顯微鏡發明使肉眼看不見的微生物-細胞構成植物
細胞理論對于解釋生物界單一性和多樣性的重要意義
細胞理論是指所有生物都是由細胞構成,以及所有細胞都源于一個多
世紀前的一個預先存在的細胞。這個理論出自17世紀以來進行的觀察(17
世紀,顯微鏡被發明)。實際上,直到這個世紀,我們才清楚地知道存在
大量的動植物,可以根據它們的外形和構成進行分類,我們也認識到這些
動植物有繁殖能力。在如何了解它們共同具有的、區別于非生物界的特征
上仍留有疑問。
顯微鏡的發明使肉眼看不見的微生物變得能夠觀察。要強調的是在大
量的觀察形成嚴密的細胞理論前,經歷了兩個多世紀。顯微鏡中觀察到的
微生物界和動植物界的共同點是,生存空間都局限于發生生命特有的化學
反應的細胞膜中,這點不是在理論上就顯而易見的。而生物界極其多樣化
,這樣的觀點也有理由與常識相抵觸。
遺傳和進化理論,以及生物化學理論和細胞理論在同一個時代得到發
展。這些理論表明生物界有共同的起源,并遵守物理和化學定律。細胞的
單一性和多樣性
所有的細胞都由細胞膜包圍,細胞膜主要由脂類構成。這個分隔了細
胞內部和外界環境的細胞膜不是不透水的。相反的,細胞膜具有能以選擇
的方式調節內外交換的特性,也就是說,細胞膜的特性取決于成分或可能
進入細胞的分子(水、礦物鹽、呼吸的氣體、糖、脂類等)的化學性質。所
有這些分子都溶解于水,它們構成細胞的內部環境和生物的主要成分。這
個內部環境或細胞質本身包含特殊結構,這些特殊結構構成細胞新陳代謝
中交換、運輸、能量生產的所有功能類型。大量生物,像細菌,原生動物
都是由單細胞構成。而動物和植物正相反,它們是由幾千萬億個、百來種
不同類型的細胞組成。所有細胞都是由卵細胞和精子受精得到的細胞卵連
續分裂產生。有性生殖和無性生殖中,發育成長都依賴于細胞的分裂功能
,以及在需要時相互分化來形成實現不同功能的組織和器官:
——血和肺用于呼吸
——肌肉和骨頭用于身高和行動
——胃、肝、腸、’腎和膀胱用于營養
——大腦和神經用于感覺、交流和意識
——性器官為了繁殖等
這些組織和器官只適用于動物界。
大部分細胞的體積是用毫米的毫米,也就是微米(干分之一毫米,μ)來
測量,這就解釋了為什么我們只能在顯微鏡下看到細胞。然而,根據細胞
的專門用途,它們至少能在一個維度上達到一個較大體積,就像神經細胞
的長度能達到1米,或像充滿營養儲存物的魚卵或細菌卵占據直徑約為幾毫
米的空間,而鳥卵則約占幾厘米。因此,目前從易于觀察的卵著手研究,
我fi'l臺E通過聯系繁殖功能,來向孩子們介紹細胞的概念。