何炅电视机前的观众朋友们大家好!
撒贝宁欢迎收看:男生女生请就位!
何炅今天这期节目,我们将和嘉宾们一起探索细胞与生命活动的奥秘!
所有嘉宾好耶!
观众们啊啊啊啊啊!
撒贝宁我们都知道,除病毒外,所以的生物都是由细胞构成的。但是,细胞那么小,我们是怎么发现它的呢?在发现细胞之前,人们又是怎样开展生物学研究的呢?
赵露思在还没有发现细胞之前,人们只能从宏观角度研究生物学吧。
何炅是的,在科学技术还不发达的时候,我们没有相关的仪器可以观察微观世界,只能从宏观角度,也就是肉眼看得见的角度研究生物学。肉眼可见的生物个体层次包括个体,器官,组织,我们动物还有系统。想要研究生物体内部的器官,组织构造,就得进行解剖。当时有许多科学家为了研究人体的结构,冒着生命危险去墓地和刑场盗取尸体呢!
宋雨琦好可怕!
观众们是啊是啊。
撒贝宁不过,也正因早期科学家们的努力,生物学的研究才能得到发展。1543年比利时的维萨里通过大量尸体解剖研究,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。
何炅随着科技的发展,显微镜被发明出来,促进了生物学研究进入显微研究阶段。1665年,英国科学家罗伯特.胡克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“细胞”。他是世界上第一个观察并命名细胞的人。
何炅这,就是罗伯特.胡克观察到的木栓组织图像。
所有嘉宾哇噢,好神奇啊。
观众们哇噢,好神奇啊。
肖战但是,罗伯特.胡克观察到的细胞是死细胞吧。
撒贝宁没错。
虞书欣我记得第一个发现活细胞的人是荷兰磨镜师列文虎克,他用自制的显微镜观察到不同形态的细菌,红细胞,精子等。
丁程鑫后来,意大利的马尔比基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。
王一博以前曾经学习过,施莱登和施旺建立了细胞学说。可是为什么前人们收集了这么多资料,却没有像他俩一样建立细胞学说呢?
撒贝宁因为不同种细胞之间的形态差异非常大,很难让人产生将他们联系起来的想法。并且,之前的科学家们没有深入研究细胞和个体的关系。也就是说当时虽然有充足的研究资料,却没有发现合适的研究方向。而施莱登和施旺大胆新颖的猜想,开辟了一条新道路。
何炅植物学家施莱登通过对花粉,胚珠,柱头组织的观察,发现这些组织都由细胞构成,而且细胞里都有细胞核。于是他在实验基础上进行了理论概括,提出植物细胞学说,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。
撒贝宁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。
何炅但是当时他们并不知道新细胞如何由老细胞产生。施莱登认为新细胞是从老细胞的细胞核中长出来的,或是在老细胞的细胞质中结晶产生。施莱登的朋友耐格里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。还有学者观察了受精卵的分裂。在此基础上,1858年,德国的魏尔肖修订了细胞学说,总结出“细胞通过分裂产生新细胞。”
王源原来细胞学说的发展经历了这么漫长的过程啊!
鞠婧祎科学家们太伟大了!
撒贝宁听完细胞学说建立的过程,请嘉宾们思考一个问题:科学家们是怎样说明“动植物体由细胞构成”这一结论呢?
贺峻霖我注意到,科学家们在研究过程中观察了大量的材料,从完整的器官到组织,细胞,都是实验过程中观察的材料。
迪丽热巴观察完材料后,科学家们还对观察结果进行归纳概括,比如施莱登在观察大量植物组织后,归纳概括出了植物细胞学说。
王俊凯归纳概括出结论后,科学家们还会进一步实验,对已有的结论进行修整完善。如耐格里通过对分生组织的观察,解决了细胞学说建立过程中遗留的问题--新细胞如何从老细胞中产生?魏尔肖对细胞学说进行修订,补充总结了“细胞通过分裂产生新细胞。”
何炅嘉宾们已经完整的说出了发现细胞学说时所运用的科学方法,分别是直接观察,归纳概括,修整完善。从实践中得理论,并不断进行实验对理论结果进行完善,才能使科学研究的结果变得更加严谨可信。
易烊千玺我觉得研究过程中有一个“漏洞”,施莱登和施旺并没有观察完所有生物的组织标本,就归纳概括出细胞学说,是不是还不够严谨啊?毕竟还没有观察过的组织中有可能出现例外啊。
撒贝宁千玺同学提出的问题非常好。如果观察完所有的组织再得出结论,就是运用了完全归纳法。而施莱登和施旺没有观察完所有的组织就得出结论,是运用了不完全归纳法。使用不完全归纳法进行归纳,确实会出现疏漏例外的风险。但是在实际的科学研究中,没有办法观察完所有的科学材料,因此只能观察部分有代表性的材料,分析材料的部分特征与所研究内在本质的联系,得出较为可靠的一般性结论。比如观察了部分生物组织,发现他们都由细胞构成,然后将这个特征与“组织的构成”这个问题进行联系与分析,得出最后的结论。
王一博所以不完全归纳法也是可信的。
王源那么细胞学说的建立有什么意义呢?
赵露思我觉得,细胞学说揭示了动物和植物的统一性,从而阐明了生物界的统一性。让人们意识到动物和植物有着共同的结构基础,从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。
丁程鑫我觉得,细胞学说中关于细胞是生命活动基本单位的观点,使人们认识到生物的生长,生殖 ,发育及各种生理现象的奥秘都需要到细胞中去寻找,生物学的研究随之由器官、组织水平进入细胞水平,并为后来进入分子水平打下基础。
贺峻霖我觉得细胞学说中细胞分裂产生新细胞的结论,不仅解释了个体发育,也为后来生物进化论的确立埋下了伏笔,是生物学大厦的基石。恩格斯将它与进化论,能量转化与守恒定律并称为“19世纪自然科学三大发现”。
何炅细胞学说中有以下要点:1.细胞是一个有机体,一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞极其产物所构成。2.细胞是一个相对独立的单位,既有他自己的生命,又对与其他细胞共同组成的整体生命起作用。3.新细胞是由老细胞分裂产生的。
撒贝宁这些要点体现了细胞是生命活动的基本单位。单细胞生物可以独立完成各项生理活动,多细胞生物可以在多种细胞的共同合作下完成更多复杂的生理活动。动植物以细胞代谢为基础的各项生理活动,以细胞增殖,分化为基础的生长发育,以细胞内基因的传递和变化为基础的遗传与变异,都说明生命活动离不开细胞,细胞是一个独立的生命系统。
肖战所以为什么细胞能够成为一个独立的生命系统呢?
何炅因为细胞虽小,结构却复杂精巧,里面的各个细胞器和各种物质相互作用,维持着细胞的生命活动,让细胞成为一个独立的生命系统。
鞠婧祎细胞可以构成组织,组织可以构成器官,器官可以构成个体。而组织,器官,个体都是有生命活动的整体,可以看作不同层次的生命系统。
宋雨琦并且在自然界中,个体不是单独存在的,而是与其他个体和无机环境相互依赖,相互影响。在一定空间范围内,所有同种个体构成一个种群,不同种群构成一个群落,群落与无机环境构成一个生态系统,地球上所有的生态系统构成生物圈。种群,群落,生态系统和生物圈可以跳出个体,在宏观视角下进行更多生命活动。因此,自然界中从个体到生物圈,也可以看作各个层次的生命系统。
撒贝宁追根溯源,这些生命系统的生命活动都需要以细胞为基础,所以细胞是最基本的生命系统。
迪丽热巴病毒是没有细胞结构的特殊生物,它也只有寄生在细胞中时才能进行生命活动,这也可以说明细胞是最基本的生命系统。
何炅无论从结构上看还是从功能上看,细胞这个生命系统都属于最基本的层次,各层次生命系统的形成、维持和运转都是以细胞为基础的。就连生态系统的能量流动和物质交换也不例外。
撒贝宁今天的节目就到此结束了,我们一起了解了细胞与生命活动的联系,以及细胞学说在生物学中的重要意义。想要了解更多精彩内容,敬请期待下一期的--男生女生请就位!我们下期再见!
观众们呜呜呜呜呜呜呜(欢呼)