显微镜的发明
在现在的生物课堂上，同学们可以轻松地使用显微镜来观察我们用肉眼不能直接看到的植物、动物、微生物的形态和结构的特征，显微镜已经成为人们研究和探索微观世界的一种重要的实验工具。然而大家可能不太清楚显微镜的发明人——安东尼·范·列文虎克（Antonie van Leeuwenhoek，1632~1723）却花费了他毕生的心血，才带领人们叩开了通往奇妙、精彩的微观世界的大门。
1632年，列文虎克出生在荷兰德尔夫特一个酿酒工人的家庭里，父亲收入微薄，一家人生活十分清苦。在列文虎克很小的时候，经不起生活重压的父亲染上了重病，离开了人世。列文虎克在妈妈的抚养下，一天天长大并进入学校学习。当时学校讲授的功课大多是《圣经》里的故事。列文虎克听腻了这些老掉牙的说教，他考试成绩平平，在学习上没有表现出超人的天赋。因家境困难，列文虎克中途辍学了，妈妈托人把他送到眼镜店跟师傅学手艺。列文虎克对眼镜店里琳琅满目的镜片产生了浓厚的兴趣，这晶莹的眼镜片能使物体“变大”，又能使物体“变小”，简直像神话传说中的魔镜，这是为什么呢？这时少年列文虎克有了一个美丽的梦想：“我一定要通过自己的双手磨制出一块均匀、透亮的镜片，用它去了解自然的奥秘。”连列文虎克也没有想到，他少年时代的这个愿望，竟让他耗费了毕生的精力。
列文虎克勤勤恳恳地跟师傅学习磨制镜片的手艺，技术提高得很快，但这时他却被老板无情地辞退了，他又陷入了新的苦闷。几经周折，21岁的列文虎克托人在德尔夫特市政府谋了个差事，当上了管理员，总算谋到一个固定的职业。然而少年时代研制“魔镜”的梦想却一直萦绕在他的脑海中。列文虎克除了收发文件、盯紧门户外，再也没什么要紧的事情。他利用自己充裕的时间细心地研磨起镜片。他把磨制镜片当成了生活中最重要的事情。好事者见列文虎克如痴如醉地研磨镜片，竟挖苦他说：“列文虎克先生，你磨这个干什么？难道一个看大门的，还要用放大镜去防贼吗？”列文虎克实在不愿意向这种无聊的人公开自己童年时代就埋藏在心中的秘密，他只是张开宽厚的嘴唇说：“噢，我只是闲得慌，玩一玩的。”列文虎克经过多年的辛勤劳动，终于磨制出一块自己满意的透镜。这块透镜小到只有1/8英寸（约为0.318厘米），他做了一个小小的支架，把透镜镶嵌在支架的木板上，不久他又给这个装置加了一块透镜，这样的组合透镜放大的倍数更大了。他把自己发明的这个装置称为“显微镜”。贴近眼睛的那块镜片称为“目镜”，贴近被观察物的那块镜片称为“物镜”。过了一段时间，列文虎克又利用光线折射原理，在物镜下面装了一块铜板，上面钻了一个小孔，使光线从这里反射在观察区的被观察物上，观察效果极佳，这时一项伟大的发明终于诞生了！
列文虎克不断改进显微镜的制作方法，使显微镜越来越精密，放大倍数能达到300多倍。然而列文虎克把自己的显微镜视为无价之宝，他的小实验室拒绝任何人参观，这使他的发明迟迟不能被世界承认。幸亏一位好心的名医格拉夫医生凭着科学家的敏感觉察出列文虎克从事的研究是一项极为有意义的工作，他拜访了列文虎克并向列文虎克提出建议，希望列文虎克把显微镜和观察记录送到英国皇家学会，向世界公开研究成果，为荷兰人民争光。经过激烈的思想斗争，列文虎克终于向英国皇家学会寄出了标题为《列文虎克用自制的显微镜观察皮肤、肉类以及蜜蜂和其他虫类的若干记录》的实验报告。因为科学家对于这份报告涉及的内容还一无所知，所以这份报告在英国学术界引起了怀疑和反对。不过，列文虎克并没有因为报告石沉大海而气馁，而是继续默默无闻地进行研究。又经过两年，列文虎克在利用显微镜观察雨滴时，发现在一滴雨水中有无数奇形怪状的小东西在蠕动，这仿佛是童话里的“小人国”，列文虎克再次将实验观察报告呈送英国皇家学会。这次，列文虎克的报告犹如重磅炸弹，终于激起了英国皇家学会强烈的反响。皇家学会组织专门的代表团亲自去验证列文虎克的研究。随之，令人鼓舞的消息不断从荷兰德尔夫特传到英国皇家学会：“列文虎克发现红血球！”“列文虎克发现了酵母！”……英国皇家学会对于这位异国的、出身寒微的发明家的成就不能再保持沉默了，经过皇家学会的讨论和表决，列文虎克成为皇家学会的会员。为表达对皇家学会的敬意，列文虎克特意向学会送去几台自制的显微镜。
成名后的列文虎克在接受记者的采访时被问到其成功的秘诀是什么？列文虎克伸出了因长期磨制镜片而满是老茧和裂纹的双手回答说：“这就是！”1723年，91岁高龄的列文虎克的健康状况越来越坏，但他仍坚持工作，8月24日列文虎克没有按时早起工作，过了两天，列文虎克在好友和女儿的陪伴下，走完了人生的最后旅程，静静地离开了这个世界。数日之后，英国皇家学会收到列文虎克寄来的信和包裹，会员们怀着沉痛的心情打开列文虎克的信，信中详细地写着显微镜的制作方法。发明家在他离开这个世界的前夕，终于向世界公开了他的全部秘密，使他终生奋斗得来的科研成果成为全人类的共同财富。在包裹中，人们发现里面装有26台大小不同的显微镜。望着凝聚着发明家毕生心血的显微镜，在场的学者无不痛哭。英国皇家学会悲痛地向学术界发布讣告，共同悼念这位伟大的科学巨星。
牛痘术的发明
天花，这名字听起来挺好听的，可实际上这是一种凶恶的传染病。病发时，开始是发高烧、头痛、呕吐，继而全身出现红色丘疹，然后转变为疤疹，最后变成脓疤。十来天后，脓疤结成痂，脱落后病人就成了满脸痘疤的麻子，病重的还会一命呜呼。
天花病毒曾经横行一时，十分猖獗，数百万人因之而丧命。1242～1243年，爱尔兰约2万人死于天花；16世纪，墨西哥约350万人死于天花；1713年，巴黎约2万人死于天花；1753年，意大利都灵约3.1万人死于天花；1794～1796年，德国北部和东部约20万人死于天花，而今自从南非也宣布消灭天花之后，人类就永远告别了这种凶狠的病毒。
中国古代称天花为肤疮、天花斑疮、豆疮、百岁疮等。关于天花最早的文字记载见于晋代的《肘后方》。预防天花是中国古代人民的伟大独创，据说在公元前中国就有种痘之术，其文字记载曾见于宋真宗时代王旦为其子觅医种痘的故事。明朝隆庆年间已有通过人体精痂选炼的“宁国府太平痘苗”，这是一种所谓以毒攻毒的人痘接种法。这种方法是在轻症天花病人的身上取出痘浆，接种在健康人的鼻孔内，使健康的人体产生特定的免疫力，以抵抗天花的发生。清朝医书《痘科金镜赋集解》记载：“又闻种痘法，起于明朝隆庆年间宁国府太平县（即今安徽省太平县——作者注），姓氏失考，得之异人，丹家之传，由此蔓延天下。”其后随着各国交往的频繁，这种鼻苗种痘法先后传至日本、朝鲜、俄国、土耳其等地。
18世纪初，英国驻土耳其大使的夫人蒙塔古在君士坦丁堡见到土耳其妇人种人痘，非常感兴趣，学着为儿子及女儿种痘，获得成功。回国后即大力推广，种人痘预防天花的方法在英国得到普及，并继而流传到欧洲其他国家。但这种方法不是十分奏效，有些体质弱的人接种后反而染上天花，并且曾经引起天花的流行。
1749年，爱德华·詹纳，一个牧师的儿子，出生于英国格罗斯特郡伯克利教区。他小时候曾接种过人痘，饱尝了接种的痛苦，还得了耳鸣——接种人痘的后遗症。他看见过不少因接种人痘患了严重天花而死去的人，因此他少年时就立志要当一名外科医生。13岁时，詹纳的哥哥将他送到外科医生卢德洛那里学医，由于詹纳虚心好学，肯动脑筋，所以很受老师的喜爱。18世纪中期，欧洲天花流行，英国的奶牛群中也流行牛痘，挤奶的人如果手上有伤，牛痘就会由牛传染到人，而那些患了牛痘的人没有一个染上天花。詹纳经常想：人得了牛痘，就再也不会得天花；染过天花的人也不再得天花，难道牛痘与天花之间有什么联系吗？经过8年的勤奋学习，他带着这个问题来到一家私人诊所工作，后来又回家乡办起了自己的小诊所。在他的诊所里有些患了天花的病人需要护理，护理人员多数是患过牛痘的挤奶女工，她们都相信自己患过牛痘，就不会再患天花了。通过对大量天花病人的治疗，挤奶女工们的信念得到证实，这是为什么呢？
为了得到问题的答案，詹纳来到牧场，仔细观察母牛乳房上的脓疮（即所谓牛痘），与天花病人身上的脓疮作对比。在牧场他发现挤牛奶的工人们竟然没有一个人死于天花或患天花变成麻子。“真奇怪，挤牛奶的人为什么能幸免于难呢？”詹纳问女工们：“你们是不是患过天花？你们的奶牛患过天花没有？”她们回答说：牛痘类似天花，可是牛却很少死去，只是在皮肤上出现一些小脓疮，给病牛挤奶的女工们也会患上类似牛痘的病，不过病情很轻微，只是稍稍有些不舒服，没过多久就会好的。詹纳分析女工的话，推测出这种从牛身上传染的病症是很轻微的。
经过多年的观察研究，詹纳终于得出结论：牛痘和天花的脓疮相似，患牛痘和患天花的症状也相似，所不同的是牛痘比天花的症状要轻得多，牛痘不会引起牛的死亡，患牛痘的人也不会死亡。
思考了许久，詹纳决定做一次大胆的尝试：给人接种牛痘，以替代人痘接种，减少痛苦和死亡。1796年5月14日，詹纳给一个农场牧工8岁的小儿子——名叫詹姆斯·菲普斯的小孩进行牛痘接种。他小心地用针挑破一个牛痘患者手臂上的脓疮，沾上少许脓疮的液体，然后用手术刀轻轻划破小菲普斯手臂上经过消毒处理的部位，把脓液滴在伤口上。世界上第一例人工接种牛痘的手术就这样在短短的3分钟之内完成了。手术后，小菲普斯手臂上的伤口处有些红肿，接着起了一些水疮，逐渐形成脓疮，身体也有些发热。此后那些疤疹逐渐干枯结痂，最终脱落，只是在伤口处留下一个小疤痕，小菲普斯便全好了。两个月后，检验牛痘接种效果好坏的关键时刻到了，詹纳在小菲普斯的手臂上再划破一道小口子，滴上从天花病人身上获得的天花脓液，即接种人痘，看看小菲普斯是否已经具备了免疫能力。接下来的几天里詹纳如坐针毡，度日如年，不时观察小菲普斯的身体反应和变化，担心万一发生意外，后果真是不堪设想。几天过去了，小菲普斯安然无恙，詹纳终于找到了战胜天花的方法。
后来詹纳又做了几次同样的实验，均获得了成功，他这才向社会公布了自己的发现，并将这一成果报告给英国皇家学会，但是他的发现没有得到应有的重视。詹纳并不气馁，他一边行医，一边有计划地在周边地区实施牛痘接种法。结果与其他地区相比较，他所在地区天花的发病率和死亡率都有大幅度的下降。这一显著的事实终于引起了英国政府的重视，承认了詹纳的重大发现，并为他建立了相应的研究机构，向全世界推广牛痘接种法。
细胞学说的创立
早在17世纪，显微镜刚刚问世的时候，物理学家胡克就在显微镜下看到软木薄片是由许多蜂窝状的小结构组成的现象。他将这些小结构命名为“细胞”，这是细胞一词的第一次出现。18世纪，生物的显微研究未取得新的成就，而且生物学家热心关注着的是对分类学的研究，对生物微观方面的实验有所忽视。18世纪末和19世纪初，许多科学家试图在植物界和动物界中寻找结构方面的基本单位。如：德国诗人、生物学家歌德认为植物的叶是一切植物的基本单位。德国自然哲学家奥肯认为：一切生物都是由一种称为“粘液囊泡”的基本单位构成的。到19世纪显微镜的制造技术有了进步，使显微镜的分辨率提高，为考察动、植物的微观结构创造了条件。至19世纪30年代，一些科学家在显微镜下观察到细胞的细胞质、细胞核、细胞壁等结构以及细胞质的运动，而且动物体内也发现了细胞。这一时期的工作为细胞学说的建立创造了条件。
细胞的存在已是众所周知的事实，但人们对它的内部结构和功能以及在生物体中所处的地位还不太清楚。细胞学说最终是由德国植物学家施莱登（M.J.Schleiden，1804~1881）和动物学家施旺（Theodor Schwann，1810~1882）完成的。
施莱登1804年生于汉堡的一个医生家庭。他早年学的是法律，在汉堡做过一段时间的律师，但他不喜欢这份工作。1833年，他决定改行，在哥廷根大学和柏林大学学习植物学和医生。在这期间，他对植物学产生了浓厚的兴趣。1837年，施莱登完成了一篇论文，该论文论述了显花植物的胚芽发育史。他强调研究植物学必须摒弃当时的抽象推论方法，而代之以严密的观察，并在观察基础上进行严格的归纳。当时的植物学仍然以研究分类学的工作为主，而施莱登却开始研究植物的结构和植物的发育了。