？

18）基因理论的局限性

19）“人类基因组计划”的由来

（20）“人类基因组计划”的内容和进行情况

（21）“人类基因组计划”向我们承诺什么？

22  “人类基因组计划”的承诺能够实现吗？

23  基因治疗的现状和存在的问题

24  对基因理论的反思

25  内环境平衡的调节

26  “正反馈”和“负反馈”的概念

27  “正反馈”和“负反馈”调节

28  生物学中的反馈调节

29  心血管活动的调节

30  人体功能与环境

31  生理功能的调节

32  机体与环境平衡的机制是“应激”

3  细胞理论的产生过程

3.1  细胞理论的综合介绍

3.1.1  还原论的细胞理论

我们对生命物质结构的认识是从整体观开始的。所谓生命，就是指具有生命活动的一个整体人，或者，一个整体动物。后来，随着解剖学的发展，我们认识到生物体是由各个功能系统组成的。如：呼吸系统、消化系统、循环系统、等等。后来又认识到，每个系统又是由一组器官组成的。如：消化系统是由口、食管、胃、肝、胰、十二指肠、空肠、回肠、结肠、乙状结肠和肛门等器官组成的。等到显微镜发明以后，通过显微镜的观察，人们又发现一切器官都是由细胞组成的。在当时的认识水平上，细胞成了生命物质不可再分的最基本单位。因此，按照现代科学还原论的理论指导，人们就将细胞确认为生命的最基本物质。也就是说，在回答：“什么是生命？”这个问题时，可以回答说“细胞就是生命”，或者，“生命就是细胞”。这样就建立了生命的细胞学说。

3.1.2  还原论细胞理论的建立过程

 17世纪的60-70年代，列文·虎克、罗伯特·胡克和斯旺麦丹等人，利用刚刚发明的显微镜发现了细胞。但是，一直等了200年，到19世纪中期，才由施来登总结得出初步的细胞学说。施来登是研究植物学的，所以，他的细胞学说主要是指植物而言的。他认为，细胞是一切植物的结构的基本的活的单位。和一切植物赖以发展的基本实体。细胞是有生命的独立单位。植物的发育是靠新细胞的不断形成实现的。在施来登以后，并且是在施来登研究的基础上，施旺将细胞学说从植物学领域扩大到动物学和所有生物学领域。使细胞学说成为全部生物学的最基本的理论。施旺认为：异常繁多、丰富多彩的动物形态只有通过简单的基本形成物的不同组合才能产生出来。这些基本生成物，虽然有各种不同的变种，但是本质上处处都是一样的。就是说，它们都是细胞。有机体的基本部分不管怎样不同，它们都有一个普通的发育原则，这个原则便是细胞的形成。施旺宣称：我们已经推倒了分隔动物界和植物界的巨大障碍发现了基本结构的统一性。他说，所有的细胞，无论植物细胞还是动物细胞，均由细胞膜、细胞质、细胞核组成。最后，细胞病理学的创立者微尔和将细胞理论应用于对疾病的理解。微尔和认为，细胞是形成组织、器官、系统、和个体的相互隶属的巨大形成链中始终不变的最后一环。在其下面，除了变化，再没有别的了。他认为，“疾病”实际上是改变了的“生命”。在正常和病理之间，并没有质的区别。生命过程和结构的通常程序及安置受到了疾病的干扰，但仍保持着即使是疾病也必须遵守的基本的过程和结构。这样，微尔和不但确定了疾病的定义，而且将细胞确定为疾病发生的位置。这样，细胞学说不但是生物学的基本原理，也成为医学的基本原理。从那时到现在，又有150年的时间过去了。虽然后来有了基因理论的出现，但主导现代医学的仍然是微尔和的细胞病理学。我们现在的绝大多数医学研究人员都是细胞病理学的信奉者和执行者。如果有哪一位临床医生提出与细胞病理学不一样的观点那他一定会丢掉这份职业。

 3.1.3  贝尔纳对还原论细胞理论的最后加工的过程 

一般研究者在研究细胞理论时，大部分到此结束。但是，我们后现代理论医学认为到此还不能结束。我们现在要说的是，细胞理论还有一个最后加工的过程。这个最后加工的过程是由法国的贝尔纳完成的。按现在后现代科学的系统理论观点，细胞理论是机械论、还原论的产物。将复杂的生命运动归结为细胞的活动是片面的、不正确的。细胞只不过是生命系统中的一个物质层次，细胞处于复杂的相互作用之中。正是这些复杂的相互作用，才反映了生命的本质。而一个细胞的单纯的状态，并不能代表生命整体的状态。系统论与还原论是根本不同的两种观点。当我们站在系统论立场上指出还原论错误的同时，也应该认识到还原论产生的时代背景和历史必然性。我们不可能要求在当时科学水平的人们产生系统论思想。但是，当我们回顾历史的时候，却惊喜地发现，尽管当时的人们无法一步走到系统论的程度，他们还是在潜意识中感觉到单纯的细胞理论距生命整体较远，并缺少可操作性。无法在临床数据中广泛应用。正是为了解决细胞与整体之间的关系，法国的贝尔纳创立了一套“内环境平衡”的理论。这个理论以细胞理论为核心，解决了细胞与整体之间的关系问题，使细胞理论在临床实践中得以实行。（即“初步给出一个说法”。不论这个说法正确与否，它的意义在于“可以按此方向行动”。正确与否是一回事，能否行动是又一回事。）也正因为在临床实践中得以实行，才最终确立了细胞理论的存在。因为贝尔纳的工作，临床医学正式进入细胞医学阶段。与此同时，贝尔纳所倡导的实验方法，也被现代医学所接受。现代医学又称为细胞医学和实验医学。这都是与贝尔纳的工作分不开的。现代医学有许多开创者，而贝尔纳是现代医学的定型者、完成者。可以相当于物理学中的牛顿。当然，贝尔纳没有牛顿那么大的名气。正因为如此，贝尔纳去世时，在法国得到国葬的最高礼遇。

3.2   细胞理论诞生前2个世纪的准备工作

由于显微镜的使用，人们发现了细胞的存在，也发现了一个新的世界。但是，在这以后的100多年中，人们对于细胞的观察大多停留在外貌上。还不能看清细胞的内容物，也没有认识到细胞是动物和植物的结构单元。总之，人类对细胞的认识并没有什么突破性的进展。显微镜固然可以使人们大开眼界，一下子看到了一个新的天地，看到了许多新的东西，但是，要理解、消化这些发现，提出某种理论来说明这些发现，却需要比较长的酝酿时间。到19世纪，由于显微技术的改进，人们才从过去简陋、粗糙、片面的死细胞的研究，进入到多样、精细、全面的活细胞的研究上来。 

在早期的细胞发现者中间，唯有英国植物学家格鲁（N·Grew，1641—1712）观察到细胞内含物并将它记载下来。他在植物组织中不仅观察到小室的构造，而且发现小室内充满粘性液体。据此，他将它命名为“液泡”。循着格鲁的发现，似乎可以进入对细胞内部结构的研究了。然而，不仅格鲁本人没有认识到细胞内含物的重要性，没有对之进行更深入的研究，就是在他以后100年内，也没有人在这方面做出更多贡献。从细胞发现到19世纪初细胞学说的创立，中间等待了近200年。这样停滞不前的原因是什么？17世纪上半叶，细胞发现者们用的复合式显微镜或者单镜头显微镜有一个很大的弊病，它反映出来的物象周围有一层光环。使图象的清晰度受到很大干扰。也就是说，当时的观察受到透镜色差的障碍。18世纪中叶，英国仪器制造匠多隆德（1706—1761）制造出消色差物镜。到19世纪初意大利的阿米奇（1784—1860）和其他人改进了消色差显微镜。1830年第一台改良的消色差显微镜在市场上出售。这就为研究生物的基本结构提供了更有力的武器。1833年，发现布朗运动的英国植物学家罗伯特·布朗（1773—1858）研究他由澳洲搜集来的植物时，发现表皮层细胞内含物中有一种构造，于是，他将之命名为“细胞核”。后来，他又进一步在各种植物的花粉、胚珠、及柱头等处发现了同样的细胞核。这一发现，成为后来第一个提出细胞学说的德国植物学家施莱登（1804—1881）进行工作的出发点。但是，我们不要忽视当时的科学气氛和学术思潮对细胞学说创立者的影响从生物学的历史来看，17、18世纪的学者主要研究动物和植物的形态和分类。而到18世纪的下半叶和19世纪初，胚胎学的研究和显微镜的应用兴盛起来，成为当时学者最感兴趣的课题。科学家兴趣中心的转移，反映了科学发展的内在要求。因为形态学和分类学研究的进一步发展，必然会产生各物种之间的关系问题，和物种起源的问题。为了回答这些问题，对生物发育问题的研究，随之对微观构造的剖析研究也就必然会兴起。成为一段时期的热门话题。这是科学发展的内在逻辑。值得注意的是，当时科学发展的这种要求和趋势在德国的哲学思潮中反映出来。18世纪末，在德国兴起了一个以谢林（1775—1854）和奥肯（1779—1851）为首的“自然哲学派“。他们继承康德关于宇宙是历史发展产物的思想，试图以发展的观点说明自然界。奥肯尤其对生命的发生和发展感兴趣。他提出，生命是地球演变的结果。细胞（粘液囊泡）是生命的原始状态。”在地球的演变结束时，也就是在地球成功地集合并甄别了所有的元素，并使它们在一道并在同一时间出现在每一个点上的时候，草履虫般的粘液就出现了”。他认为，所有生物都源自这种粘液囊泡，他是生命的原始结构，也是组成有机体的构造单位。一切生物都由粘液囊泡组成。他提出粘液囊泡有两种生命，作为有机体组成部分的生命和自己的生命。当有机体死亡时，粘液囊泡自己的生命并不随之而亡。它继续活着，以作为形成另一种有机体的材料。施莱登首先建立的细胞学说，在很大程度上打上了那个时代、那个社会的烙印。

自从17世纪初期显微镜问世以来，被用得最多的，一直都是简单显微镜。仅在一个没有任何饰物的底座上，有一块粗糙的球面透镜。复合显微镜，（将几块不同形状的透镜组成一条线），所成的像由于受到球面象差、色差及其他问题的干扰而不理想。复合显微镜的优点在于它能够引入更大的光强，并能够最大限度地收集到从透镜反射来的光线，因此能够最大限度地辨别微小的被观察物。然而，因为没有光学校正，这些优点都被最后产生的模糊结果——该结果还要受到有色光环的进一步干扰——掩盖了。直到1830年，光学的理论和实践才能够解决这个问题。通过将不同折射率的透镜组合起来，色象差可以被消除。而球面象差也可以得到一定程度的控制。早先的细胞理论学家都用简单显微镜，到1840年，改进了的复合显微镜产生了，于是立刻就变成所有显微镜使用者必不可少的工具。通过它，证实了假设中所有动物、植物的细胞基础，肯定了细胞病理学，并纠正了细胞繁殖方面的一些错误观点。19世纪期间，显微镜继续得到了改进。到1880年，主要由于恩斯特·阿贝的光学研究以及卡尔·蔡斯公司过硬的制造工艺，显微镜这个工具逐渐达到了它的极限。极大的放大倍数（2000倍）和很高的分辨率（最小可看清0.002毫米的目标。假如没有足够的分辨率，那么放大的倍数再大，也没有意义的。）都可以通过油浸显微镜获得。象差和失真被降到最低程度。众多的显微镜技术（固定、切片以及染色）得到发明。而显微镜实践及其细致的教学也成为近代生物学的标志。这种新工具很快就给我们带来了很多好处。它的潜能力加上对材料的适当处理，使细菌学和亚细胞结构的研究在19世纪80年代获得了令人瞩目的进展。前者在医学界引起了一场革命，而后者为后来对遗传学进行解释奠定了坚实的基础。

3.3  细胞理论产生前的准备经过

3.3.1  从软木“小室”到细胞学说

从低等的细菌到高级植物、动物及人类，最基本的结构和功能单位就是细胞。一切复杂的、瞬息万变的生命活动都是在细胞内进行。 

早在十七世纪以前，人们对细胞还一无所知。直到1665年，英国物理学家胡克用他自己制造的显微镜观察软木（栎树皮）切片时，发现其中有很类似蜂窝状的“小室”，就称之为细胞。实际上，胡克当时所看到的只是植物细胞死亡后残留下来的壁和空腔。但是，他的发现却具有极其重要的意义，使人们对生物体结构的观察和研究进入了一个新的领域，打开了生物微观世界的大门。 

十九世纪，显微镜的构造有了重大改进，从而对细胞的认识也有了发展。1840年前后，人们已经认识到细胞主要由细胞核和由细胞质两部分组成，在核内还有核仁，甚至发现在植物细胞内还含有叶绿体。德国植物学家施莱登和动物学家施旺在认真总结前人积累的知识基础上，又各自对植物细胞和动物细胞进行了深入的研究，并分别于1838年和1839年发表了他们的研究成果，首次提出了著名的细胞学说，即：所有生物体，从简单的单细胞生物到复杂的高等动、植物都是由细胞构成的。他们明确地指出了细胞是有机体的结构和功能单位。

细胞学说的建立，在当时具有划时代的意义，不仅有力地批判了“神创论”，并且有助于说明生物界的物种是由低级逐渐进化到高级这一进程。这是当时的科学家对生物界的统一性及其进化观所提出的最有力的唯物主义证据之一。对此，恩格斯曾给予极高的评价，认为细胞学说是十九世纪自然科学的三大发现之一。恩格斯写道：十九世纪的第二个发现，是施旺和施莱登的有机细胞，发现它是这样一种单位：“一切机体，除最低级的外，都是从它的繁殖和分化中产生和成长起来的。有了这个发现，有机的、有生命的自然产物的研究――比较解剖学、生理学和胚胎学――才获得了巩固的基础”。“机体产生、成长和构造的秘密被揭开了；从前不可理解的奇迹，现在已经表现为一个过程，这个过程是依据一切多细胞的机体本质上所共同的规律进行的”。由此可见，细胞的发现和细胞学说的建立，对人们认识生物界和生物科学在各个方面的研究都起了很大的推动作用。

3.3.2  罗伯特·胡克 

细胞的发现依赖于显微镜为人们提供的肉眼看不见的世界。第一个给细胞命名的是英国著名科学家罗伯特·胡克（1633-1703）。1663年，胡克在显微镜下对软木片进行观察时发现了一个个象蜂窝一样排列的巢房，房子是空的，他把这些小房间称作细胞。其实，胡克看到的并不是活细胞，而是软木组织中死细胞留下的空腔，也即细胞壁。 

尽管这些先驱者们都看到了细胞，但是由于当时的显微镜技术刚刚发展，他们还只能看到细胞的外观形态，辨别不清细胞内部的结构，因此不可能理解细胞的真正的重要意义。在此后的100多年中，细胞都未能引起人们足够的重视。 

3.3.3  列文·虎克 

在所有热爱使用显微镜的人中，列文·虎克可以说是先驱。列文·虎克的本行是麻布商，他利用自制的显微镜在业余时间进行实验，且十分狂热。他一生制造了247台显微镜和172个镜头，为荷兰皇家学会装备过一个包括26台显微镜的实验室。他从自己的牙逢中剔出牙垢，放在镜下，呈现在镜下的小动物令他大吃一惊。他对许多荷兰公民吹嘘说：他的嘴里竟然有这么多动物，“还在快活的动着”。1683年，列文·虎克在给皇家学会的一封信上，还绘出显微镜下看见的动物。医学界称列文·虎克为“细菌学之父”，其实他并不很清楚自己到底发现了什么。 

3.3.4  奥肯

1809年，德国的自然哲学家、博物学家奥肯（1779-1851）提出了原浆原胞的假说。这可以说是细胞学说的萌芽。奥肯假定，一切生物体中都含有一种原始的粘液状的物体，也即原浆。这种原始的粘液状的物体最初是在大海中由无机物质产生的。它的表面逐渐加厚，形成一种球状的小胞，奥肯把这种小胞叫做纤毛虫，也即原胞。他认为，所有的生命都是由这种纤毛虫的小胞组成的。最简单的生物是由一个小胞组成，这也就是纤毛虫，而动物和植物是纤毛虫的"群体"，不过每个纤毛虫都放弃了自己的独立性，从属于作为一个整体动植物的有机体。尽管这种假说缺乏严格的实验依据，更多是哲学上的推测，但却激发了科学家们去继续寻找组成动植物的"原型"。

 3.3.5  迪特罗歇

 1824年，法国生物学家迪特罗歇根据他在显微镜下的观察，明确提出，动植物的组织和器官都是由小球，也即细胞构成的。但是他的看法并没有引起人们的重视和承认。

 3.3.6  布朗

 1831年，英国植物学家布朗在观察兰花细胞时发现，细胞中的液体物质并不是均一的，每个兰花细胞中都有一个圆形的核状物，布朗把这些核称作细胞核。之后，捷克生理学家普金叶和他的学生瓦伦丁又观察到了动物细胞中的细胞核，发现了母鸡卵中的胚核。他们提出了皮组织、神经组织、软骨组织都是由细胞组成的，他们把细胞称作小粒，并描述了每个小粒中有一个更小的核。

英国植物学家R．布朗（Robert Brown，1773-1858）于1831年，在研究施肥对植物的影响时，利用了一台放大倍数约为300倍的显微镜，注意到植物细胞内部还有其他的结构，通过仔细观察，他发现了植物细胞的细胞核，并发现一个植物细胞只有一个细胞核。布朗当时对于细胞核的生物学含义既不重视又不理解，因而也没有进一步研究细胞核的结构和功能（当时的条件似乎也不允许他从显微解剖学的角度进一步研究细胞核）。布朗最著名的发现是我们现在所称的“布朗运动”，即悬浮花粉微粒的无规则运动。此外，他在高等植物的生性生殖过程以及化石植物顶究方面颇有名望。