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世界生物学发展史

生物学的发展经历了萌芽期、古代生物学时期、近代生物学时期和现代生物学时期。

生物学发展的萌芽时期是指人类产生(约300万年前)到阶级社会出现(约4000年)之间的一段时期。这时人类处于石器时代,原始人开始了栽培植物、饲养动物并有了原始的

医术,这一切为生物学发展奠定了基础。

到了奴隶社会(约4000年前开始)和封建社会后期,人类进入了铁器时代。随着生产的发展,出现了原始的农业、牧业和医药业,有了生物知识的积累,植物学、动物学和解剖学还停留在搜集事实的阶段。但在搜集的同时也进行了整理,并被后人叫做所谓的古代生物学。古代的生物学在欧洲以古希腊为中心,著名的学者有亚里士多德研究(形态学和分类学)和古罗马的盖仑(研究解11剖学和生理学),他们的学说在生物学领域内整整统治了1000年。中国的古代生物学,则侧重研究农学和医药学。

从15世纪下半叶到18世纪末是近代生物学的第一阶段,这一时期,在生物学研究中,主要的有维萨里等人的解剖学,哈维的生理学,林耐的分类学以及从18世纪末并继续到19

世纪初的拉马克等人的进化学说。

19世纪的自然科学,进入了全面繁荣的时代。近代生物学的主要领域在19世纪都获得重大进展。如细胞的发现,达尔文生物进化论的创立,孟德尔遗传学的提出。巴斯德和科赫等人奠定了微生物学的科学基础,并在工农业和医学上产生了巨大影响。17世纪建立起来的动物(包括人体)生理学到19世纪有了明显的进展,著名学者有弥勒、杜布瓦·雷蒙、谢切诺夫和巴甫洛夫等人。由于萨克斯、普费弗和季米里亚捷夫的努力,使植物生理学在理论

上达到了系统化。

20世纪的生物学即属于现代生物学的范畴,始于1900年孟德尔学说的重新发现。此后,遗传学向理论(包括生物进化)和实践(主要是植物育种)两个方面深入发展。与此同时,由于物理学、化学和数学对生物学的渗透以及许多新的研究手段的应用,一些新的边缘学科如生物物理、生物数学应运而生。50年代中期,由于华生和克里克等人的努力,产生了分子生物学。随着分子生物学和分子遗传学的发展以及形态研究的深入,细胞学也进入分子水平,出现了细胞生物学。20世纪蓬勃发展的生态学在生物学中的地位日益增长。它的研究范围从群落扩大到生态系统,以至包括多种类型生态系统的综合考察和全球性的“生物圈”。它与地学、环境科学以及社会科学的结合,对生产和社会已产生重大的影响。此外另一门崭新的学科——神经生物学猛然崛起,人们愈来愈体会到神经系统,尤其是大脑的研究对生物学和人类发展的作用。20世纪的进化论研究也有明显的突破,集中表现在对进化机制和微观层次规律的揭示方面。总之,现代生物学正向微观和综合方向深入。

中国生物学发展史

中国人民从远古以来,在长期的农、林、牧、副、渔和医、药(本草)等研究实践中,积累了大量有关植物、微生物、动物、人体的结构和功能等方面的知识,这些知识是中国历史文化宝库中的重要组成部分。中国生物学知识萌芽于原始社会,到了战国秦汉时期,已积

累了不少形态、分类和生物起源及其演化等方面的知识,虽然还局限于直观的描述和思辨性的臆测,但却为后世的发展打下了基础。隋唐以后,由于农业和手工业经济的日益商品化,推动了科学技术的进步,尤其在农艺、医药和酿造等实践中得到了新的发展,例如李时珍所著的《本草纲目》对医药学和动植物分类学的研究作出了巨大贡献,而生物形态图和人体形态解剖图的大量出现,也成为中国古代生物学的一大特征。鸦片战争以后,近代生物学知识逐渐传入中国,民国年间,赴欧、美、日学习的留学生陆续回国,并相继在各分支学科中开展了研究,现代生物学开始在中国生根。中华人民共和国成立以后,生物学得到较大的发展,

并取得了一定的成就。

诺贝尔生理学医学奖

诺贝尔(Nobel.A,1833~1896),瑞典化学家、发明家、企业家。因硝化炸药、无烟炸药等的发明和制造而著称。拥有发明专利355项以上。1895年立遗嘱,将其遗产作为基金,把此基金的利息每年发给世界各国对于物理、化学、生理学、医学、文学、和平最有贡献的人。为此,瑞典政府设立了诺贝尔基金董事会。1901年诺贝尔奖金首次颁发。

诺贝尔科学奖金,评选严格,纪录了近百年中主要的自然科学发明和发现,反映了20世纪以来重要科学技术的发展概况,成为国际学术界的一种崇高荣誉,对科学的发展起了推

动作用。

诺贝尔生理学、医学奖由瑞典卡洛林斯卡医学院主持评选。

除极个别外*,它确实选中了现代生理科学和医学科学的一些重大成就。纵观1901年到现在历年诺贝尔生理学和医学奖金获得者的工作成就,可以对现代生命科学的发展有一个大致的了解,对于掌握当代生物医学的主要动向也有所启发。例如,对于基础医学理论研究的重视,对分子生物学、免疫学和遗传学等学科的重视,在近几十年的诺贝尔生理学、医学奖

的授奖中,都表现得很明显。

《黄帝内经》

《黄帝内经》简称《内经》,医书名,是我国现存最早的一部重要医学文献。

《黄帝内经》并非出自少数人之手,也不是成书于某一时代,它是在长期的流传过程中,经过众多医家之手编撰而成的。其基本成书年代在战国时期,但在它传抄之际,也掺入了一

些后人补撰的内容,因此也出现了多种不同传本。《内经》原为18卷,其主要归结为《素问》

和《灵枢》二大部分。

《素问》着重论述基础理论,汇集了各家医论,故有些理论有不同论述。原书9卷,81篇。魏晋以后失第七卷。该书论述了人和自然、阴阳、五行、脉象、经络、病因、病机、诊法、治则、预防、养生等多方面的内容,较系统地反映了秦汉以前我国医学的成就,特别是以朴素的辨证法为指导思想,综括了医学的基础理论和临床经验。素为历代医家所重视。

《灵枢》又名《灵枢经》、《针经》,古称《九卷》、《九灵》,着重论述针灸理论。原书在晋、唐时流传不少,至南宋后逐渐广泛流行。该书分为24卷,81篇,其内容与《素问》所论述的相近,尤其在经络和针灸方面有详细论述,并着重研究了经络和腧穴的分布。脏腑的生理、病机、营、卫、气、血的运行,针刺手法的运用等。在基础理论和临床实践方面与《素问》内容互有补充阐述。是研究我国秦汉以前医学理论,特别是针灸疗法的重要文献,素为历代医家所重视,其部分内容已译成日、英、德、法等国文字,受到世界各国医学家和科学

史家的重视。

《神农本草经》

《神农本草经》系本草学著作。又名《神农本草》,简称《本草经》、《本经》,全书4卷,书中集录、整理了我国古代辽阔地区的多种药物,其撰稿人不详,而“神农”是其托名,本书实际上是总结了战国时期的许多用药经验,经秦汉医家不断地抄录增补而形成的。

《本经》的内容根据后代通行的4卷辑本,共分为序例1卷和本文3卷两部分。序例是药物学的总论。首先将药物分为三类,其次论述了药物“君、臣、佐、使”配伍的原则;药物“七情”的宜忌;药物的“五味”;四气;有毒和无毒,以及有关药物的加工和剂型,各种用药

要求等。

各论是按照上、中、下三品分类的药物解说。每药均依次分记其药名、性味、主治病症及药物的别名,生长环境等。这些药物计有植物244种、动物药67种和矿物药46种。在药用价值上,书中绝大多数药物临床应用都有很高的疗效,如补气的人参、黄芪,补血的当归、地黄,解表的麻黄、桂枝,泻下的朴硝、大黄,去寒的附子,清热的黄连、石膏等直到今天

仍在使用。

《神农本草经》是我国经典性的药学著作,后世医药学家在此基础上不断增补内容。形成了众多的本草文献,并成为我国传统中医药学的基础。

贾思勰和《齐民要术》

北魏贾思勰(生卒年月不详)著的《齐民要术》是我国完整保存至今最早的一部农业百

科全书。

贾思勰是山东益都人,曾任高阳郡(现为山东淄博市临淄西北)太守。我国古代农学家。他以文献中搜集到的资料、访问老农、自己观察和实验的心得,约在533~544年间撰写成《齐民要术》,全书共11万多字,92篇,共分为10卷。它引用古书150~160种、采用民

谣和谚语30多条,分别论述了耕作技术、作物栽培、选种育种、嫁接、杂交、果树、蔬菜、植保、土壤、肥料、家畜家禽饲养、养蚕、农副产品加工、酿造、造纸、生产工具和资源植物的利用等知识,内容涉及农、林、牧、副、渔等各个方面,初步形成了农业科学体系。它是6世纪以前黄河中下游地区劳动人民农业生产经验的系统总结。

《齐民要术》对生物遗传性和变异性作了唯物主义的论述,认为不同生物都有适应一定环境条件的遗传性,同时又普遍具有变异性。对于生物变异,人类通过选择、杂交和定性培育,可以控制。《齐民要术》中记载的许多遗传育种原理和经验,在今天仍具有现实意义。

《齐民要术》中强调搞农业要遵守自然规律,“顺天时,量地利,则用力少而成功多。任情返道、劳而无获”。只有“上因天时,下尽地力、中用人力”,才能获得丰收。另外,《齐

民要术》在农业经济学方面也有论述。

作为在世界农学史和生物史上均占有重要地位的农学杰作,《齐民要术》对中外农业的发展有较大的影响。其中一些科学论述,在今天仍有可借鉴之处。

李时珍和《本草纲目》

李时珍(1518~1593),明代伟大的医药学家,博物学家。字东璧,号濒湖,湖北蕲春人。李时珍出生在一个医学世家,从小受到父亲的影响极深。李时珍渊博的学识来自于他本人的勤奋学习和广博搜罗,他既有许多方面的学识造诣,又常常躬亲实践,广泛地采集人们的日常实践的经验;李时珍也善于吸收古今中外以及包括各少数民族医疗方面的成就,并具有人定胜天,利用自然,支配自然和改造自然的自然科学唯物主义思想;李时珍广泛涉猎,阅历极深,使他对于自然界的变化万千的现象,具有较高的鉴别能力;李时珍更是一位高明的医药学家,他在自己的著作中的许多医案,便是自己医疗实践的记录。

李时珍最大的科学成就是1578年精心编撰的《本草纲目》。该书初刊于万历21年(1593),全书共52卷,载药物1892种,其中植物药1094种,其余为矿物和其他药物。

《本草纲目》中的植物药,是根据各种植物的根、茎、叶、花、果的特点及其性味、外形、皮核以及生长环境、生活习性与人类生活关系等各种因素,综合比较分析而分类的。具有一定的科学性。而其中对矿物质所做的科学分类,则充分表明当时对无机化学的研究水平。书中对药物的分类学,尤其是生物的分类法,采用了划时代的“双名法”,这种分类法虽不及目前应用的拉丁系统的双名法那么精确、但在当时却是最先进的。此外,李时珍在书中记载了蒸馏、蒸发和升华等制药化学方法,显示了当时的科技水平。而其中更有很多精采的医案

和史料,对今天的医学界仍具有启示作用。

《本草纲目》著成后、先后刻印数十次,具有多种版本,并流传至许多国家,《本草纲目》中的一些资料,直接影响达尔文的生物进化论的形成,对世界医学和生物学的影响是巨

大的。

胡克

胡克(Hooke.R,1635~1703),17世纪英国科学家、组织学的先驱。生于英格兰怀特

岛的弗雷施瓦特的牧师家庭。曾担任汤姆生和波义耳的助手,以及英国皇家学会的实验管理

员。

胡克是实验仪器、机械工具的发明家和制造家。胡克改进了显微镜的许多使用方法。他不仅改进了采光法,并注意到在物体与透镜之间注入液体可以提高物象的清晰度。胡克是最早应用显微镜观察植物组织的学者。1665年发表《显微镜学》,内载生物学史上最早的细胞结构图——软木栓细胞,并对此命名为“cell”。但是,他对于细胞的概念尚十分模糊,所以

观察到的只是细胞壁而已。

胡克对于空气和呼吸生理也提出了合理的见解。他指出,“动物在呼吸时,必然从空气中吸入某种生命粒子,这是一种有弹性的成份,所以在呼吸时,必有一种绝对重要的气体被吸入血液而周流全身”,胡克并为此专门做了一系列实验,还发现了肺的生理功能。这一系

列的工作为后来的呼吸生理学提供了资料。

秉志

秉志(1886~1965)号农山,满族,河南开封人。中国著名的动物学家。秉志早年曾留学美国,先在康乃尔大学师从著名昆虫学家尼达姆,相继完成了《加拿大一种菊科植物虫瘿内各种昆虫的生态研究》和《摇蚊的生态研究》等论文。这些论文是中国学者生物学研究的最早的原始文献之一,也是中国近代昆虫学研究的先声。1913年、1918年,秉志以优异成绩先后获得理学士和哲学博士学位。毕业后,跟随著名神经学家唐纳森从事神经细胞生长和

解剖学的研究。

为了发展中国的科学技术,秉志同一些留美同胞在美国筹办了中国最早的科学期刊——《科学》。并于1915年10月25日在美国成立了中国第一个群众性的科学学术团体——中国科学社。秉志在此期间,发表了大量的文章,如《生物学概论》和《人类与动物》。

1920年,秉志学成回国,立刻投入开创中国生物科学教育和研究事业中去,创办了中国有史以来第一个生物学研究专门机构——中国科学社生物研究所,并担任所长。

在50年的科学生涯中,秉志对江豚内脏的解剖、虎的大脑等功能的研究非常深入细致,在研究的同时,他还为中国的生物学事业的发展培养了大批人才。

林可胜

林可胜(1897~1969)是一位卓越的生理学家,是我国现代生理学的奠基人。

林可胜祖籍厦门市,生于新加坡,他一生从事现代生理学的研究,取得了巨大的学术成

就。主要有三个方面:

1.胃液分泌的体液控制他和同事们发现了进食脂肪可抑制狗移置小胃的胃液分泌,这种抑制性影响是通过血液传递的某种物质(激素)实现的。这项工作被公认是具有重要生理意

义的经典性工作。

2.阿斯匹林的镇痛作用他用动物交叉灌流实验,证明阿斯匹林能阻断传递痛觉的感觉神

经中枢冲动的发生。

3.自主神经系统的中枢联系发现第四脑室外侧部有增高血压中枢。

林可胜为我国生理学的发展作出了巨大的贡献。1926年他发起成立了中国生理学会,当选为会长。从此,我国生理科学工作者有了自己的学术团体。他还创办和主编《中国生理学杂志》,为培养科学人才,推动我国生理学事业的发展,发挥了很大的作用。林可胜十分重视培养生理学人才,不但培养了大批医生,还培养了许多青年生理学工作者,使他们逐渐

成为我国生理学领域中的栋梁。

朱冼

朱冼(1900~ 1962)浙江临海人,中国著名的实验生物学家。主要研究动物卵球成熟、受精和人工单性生殖等,他将细胞学与胚胎学相联系,用细胞学的观察比较系统地阐述了发

育的过程。

朱冼卓越的研究成果主要为以下六方面:

1.两栖类杂交的细胞学研究主要是采用有尾和无尾两栖类进行杂交,以产生各种杂种后

代。

2.卵裂节奏的实验分析他根据对海胆、家蚕、蛙类卵球等激动、受精和单性生殖方面的大量实验分析,从细胞学研究的结果,提出了极为重要的卵球发育的“时”、“空”概念。

3.从家蚕混精杂交中。发现不同品种的逾数精子能影响子代的遗传性。

4.通过多次实验,产出世界上第一只“没有外祖父的癞蛤蟆”。

5.蓖麻蚕的引种驯化和推广。

6.家鱼的人工繁殖青、草、鲢、鳙四大家鱼的人工饲养需要大量的鱼苗,但几千年来,一直是靠在大江的激流中捕捞,要化费大量的人力、物力和财力。朱冼利用催产激素成功地解决了这一难题,为我国的水产养殖业开辟了新的天地。

亚里士多德

亚里士多德(Aristotle,公元前384~公元前322),古希腊伟大的哲学家和科学家。亚里士多德的学识十分广博,他对哲学、逻辑学、心理学、自然科学、政治学、伦理学、修辞学和美学等都有研究,是古代知识的集大成者。在哲学上,他动摇于唯物主义和唯心主义之间,但最终却陷入唯心主义。在对科学的认识活动中,他将归纳法与演绎法的作用、关系作出了说明,提出科学研究的归纳一演绎法,但他更重视的是演绎法。他将科学分为三类:1.理论的科学数学、自然科学、哲学;2.实践的科学伦理学、政治学、经济学、战略学、修辞

学;3.创造的科学即诗学。

在自然科学上,对物理学、生物分类学、解剖学和胚胎学等发表过许多好的见解。在生物科学中,亚里士多德没有停留在搜集、观察和纯粹的自然描述上,而是进一步作出哲学概括;在解释生命现象时,亚里士多德同他的先辈们一样,认为有机体最初是从有机基质里产生的,无机的质料可以变成有机的生命。亚里士多德将目的论引入生物学,直到达尔文的进化论创立以后才被社会所逐渐否定。但是,亚里士多德对生物界的认识、见解和研究,以及

对后来生物学发展的影响,是不可磨灭的。

维萨里

维萨里(V esalius.A,1514~1564),比利时解剖学家,人体解剖学的奠基人,现代医学

的创始人之一。

维萨里出生于布鲁塞尔的医生家庭,年轻时就喜欢自然科学,于1533年到蒙彼利埃和巴黎等地学医。他对于巴黎大学的解剖课仍操在仆人之手的教学方法深感不满,于是他自己寻觅尸体进行解剖研究。1537年,维萨里返回意大利担任帕多瓦大学的外科学和解剖学教授。在那里,他勇敢地推翻了在当时被视为经典的盖仑的解剖学基础理论,指出盖仑的记述只适用于动物,主要是猴子与猪,对于人体的论述不完善或是错误的。

1543年,维萨里发表了划时代的《人体之构造》一书,在该著作中,维萨里第一次详细描述了静脉和人类心脏的解剖,以及纵隔和系膜的结构,纠正了盖仑关于肝、胆管、子宫和颔骨的解剖学上的错误……总之,《人体之构造》一书,纠正盖仑的错误约200余处,给

予人们全新的人体解剖知识。

维萨里在《人体之构造》一书的序言中提到医生必须要有解剖学知识,同时他反对由当时的市侩商来掌管医药,并指出医师地位低下是阻碍医学发展的原因;他提倡医师必须亲自

操作解剖,亲自了解人体的结构。

维萨里的革新精神及先进方法,迅即赢得各国科学家的响应,他的“种子”洒遍了欧洲各国。从此解剖学得到了深入的发展,近代医学在这个基础上逐步形成。

哈维

哈维(William Harvey. W,1578~1657),英国医生,因发现和创立血液循环理论而著

名。

哈维早年致力于古典医学著作的研究,发现先辈的著作中对于心脏及血液运动没有一个明晰的概念。他在意大利帕多瓦大学学习期间,法布里修发现的静脉瓣给他以深刻的影响。1616年,在哈维的演讲手稿内,已形成了血液循环概念。但是,哈维未曾发表己见,为了使他的观点建立在事实的基础上,经过12年的努力,采用80余种动物进行实验研究,最后,将他多年来的研究成果写成《心血运动论》,于1628年公之于世。

哈维也是近代胚胎学的奠基人之一。他对动物在子宫内的发育进行了研究,并于1651

年发表《论动物的生殖》一书。

恩格斯对哈维的发现给予了高度的评价,他说:“哈维由于发现了血液循环而把生理学

(人体生理学和动物生理学)确立为科学)。”

范·海尔蒙特

范·海尔蒙特(V an Helmont, 1577~1644),17世纪医师兼化学家,化学医学派的创始

人。

范·海尔蒙特是由炼金术过渡到近代化学的代表人物。他做过不少科学实验,并指出胃液是酸性的,胆汁是碱性的,这两种体液在十二指肠内中和;认为酸碱平衡失调是疾病的原因。范·海尔蒙特强调每一种疾病都有其特殊的起因、效果和部位,对于不同的疾病必须采用特殊的化学药物治疗。他相信人体的自然痊愈力,反对用内含多种成份的万灵药和放血疗

法,主张用食疗方法。

范·海尔蒙特是气体化学的先驱,他是二氧化碳的发现者,首先创用“gas”一词,他在实验中广泛使用了天平秤,清楚地表述物质不灭定律,指出金属溶解于酸后并没有被消灭,可以用适当方法使之复原。他曾经测量小便的质量,发现热性病患者的小便密度较正常人大。

他在小便中又发现两种固体盐,并在尿石患者的小便中测得固体物质。

范·海尔蒙特反对阿里士多德的四原素说,认为水是万物的元素。他对古代的传统思想,曾经进行了猛烈的批评。但是,他的理论并未建立在事实的基础上,其思想是唯心、唯灵论

和经验的自然科学的混杂。

林耐

林耐(Carl von Linne, 1707~1778),瑞典博物学家,动、植物分类学和双名制命名法

的创始人。

在分类学上,林耐采用阶梯等级分类法,将自然界分为“三界”,即动物界、植物界和矿物界。界以下依次是纲、目、属、种,实现了分类范畴的统一。对植物界他以种为分类的最小单位,再根据花的数量、形状和位置分成属,并以雌蕊的数目决定某一植物应归的目,以雄蕊的数目确立应归入的纲,另总括隐花植物为一纲,构成所谓“林氏24纲”。把动物界分为六个纲,即哺乳纲、鸟纲、两栖纲、鱼纲、昆虫纲和蠕虫纲。

林耐早在1753年出版的《植物的种》和1758年出版的《自然系统》第10版中,已初步建立了对生物的“双名制命名法”,即用二个拉丁字(或拉丁化形式)构成生物某一物种的名称。第一个字是属名,第二个字是种名,两者组成一个学名,后面还附有定名人的姓名。

林耐的分类法和命名法,使已知的各种生物可以排成一个有规则的系统,结束了过去生物学在分类命名上的混乱现象。这就为生物进化的研究打下了基础。

在物种起源问题上,最初他是一个神创论者。但他毕竟是伟大的科学家,在大量生物进化事实的冲击下,晚年他的神创论观点发生了动摇。在《自然系统》第10版中,他删去了

造物主创造的物种数目始终不变以及不能产生新物种的断言。

列文虎克

列文虎克(A.V.Leeuwenhoek,1632~1723),微生物学先驱,最早的显微镜制造家。荷兰人,工人家庭出身的列文虎克,当过布店学徒,开过洋货铺,他的许多研究工作都是在业

余时间完成的。

列文虎克是当时最杰出的磨镜专家,他的显微镜能放大270倍,因此,他发现了原虫和细菌,他从桶底的积水、胡椒水以及口腔、齿石、有机腐败物中均发现有微生物,并画出了

微生物的主要形态:球形、杆形和螺旋形。

列文虎克在组织学上也有许多发现,他发现了毛细血管,观察到了红细胞的形态,并看到了红细胞的细胞核。列文虎克首先把医生哈姆所发现的精子向伦敦皇家学会报告,以后他又报道过鸡,青蛙,苍蝇等昆虫以及各种动物的精虫,并多次描述原虫交媾生殖。

列文虎克对于横纹肌、血管、牙齿、眼球水晶体、皮肤、骨胳的显微结构均作过研究报

道。

列文虎克一生向伦敦皇家学会、法兰西学会以及朋友的报告自己发现的信件达375份之多,为生物科学的成熟发展作出了杰出的贡献。

巴斯德

巴斯德(L.Pasteur,1822~1895),十九世纪法国微生物学家和化学家。巴斯德年轻时在巴黎学习时,化学家杜马的一次学术演讲,对他产生了极大影响,使他首先涉猎于化学研究领域,尤其对有机化合物旋光性的研究,为后人建立立体化学体系提供了理论基础。

同时,巴斯德观察到微生物在发酵及酒类变质中的作用,并提出加温灭菌的防腐方法,为近代消毒防腐提供了科学依据,奠定了工业微生物学和医学微生物学基础。

关于微生物来源的研究,巴斯德在实验中严格控制无菌条件,并以长曲颈瓶净化与无菌肉汁接触的空气,证实了肉汁腐败的原因只能是来自外界的微生物污染,肉汁本身并不能产生细菌而致腐败,因此使根深蒂固的“自然发生说“谬误得到澄清。在巴斯德细菌学说启发下,外科医生重视手术后感染与细菌的关系,开始了外科消毒法,使术后感染率大大下降。

1865年,巴斯德发现了蚕的病害起因于一种遗传性、寄生性感染——蚕孢子虫病,病原菌存在于蚕食的桑叶上,巴斯德指出必须消灭病蚕及病害桑叶,方能控制疾病蔓延。1868年,他又发现了另一种致病微生物——炭疽杆菌,并证实它是引起炭疽病的唯一原因。除此以外,巴斯德发现并命名了葡萄球菌和链球菌,提出了传染病的细菌病原说。

19世纪后期,巴斯德以极大的兴趣研究疾病的控制和预防,制成了炭疽菌苗和狂犬疫苗,开创了人工免疫治疗的先河,为实验免疫学奠定了基础。

1889年,巴斯德研究所在巴黎成立,巴斯德任所长,直到1895年逝世。

施莱登和施旺

施莱登(M.J.Schleiden,1804~1881)和施旺(Th.Sch-wann,1810~1882)都是19世

纪德国的动、植物学家。

施莱登生于汉堡,是著名医家后裔。他十分热衷于植物学,在研究中,他发现了细胞核核仁,并提出了细胞增殖是一种以核仁为起点的结晶化的假说。1838年,他发表报道,确认细胞是所有植物结构的基本生命单位,同时也是所有植物发展的最基本的个体。施莱登在实验观察及形成假说中,虽然有过谬误,但他对细胞深入的研究,为细胞学说的建立作出了

贡献。

施旺,德国动植物学家。1839年发表《动植物构造及生长相似性之显微研究》,论述了细胞结构是一切动物所具有的共同特性。他将施莱登与自己的发现概括起来,论证了动植物均由细胞组成。他将细胞学说修正为:“所有生物都是由细胞组成。”他以“细胞质体”一词形容已定名为“原生质”之生命物质,并以“新陈代谢”一词表示细胞内进行的一切化学过程。施旺认为细胞不但是生物的结构单位,而且是生命单位。

施旺和施莱登的研究、理论,为现代细胞学说的建立作出了重要贡献,也为细胞生物学

的发展奠定了基础!

拉马克

拉马克(Jean Baptiste Lamarck,1744~1829),法国博物学家。

拉马克在长期的植物园工作中,为动、植物学的分类和生物进化论提出了许多新的理论。他把昆虫和蠕虫的两类无脊椎动物分为10个不同的纲,他的分类成了现代分类学的基础。接着,他又将无脊椎动物10个纲按一条直线排列起来,并将脊椎动物4个纲,即鱼类、爬虫类、鸟类和哺乳类,按发展次序排列成一定阶梯。

在他的著作《动物学哲学》中,拉马克提出了科学的进化理论,认为物种不是不变的,而是可变的,明确提出环境条件对有机体物种的变化起主导作用。他研究了动物习性与器官的相互作用,提出二条规律:一条是“用进废退”,器官常用,就发达,不用,就退化;另一条是“获得性遗传”,就是说,因环境条件影响获得的新性状,可遗传给后代。拉马克还认为生物进化是有方向的,遵循生物逐渐复杂化的进化路线,不断向上发展。而这种向上发展的内在倾向是造物主所赋予的。达尔文称赞拉马克是“第一个进化论者”。当然,拉马克的进化理论还存在许多值得争论的地方。如“用进废退”、“获得性遗传”以及唯心主义观点等。

达尔文和《物种起源》

达尔文(Charles Robert Darwin, 1809~1882),英国博物学家,进化论的奠基人。生于英国施鲁斯伯里,卒于肯特郡奥宾顿城的达温宅。出身于医生家庭。从小喜欢搜集矿物和化石,采集动植物标本,对植物变异性显示出强烈兴趣,并极有兴趣地阅读生物学著作和科学

旅行记,立志要在自然科学上作出贡献。1831年,剑桥大学毕业,并取得神学士学位,但他没有去当牧师,经推荐,他以博物学家的身份乘英国海军勘探船“贝格尔”号,作历时5年(1831~1836)的环球旅行。从此达尔文背叛了神学教义,最终实现了自己的理想,走上了进行科学考察,探索生物进化,献身于科学伟大事业的道路。

在5年的环球旅行中,达尔文采集标本,挖掘化石,比较了化石动物和现存动物的相互关系、地理分布,以及生物在地质期内出现的程序等,积累了极其丰富的实际资料,为其以

后的科学研究打下了基础。

1836年,达尔文回到英国,立即着手整理在旅行期间所写的日记和采集的标本。在这些实际资料的基础上,经过综合探讨,长期研究和反复的认识,终于摈弃了上帝创造万物的说教,形成了生物进化的概念。1859年达尔文出版了震动当时学术界《论借助自然选择(即在生存斗争中保存优良族)的方法的物种起源》,简称《物种起源》,一译为《物种原始》。该书从变异性、遗传性、生存竞争和适应性等方面论证了生物界进化的现象,提出了以自然选择、适者生存为基础的进化学说,不仅说明了物种是可变的,而且对生物适应性也作了正确解释,从而摧毁了各种唯心主义神造论、目的论和物种不变论。

随后,达尔文于1868年又发表了《动物和植物在家养下的变异》,1971年发表了《人类起源和性的选择》等书,对人工选择作了系统的叙述,解释了物种的起源和发展、变异和遗传等生物属性,从而提出性选择及人类起源的理论,进一步充实了进化学说的内容。

孟德尔

孟德尔(cregor Johann Mendel, 1822~1884),奥地利遗传学家,近代遗传学奠基人。早年从事植物杂交试验研究,并在自然科学学会杂志发表《植物杂交试验》论文。他还从事气象学和园艺学的观察研究。1884年因心脏病复发与世长辞。

《植物杂交试验》一文是遗传学经典论著之一,被湮没35年,直到1900年才被德国的柯灵斯、荷兰的德弗里斯和奥地利的丘歇马克等三位植物学家分别发现,并予以证实,成为近代遗传学的基础。文中提出遗传单位“因子”(现在称为“基因”)的概念,阐明关于生物遗传的基本规律,即分离规律和自由组合定律(亦称独立分配定律)。总结和指出了一整套科学的杂交研究方法,如纯系培育、性状分类、回交实验等,开创性地引进和运用数理统计方法,把遗传学研究从单纯的观察和描述推行到定量的计算分析,为现代遗传学研究奠定了方法论基础。在阐述质量性状遗传的同时,孟德尔还提出了数量性状遗传的思想,并用因子的

组合作用来解释。

孟德尔生于乡村农艺世家,父亲安顿是有名的果树嫁接能手。由于受家庭影响,他曾刻苦攻读果树栽培学和植物育种学,培育出不少观赏植物和有核果树新品种,先后被国家和地区聘为园艺学博览会的评委和主持人,晚年,荣获奥地利皇家园艺学会颁发的勋章。

摩尔根

托马斯·亨特·摩尔根(T.H.Morgan,1866~1945)是20世纪最重要的生物学家之一。摩尔根早期主要从事胚胎学的研究,在科研中,他摒弃了当时颇为流行的单纯描述法,运用了

实验法和定量分析法。他认为,只有通过实验才能发现生物发生和发展的规律,尤其对于遗传学和进化论,他想方设法用实验和定量分析的方法来证实。一旦证实了达尔文理论的正确性,他马上放弃了原先对孟德尔遗传学和达尔文进化论的怀疑,并以自己的科学成果证实、

丰富和发展了先辈们的理论。

在摩尔根的科学生涯中,最负盛名的成果还是对果蝇的研究。1910年,摩尔根在一个培养瓶里出乎意外地发现了白色眼睛的雄蝇,这个细小而明晰的变异现象引起了摩尔根的兴趣和注意。他通过杂交试验,发现基因在染色体上是按直线排列的。 1926年,摩尔根发表了著名的《基因论》,提出了“连锁互换规律”。这个规律成为当代遗传学的经典规律。

摩尔根在科学行政管理上也有突出表现,以他的实验室逐渐演变成摩尔根学派的培养基地,吸引并造就了一批批青年生物学家,并为以后分子生物学的发展奠定了基础。

华生和克里克

华生(James Dewey Watson, 1928出生)与克里克。(FrancisHarry Compton Crick,1916出生)是二位杰出的分子生物学家。并由于对蛋白质脱氧核糖核酸结构的研究,而同时荣获

诺贝尔奖。

华生在大学毕业后,主要从事动物学的研究,克里克则是一位对数学和物理十分感兴趣的科学家,一段时间的偶然合作,使得华生和克里克在剑桥大学对脱氧核糖核酸的分子结构产生了浓厚的兴趣,并经过周密、细致的研究测算,提出了“华生、克里克双螺旋模型”。根据华生—克里克的双螺旋模型,人们马上便可说明DNA是怎样既作为一个稳定的晶体分子而存在,同时又为变异和突变提供足够的物质、结构基础。

华生和克里克对DNA双螺旋结构的阐述,被公认是20世纪生物学上最伟大的成就之一,并导致了许多分子生物学和遗传学的新发现、新成就。

米丘林

米丘林(ИванВладимировичМичурин,1855~1935)前苏联植物育种学家和农学家,

米丘林学说的奠基人。

米丘林经过60年的连续研究,育成了300多个果树和浆果植物新品种。他从有机体与其生活条件相统一的原理出发,提出关于遗传性、定向培育、远缘杂交、无性杂交、气候驯化改变植物遗传性的原则和方法,发展成为米丘林学说,在世界生物学史上产生重要影响。

米丘林学说继承并发展了拉马克和达尔文等生物学家的理论,其内容主要包括三个方面:1.人工杂交的理论和方法;2.有机体定向培育的理论和方法;3.人工选择的理论和方法。

米丘林学说的基本思想认为生物体与其生活条件是统一的,生物体的遗传性是其祖先所同化的全部生活条件的总和。如果生活条件能满足其遗传性的要求时,遗传性保持不变;如果被迫同化非其遗传性所要求的生活条件时,则导致遗传性发生变异,由此获得的性状与其生活条件相适应,并在相应的生活条件中遗传下去。从而主张生活条件的改变所引起的变异

具有定向性,获得性状能够遗传。这个学说中关于无性杂交、辅导法和媒介法、杂交亲本组的选择、春化法、改造秋播作物为春播作物、气候驯化法、阶段发育理论等,对提高农业生产和获得植物新品种具有实际意义。但是,米丘林关于生活条件的改变所引起的变异具有定向性,获得性状能够遗传的理论,缺乏足够的科学事实根据,带有一定思辨的性质,曾被李森科强硬推行,压制和排斥不同的学述观点。20世纪50年代米丘林学说在苏联和我国盛行

一时,对生物学研究造成不良影响。

巴甫洛夫

巴甫洛夫(ИванПетровичПавлов,1849~1936),俄国生理学家,1904年获诺贝尔生

理学和医学奖,高级神经活动生理学创始人。

巴甫洛夫对生理学的重要贡献有三个方面:即血液循环生理、消化生理和高级神经活动

生理。

1.在研究血液循环生理时,巴甫洛夫注意到神经系统对心脏的影响,发现了支配心脏活动的四种神经,第一次说明了神经调节心脏活动的机制,并断定神经系统存在着营养性机能。

2.在消化生理研究中,巴甫洛夫创造了慢性生理实验法。取代了传统的实行活体解剖的急性实验法,由于实验方法的改进,致使他可能有控制地长期观察有机体某些腺体在正常生命活动条件下的分泌情况,从而证明了动物的所有主要消化腺都有专门的分泌神经。这一突出成就使巴甫洛夫实际上成为现代消化生理学的开创者。并因此获得了诺贝尔生理学和医学

奖。

3.在研究消化生理过程中因发现所谓“心理性分泌”现象而导致巴甫洛夫提出条件反射概念。从而开辟了高级神经活动生理研究的新领域。他把有机体看成一个完整的系统,研究在环境条件下,大脑皮质对有机体的调控作用和对外界刺激的信号反映功能,以大量的实验研究,揭示了形成条件反射的基本条件、方式和程序,研究了形成条件反射的大脑高级神经活动的机制以及中枢神经系统的基本活动过程和它们的主要活动规律。

巴甫洛夫是生理学与医学相结合的积极倡导者,他认为,用生理学的实验方法研究机体病态的起源、本质和治疗等问题,是生理学最重要的任务之一。他的高级神经活动学说在医

学上产生了极大的影响。

奥巴林

奥巴林(АлександрИвановичопарин,1894~1980)前苏联生物化学家,莫斯科大学毕业,受植物生理学家季米里亚捷夫等的影响,研究植物生理化学。曾任莫斯科大学教授、巴赫生物化学研究所所长。1924年,在奥巴林出版《地球上的生命的起源》一书上,他第一次按照唯物主义观点详尽地探讨了生命的起源问题,提出了生命起源的化学学说,即奥巴

林假说。

奥巴林认为在地球的早期阶段,由于远古时代大气中物理化学变化的结果,形成了简单的有机化合物,这些化合物可溶于远古的海洋中,通过大量微小的自发反应步骤,凝成原始

多聚体,这些多聚体自身组成大分子凝集体(即团聚体),终于产生了第一个活细胞。奥巴林根据他自己提出的这一假说,通过模拟实验,即用天然的蛋白质、核酸、多肽和多核苷酸溶液,在一定的温度和酸碱度的条件下,分离出团聚体(多聚体),这种团聚体在酶作用下,有代谢的萌芽现象,它们正是形成原始生命系统的起点。他强调指出,在团聚体的世界中发生着与自然选择完全类似的过程,他写道:“在地球水圈中形成的团聚体小滴并不是沉在简单的水中,而是沉在多种有机物质和无机盐类的溶液中。这些物质和盐类被团聚体小滴所吸收,然后与团聚体本身的物质发生相互的化学作用。这时产生了合成过程。但与此同时还进行着分解过程。两个过程的速度都与团聚体小滴的内部组织状态有关。只有具有一定动态稳定性的团聚体小滴,它们在给定的外部介质条件下的合成速度超过分解速度时,才能比较长久地存在下去。否则,团聚体小滴就会消失掉。”

奥巴林认为团聚体的形成过程是最早的多分子体系形成的合理过程。并指出生物进化阶段前的这一过程,延续约20亿年以上的时间。1975年奥巴林又提出,蛋白质、核酸等复杂分子以及其他重要的生物化合物并不是偶然形成的,而是由于愈来愈趋复杂的有机物在地球表面化学进化的结果。近年来,利用模拟实验,确实找到了多分子系统进化过程,从致生分子合成了有生单体。奥巴林还研究生物细胞中酶系的状态与作用的方法。主要著作还有《生

命的起源和进化》。

世界生物学史资料

世界生物学发展史 生物学的发展经历了萌芽期、古代生物学时期、近代生物学时期和现代生物学时期。 生物学发展的萌芽时期是指人类产生(约300万年前)到阶级社会出现(约4000年)之间的一段时期。这时人类处于石器时代,原始人开始了栽培植物、饲养动物并有了原始的医术,这一切为生物学发展奠定了基础。 到了奴隶社会(约4000年前开始)和封建社会后期,人类进入了铁器时代。随着生产的发展,出现了原始的农业、牧业和医药业,有了生物知识的积累,植物学、动物学和解剖学还停留在搜集事实的阶段。但在搜集的同时也进行了整理,并被后人叫做所谓的古代生物学。古代的生物学在欧洲以古希腊为中心,著名的学者有亚里士多德研究(形态学和分类学)和古罗马的盖仑(研究解11剖学和生理学),他们的学说在生物学领域内整整统治了1000年。中国的古代生物学,则侧重研究农学和医药学。 从15世纪下半叶到18世纪末是近代生物学的第一阶段,这一时期,在生物学研究中,主要的有维萨里等人的解剖学,哈维的生理学,林耐的分类学以及从18世纪末并继续到19世纪初的拉马克等人的进化学说。 19世纪的自然科学,进入了全面繁荣的时代。近代生物学的主要领域在19世纪都获得重大进展。如细胞的发现,达尔文生物进化论的创立,孟德尔遗传学的提出。巴斯德和科赫等人奠定了微生物学的科学基础,并在工农业和医学上产生了巨大影响。17世纪建立起来的动物(包括人体)生理学到19世纪有了明显的进展,著名学者有弥勒、杜布瓦·雷蒙、谢切诺夫和巴甫洛夫等人。由于萨克斯、普费弗和季米里亚捷夫的努力,使植物生理学在理论上达到了系统化。 20世纪的生物学即属于现代生物学的范畴,始于1900年孟德尔学说的重新发现。此后,遗传学向理论(包括生物进化)和实践(主要是植物育种)两个方面深入发展。与此同时,由于物理学、化学和数学对生物学的渗透以及许多新的研究手段的应用,一些新的边缘学科如生物物理、生物数学应运而生。50年代中期,由于华生和克里克等人的努力,产生了分子生物学。随着分子生物学和分子遗传学的发展以及形态研究的深入,细胞学也进入分子水平,出现了细胞生物学。20世纪蓬勃发展的生态学在生物学中的地位日益增长。它的研究范围从群落扩大到生态系统,以至包括多种类型生态系统的综合考察和全球性的“生物圈”。它与地学、环境科学以及社会科学的结合,对生产和社会已产生重大的影响。此外另一门崭新的学科——神经生物学猛然崛起,人们愈来愈体会到神经系统,尤其是大脑的研究对生物学和人类发展的作用。20世纪的进化论研究也有明显的突破,集中表现在对进化机制和微观层次规律的揭示方面。总之,现代生物学正向微观和综合方向深入。 诺贝尔生理学医学奖 诺贝尔(Nobel.A,1833~1896),瑞典化学家、发明家、企业家。因硝化炸药、无烟炸药等的发明和制造而著称。拥有发明专利355项以上。1895年立遗嘱,将其遗产作为基金,

分子生物学发展史之我感

分子生物学发展史之我感 19世纪后期到20世纪50年代,分子生物学完成了两大重点突破:确定了蛋白质是生命的主要基础物质;确定了生物遗传的物质是DNA。 1953年Watson和Crick提出了DNA双螺旋结构模型,这一发现犹如黎明中亮起的第一道曙光,照亮了隐藏在黑暗中的条条大路,为之后的一系列发现照明了方向,由此步入了分子生物学的建立和发展阶段。而后DNA半保留复制模型的确立,DNA作为模板转录RNA,RNA作为模板利用氨基酸合成蛋白质,RNA作为模板转录DNA。这些成果的发现共同建立了以中心法则为基础的分子生物学基本理论体系。 中心法则建立的这一过程大约花了近20年,是几代科学家辛苦专研的共同成果,个人觉得这个发展过程还是很飞速的。看分子生物学发展史,我觉得也是在看诺贝尔化学、生理和医学奖收获史。就以中心法则建立的这一过程来说,每走一小步都是一个突破,都极其重要,往往也标志着下一个突破的到来。没有DNA半保留复制方式的发现,没有RNA聚合酶的发现,就不会有转录的发现,再就不会有翻译等等的发现。这每一小步成果也都建立在科学家大胆创新的思维,合理的实验设计,共同合作和坚持不懈的反复实验基础之上。同时,在获得这一系列成果的过程中,科学家们也创造了更多的实验方法与新技术。这些新方法新技术往往推动一个学科的快速发展,甚至带来一个新的交叉学科。随着分子生物学的进一步发展,已经渗透到各个领域,分子结构生物学,分子细胞生物学,分子遗传学,分子发育生物学…… 20世纪70年代后,以基因工程技术的出现作为新的里程碑,标志人类从认识生命本质到迈出改造生命的步伐。在D.Baltimore、R.Dulbecco和H.M.Temin 发现肿瘤病毒与细胞遗传物质之间的相互作用,以及W.Arber、D.Nathans、H.O.mith发现限制性内切酶并荣获1978年诺贝尔生理或医学奖后,基因工程技术得到迅速发展。这得益于许多分子生物学新技术的不断涌现。M.R.Capecchi、O.Smithies和M.J.Evans凭借“基因打靶技术”共同分享了2007年度诺贝尔生理学或医学奖,“基因打靶”技术利用细胞脱氧核糖核酸(DNA)可与外源性DNA 同源序列发生同源重组的性质,可以定向改造生物某一基因。借助这一从上世纪80年代发展起来的技术,人们得以按照预先设计的方式对生物遗传信息进行精细改造。可以瞄准某一特定基因,使其失去活性,进而研究该特定基因的功能。尽管“基因打靶”技术刚刚诞生20余年,全世界的科学家已经利用该技术先后对小鼠的上万个基因进行了精确研究。根据导致人类疾病的各种基因缺陷,科学家培育了超过500种存在不同基因变异的小鼠,这些变异小鼠对应的人类疾病包括心血管疾病、神经病变,糖尿病和癌症等。评委会认为,是因为其“开创了全新的研究领域”,为人类攻克某些疾病提供了药物试验的动物模型。我对这一技术印象深刻,不仅惊叹于它的革新,更惊叹于其实际应用功能。它在医学领域的应用或将攻克很多人类疾病,给医学进步带来很大利益。所以说,一个学科的发展往往能推动另一学科的发展,学科之间是有界限的,往往也是无界限的。除了基因打靶,更多的技术已经被发现或将要被发现。每一次的技术革新都在影响着人类生活,给人带来更多福祉。这也教诲我们在科研工作中要有发现的眼睛,创新的思维。 学习了分子生物学的发展历史,发现分子生物学是生命科学范围发展最迅速

地球与生物的进化详细史

生物进化史 一、冥古宙(地球形成——亿年前) .古地理 地球从亿年前形成,从一个炽热地岩浆球逐渐冷却固化(计算表明仅需亿年),出现原始地海洋、大气与陆地,但仍然是地质活动剧烈、火山喷发遍布、熔岩四处流淌,在亿年前到亿年前地球持续遭到了大量小行星与彗星地轰击.冥古宙在亿年前结束后,内太阳系不再有大规模撞击事件. 因为这个时期地岩石几乎没有保存到现在地(已知地地球最古老地岩石位于北美地台盖层地艾加斯塔片麻岩及西澳洲那瑞尔片麻岩层地杰克希尔斯部分),所以并没有正式地细分.但月岩从多亿年前就比较好地保存下来,因此月球地质年代地某些主要划分可参照用于地球地冥古宙划代.冥古宙地最后一个代对应为月球地质年代中地早雨海世,以月球地东海撞击事件为结束时间(约为亿年),这也是内太阳系地后期重轰击期地结束标志. 零散地锆石结晶沉积在西加拿大和西澳地杰克山中地沉积物里,对锆石地研究发现,液态水必然已存在了有四十四亿年之久,非常接近地球形成地时刻. .气候 在形成地球地物质当中,曾经存在过大量地水.在地球地形成时期,其质量比现在地小,水分子也就更容易挣脱重力.据推测,当时氢气和氦气在大气层中持续不断地逸散,然而,现时大气中高密度地稀有气体却相对缺乏,这表明,在早期大气层中可能发生过什么剧变. 有理论认为,在地球地年轻时期,它地一部分曾受过撞击而分裂,分裂出去地部分后来形成了月球.然而,在这种说法下,撞击应该会令一到两个大区域融化,现时地组成成份却与完全融化地假设并不相符,事实上也很难将巨大地岩石完全融化并混在一起.不过相当一部分地物质仍被此次撞击所蒸发,在这颗年轻地行星周围形成了一个由岩石蒸汽组成地大气层. 岩石蒸汽在两千年间逐渐凝固,留下了高温地易挥发物,之后有可能形成了一个混有氢气和水蒸气地高密度二氧化碳大气层.另外,尽管当时表面温度有℃,但液态地海洋依然能够存在,这得益于大气层带来地高气压.随着冷凝过程继续进行,海水通过溶解作用除去了大气中地大部分,不过其含量水平在新地层和地幔循环出现时产生了激烈地震荡. 二、太古宙(亿年前) .古地理 太古宙起始于内太阳系晚期重轰击期地结束,地球岩石开始稳定存在并可以保留到现在.太古宙结束于亿年前地大氧化事件,以甲烷为主地还原性地太古宙原始大气转变为氧气丰富地氧化性地元古宙大气,并导致了持续亿年地地球第一个冰期——休伦冰期. 太古宙形成地地壳厚度还不大,同时尚未进行充分地分异过程.由于地壳厚度较小,幔源物质容易沿裂隙上行,常有大规模地超基性、基性断裂喷溢活动.此外,也有频繁地中酸性岩浆活动和火山活动.多次地岩浆活动、构造运动使岩石变质很深,再加上缺少生物化石,给恢复古地理面貌和沉积环境造成很大困难. 在当今大陆壳地范围内,长期处于活动不稳定状态,陆表海占绝对优势. 在太古代中晚期,随着陆壳某些部分开始固结硬化,终于形成了稳定地基底地块——陆核.陆核地形成标志着地壳构造发展地第一大阶段地结束. 太古宙有多少次构造运动,目前研究地很不清楚.在世界范围内可能有次主要地构造运动,在中国比较确认地是太古宙晚期地阜平运动. 大约在亿年前,出现了目前已知最早地大陆——乌尔大陆(),它可能是当时地表上面积最

高考生物学史整理

高考生物学史整理 必修一 (一)细胞学说的建立和发展过程 1.1543年,比利时的维萨里发表《人体构造》,揭示了人体在器官水平的结构。 2.罗伯特虎克:英国人,细胞的发现者和命名者。1665年,他用显微镜观察植物的木栓组织,发现由许多规则的小室组成,并把“小室”称为cell——细胞。 3.列文虎克:荷兰人,他用自制的显微镜进行观察,对红细胞和动物精子进行了精确的描述。 4.19世纪30年代,德国植物学家施莱登(1804— 1881)和动物学家施旺(1810— 1882)提出了细胞学说,指出细胞是一切动植物结构的基本单位。恩格斯曾把细胞学说誉为19世纪自然科学三大发现之一。 5.魏尔肖:德国人,他在前人研究成果的基础上,总结出“细胞通过分裂产生新细胞”。(二)生物膜流动镶嵌模型的探索历程 1.1895年,欧文顿发现脂质更容易通过细胞膜。提出假说:膜是由脂质组成的。 2.20世纪初,科学家的化学分析结果,指出膜主要由脂质和蛋白质组成。 3.1925年,两位荷兰科学家用丙酮从细胞膜中提取脂质,铺成单层分子,发现面积是细胞膜的2倍。提出假说:细胞膜中的磷脂是双层的 4.1959年,罗伯特森在电镜下看到细胞膜由“暗—亮—暗”的三层结构构成。提出假说:生物膜是由“蛋白质—脂质—蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构 5.1970年,科学家用荧光标记人和鼠的细胞膜并让两种细胞融合,放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布。提出假说:细胞膜具有流动性 6.1972年,桑格和尼克森提出生物膜流动镶嵌模型,强调膜的流动性和膜蛋白分布的不对称性,并为大多数人所接受。 (三)酶的发现史 1.斯帕兰札尼:意大利人,生理学家。1783年他通过实验证实胃液具有化学性消化作用。 2.巴斯德:法国人,微生物学家,化学家,提出酿酒中的发酵是由于酵母菌的存在,没有活细胞的参与,糖类是不可能变成酒精。 3.李比希:德国人,化学家。认为引起发酵时酵母细胞中的某些物质,但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。 4.毕希纳:德国人,化学家。他从酵母细胞中获得了含有酶的提取液,并用这种提取液成功地进行了酒精发酵。

世界生物学史之十三20世纪的生物学(精)

世界生物学史之十三: 20世纪的生物学 20世纪特别是50年代以后,生物学同化学、物理学和数学相互交叉渗透,取得了一系列划时代的科学成就,使它跻身精确科学,成为当代成果最多和最吸引人的基础学科之一。关于生命的研究,已经不只是生物学家的任务,也是物理学、化学家以及数学家兴趣较大的领域。现在的生物学常被称为“生命科学”,不仅因为它更深入到生命本质问题,还因为它是多学科的共同产物。在微观方面生物学已经从细胞水平进入到分子水平去探索生命的本质。在宏观方面生态学的发展已经成为综合探讨全球问题的环境科学的主要组成部分。 生物学的各个分支学科,包括分类学、生理学、进化论等,都取得了重要进展,然而促使生物学的面貌发生根本变化的主要分支学科则是遗传学、生物化学和微生物学。遗传学的研究从1900年孟德尔定律的再发现以后与细胞学相结合,随之建立了基因论。到30年代,基因论已被公认是在生物个体水平和群体水平上研究性状遗传的指导理论。遗传学也因而在生物学中甚至在整个科学中占有重要地位。生物化学自1877年提取出离体的“酿酶(zyma se)”以后,对生物体内新陈代谢的研究进展迅速,到40年代生物体内分解代谢途径已基本阐明。同时,酶的本质和生物能的研究也有长足进展。对蛋白质、核酸、糖、脂肪等生命基本物质则不仅阐明其基本组分,并且开始了三维结构的探索。微生物学除了对霉菌、细菌继续研究外,在20世纪30~40年代还阐明了病毒与噬菌体的本质。这3个分支学科各自的发展和相互交叉,为分子生物学的出现奠定了基础。 第二次世界大战以后,生物学发生了质的飞跃。1953年DNA双螺旋结构的发现标志着分子生物学的诞生,也标志着生物学的探索开始进入了揭开生命之谜的大门。此后,遗传密码的破译,重组DNA技术的建立,不仅创建起分子遗传学,而且使肿瘤学和免疫学都在分子水平上取得突出成就。神经生物学,特别是在大脑的研究方面也都出现重大突破。可见,2 0世纪的生物学不仅直接影响着本身各分支学科的发展,而且对农学和医学,甚至对方兴未艾的产业革命已经和将要产生巨大的影响。科学史家普遍认为在20世纪50年代以后生物科学发生了一场革命。这场革命从其开辟新领域,从其对其他科学所产生的作用、从其对社会和人们思想的冲击等方面来考察,其影响之大绝不逊色于20世纪前30年中发生的物理学革命。 20世纪生物学的迅速发展,受到社会经济高速发展的有力支持,使生物学的研究能够迅速大量的应用现代物理学、化学的原理、方法和精密仪器。这样,生物学的定量研究逐渐得到发展。由于一些物理学家和数学家被吸引来探索生命之谜的未知领域,理论生物学这一新学科开始出现。理论生物学是主要用数、理、化方法研究各种生命现象的一个分支学科。早期的代表著作有奥地利L.von贝塔兰菲的《理论生物学》(第一卷1932、第二卷1942);M.贝格纳的《生物学的思想方法》(1959)等。

分子生物学的研究及发展

分子生物学的应用及发展 摘要:本文在文献检索的基础上,对分子生物学的发展简史,基本原理,研究领域等作了简单介绍,阐述了分子生物学在人们日常生活中的应用并结合药学专业着重讨论了其在药学及中药开发发面的应用,并进一步对分子生物学未来的研究技术、方向和前景做了展望。 一前言 生物以能够复制自己而区别于非生物。生命现象最基本的特征是进行“自我更新”。进行“自我更新”体现了一种最高级和最复杂的运动状态。这种运动就是生物机体从环境中摄取物质和能量,以更新本身的物质组成,而山现生长、繁殖,在这样的过程中保证了将自身的特征传给历代;同时也不断地向环境输送一些物质和释放能量。在生物机体的组成物质中,防水分外,有各种无机盐类和各种有机化合物。其中生物大分子——核酸和蛋白质在进行自我更新运动中,以其功能的重要性占第一位。为探索生命现象的本质问题,产生了分子生物学这一学科[1]。 分子生物学(molecular biology)是从分子水平研究生命本质为目的的一门新兴边缘学科,它是研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学,是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域[2]。 分子生物学的最终目标是远大的,从产生基本细胞行为类型的各种分子的角度,来理解这五类行为类型:生长、分裂、分化、运动和相互作用。即分子生物学力图完整地描述细胞大分子的结构、功能和相互联系,从而理解细胞为什么要采取这种方式[3]。 分子生物学作为一门新兴的边缘学科。它的迅速发展及其在整个生命科学领域的广泛渗透和应用,促使人们对生物学等生命科学的认识从细胞水平进入分子水平。在农业、畜牧、林业、微生物学等领域发展十分迅速,如转基因动植物等。在医学领域,为医学诊断、治疗及新的疫苗、新药物研制等开辟了新的途径,使医学科学中原有的学科发生分化组合,医学分子生物学等新的学科分支不断产生,使医学科学发生了深刻的变革,不认识到这一点就很难跟上科学发展的步伐。 分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会,也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景。 二分子生物学发展简史 分子生物学的发展大致可分为三个阶段[4-7]:

微生物学发展简史

1、史前期(约8000 年前一1676 ) ,各国劳动人民,①未见细菌等微生物的个体;②凭实践经验利用微 生物是有益活进行酿酒、发面、制酱、娘醋、沤肥、轮作、治病等)。 在17世纪下半叶,荷兰学者吕文虎克用自制的简易显微镜亲眼观察到细菌个体之前,对于一门学科来说尚没形成。这个时期称为微生物学史前时期。在这个时期,实际上人们在生产与日常生活中积累了不少关于微生物作用的经验规律,并且应用这些规律,创造财富,减少和消灭病害。民间早已广泛应用的酿酒、制醋、发面、腌制酸菜泡菜、盐渍、蜜饯等等。古埃及人也早已掌握制作面包和配制果酒技术。 这些都是人类在食品工艺中控制和应用微生物活动规律的典型例子。积肥、沤粪、翻土压青、豆类作物与其它作物的间作轮作,是人类在农业生产实践中控制和应用微生物生命活动规律的生产技术。种痘预防天花是人类控制和应用微生物生命活动规律在预防疾病保护健康方面的宝贵实践。尽管这些还没有上升为微生物学理论,但都是控制和应用微生物生命活动规律的实践活动。 2、初创期(1676 一1861 年),列文虎克,①自制单式显微镜,观察到细菌等微生物的个体;②出于个人 爱好对一些微生物进行形态描述。微生物的形态观察是从安东·列文虎克(Antony Van Leeuwenhock 1632-1732)发明的显微镜开始的,它是真正看见并描述微生物的第一人,他的显微镜在当时被认为是最精巧、最优良的单式显微镜,他利用能放大50~300倍的显微镜,清楚地看见了细菌和原生动物,而且还把观察结果报告给英国皇家学会,其中有详细的描述,并配有准确的插图。1695年,安东·列文虎克把自己积累的大量结果汇集在《安东·列文虎克所发现的自然界秘密》一书里。他的发现和描述首次揭示了一个崭新的生物世界——微生物世界。这在微生物学的发展史上具有划时代的意义。这是首次对微生物形态和个体的观察和记载。随后,其他研究者凭借显微镜对于其它微生物类群进行的观察和记载,充实和扩大了人类对微生物类群形态的视野。但是在其后相当长的时间内,对于微生物作用的规律仍一无所知。这个时期也称为微生物学的创始时期。 3、奠基期(1861 一1897 年),巴斯德,①微生物学开始建立;②创立了一整套独特的微生物学基本研究方法;③开始运用“实践―理论―实践”的思想方法开展研究;④建立了许多应用性分支学科;⑤进入寻找人类动物病原菌的黄金时期。继列文虎克发现微生物世界以后的200年间,微生物学的研究基本上停留在形态描述和分门别类阶段。直到19世纪中期,以法国的巴斯德和德国的柯赫为代表的科学家才将微生物的研究从形态描述推进到生理学研究阶段,揭露了微生物是造成腐败发酵和人畜疾病的原因,并建立了分离、培养、接种和灭菌等一系列独特的微生物技术。从而奠定了微生物学的基础,同时开辟了医学和工业微生物等分支学科。巴斯德和柯赫是微生物学的奠基人。(1)巴斯德 巴斯德原是化学家,曾在化学上做出过重要的贡献,后来转向微生物学研究领域,为微生物学的建立和发展做出了卓越的贡献。主要集中在下列三个方面:①彻底否定了“自然发生”学说。“自生说”是一个古老学说,认为一切生物是自然发生的。到了17世纪,虽然由于研究植物和动物的生长发育和生活循环,是“自生说”逐渐消弱,但是由于技术问题,如何证实微生物不是自然发生的仍是一个难题,这不仅是“自生说”

高中生物科学发展史梳理.doc

高中生物科学发展史梳理 生物科学发展史既包括科学家对生命现象的研究过程,又包括科学家研究生命现象时所持有的不同观点和态度。下面是我为大家整理的高中生物科学发展史,希望对大家有所帮助! 高中生物科学发展史:必修一分子与细胞 1、虎克:英国人,细胞的发现者和命名者。1665年,他用显微镜观察植物的木栓组织,发现由许多规则的小室组成,并把"小室"称为cell——细胞。 2、列文虎克:荷兰人,他用自制的显微镜进行观察,对红细胞和动物精子进行了精确的描述。 3、19世纪30年代,德国植物学家施莱登(M.J.Sehleiden,18o4—1881)和动物学家施旺(T.Schwann,1810—1882)提出了细胞学说,指出细胞是一切动植物结构的基本单位。 4、维尔肖(R.L.C.Virchow):德国人,他在前人研究成果的基础上,总结出"细胞通过分裂产生新细胞"。 生物膜流动镶嵌模型涉及的科学家 5、欧文顿(E.Overton):1895年他曾用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行地上万次的试验,发现细胞膜对不同物质的通透性不一样:凡是可以溶于脂质的物质,比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。于是他提出了膜由脂质组成的假说。 6、罗伯特森(J. D. Robertson):1959年他在电镜下看到了细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构,结合其他科学家的工作,提出了生物膜结构的"单位膜"模型。

7、桑格(S. J. Singer )和尼克森:在"单位膜"模型的基础上提出"流动镶嵌模型"。强调膜的流动性和膜蛋白分布的不对称性。为多数人所接受。 酶的发现涉及的科学家 8、斯帕兰札尼:意大利人,生理学家。1783年他通过实验证实胃液具有化学性消化作用。 巴斯德:法国人,微生物学家,化学家,提出酿酒中的发酵是由于酵母菌的存在,没有活细胞的参与,糖类是不可能变成酒精。 9、李比希:德国人,化学家。认为引起发酵时酵母细胞中的某些物质,但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。 10、毕希纳:德国人,化学家。他从酵母细胞中获得了含有酶的提取液,并用这种提取液成功地进行了酒精发酵。 11、萨姆纳:美国人,化学家。1926年,他从刀豆种子中提取到脲酶的结晶,并用多种方法证明脲酶是蛋白质。荣获1946年诺贝尔化学奖。 12、20世纪80年代,美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也有生物催化作用。 光合作用的发现涉及的科学家 13、1771年,英国科学家普里斯特利,通过实验发现植物可以更新空气。 14、1864年,德国科学家萨克斯,通过实验证明光合作用产生了淀粉。 15、 1880年,美国科学家恩格尔曼,通过实验证明叶绿体是植物进行光合作用的场所。 16、20世纪,30年代,美国科学家鲁宾(S.Ruben)和卡门(M.Kamen)用

生物技术的发展史

生物技术的发展史 生物技术不完全是一门新兴学科,它包括传统生物技术和现代生物技术两部分。传统生物技术是指旧有的制造酱、醋、酒、面包、奶酪及其他食品的传统工艺。现代生物技术则是指70年代末80年代初发展起来的,以现代生物学研究成果为基础,以基因工程为核心的新兴学科。当前所称的生物技术基本上都是指现代生物技术。生物技术是指:应用生物或来自生物体的物质制造或改进一种商品的技术,其还包括改良有重要经济价值的植物与动物和利用微生物改良环境的技术。 当今世界各国综合国力的竞争,实际上是现代科学技术的竞争。现代生物技术被世界各国视为一种二十一世纪高新技术。我国早在1986年初制定的《高技术研究发展计划纲要》中就将生物技术列于航天技术、信息技术、激光技术、自动化技术、新能源技术和新材料技术等高技术的首位。第一次技术革命,工业革命,解放人的双手;第二次技术革命,信息技术,扩展人的大脑;第三次技术革命,生物技术,改造生命本身。现代生物技术之所以会被世界各国如此重视和关注,是因为它是解决人类所面临的诸如食品短缺问题、健康问题、环境问题及资源问题的关键性技术;还因为它与理、工、医、农等科技的发展,与伦理、道德法律等社会问题都有着密切的关系,对国计民生将产生重大的影响。现代生物技术的主要内容包括:基因工程、细胞工程、发酵工程、蛋白质(酶)工程,此外还有基因诊断与基因治疗技术、克隆动物技术、生物芯片技术、生物材料技术、生物能源技术、利用生物降解环境中有毒有害化合物、生物冶金、生物信息等技术。直接相关联的学科:分子生物学、微生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、化学工程学、医药学等。对人类和社会生活各方面影响最大的生物技术领域:农业生物技术、医药生物技术、环境生物技术、海洋生物技术。 现代生物技术使用了大量的现代化高精尖仪器。这些仪器全部都是由微机控制的、全自动化的。这就是现代微电子学和计算机技术与生物技术的结合和渗透。如超速离心机、电子显微镜、高效液相色谱、DNA合成仪、DNA序列分析仪等。没有这些结合和渗透,生物技术的研究就不可能深入到分子水平,也就不会有今天的现代生物技术。 现代生物技术的主要内容:疾病治疗--用于控制人类疾病的医药产品,包括抗生素、生物药品、基因治疗。快速而准确的诊断--临床检测与诊断,食品、环境与农业检测。农业、林业与园艺--新的农作物或动物的基因改造、保存,肥料,杀虫剂:如生物农药、生物肥料等。食品--扩大食品、饮料及营养素的来源:如单细胞蛋白等。环境--废物处理、生物净化及新能源。化学品--酶、DNA/RNA及特殊化学品、金属。设备--由生物技术生产的金属、生物反应器、计算机芯片及生物技术使用的设备等。 现代生物技术的发展:(1)提高农作物产量及其品质。培育抗逆的作物优良品系。 通过基因工程技术对生物进行基因转移,使生物体获得新的优良品性,称之为转基因技术。通过转基因技术获得的生物体称为转基因生物。至1994年全世界批准进行田间试验的转基因植物已达1467例,涉及的作物种类包括马铃薯、油菜、烟草、玉米、水稻、番茄、甜菜、棉花、大豆等。转基因性能包括抗除草剂、抗病毒、抗盐碱、抗旱、抗虫、抗病以及作物品质改良等。例如我国首创的两系法水稻杂交优势利用,已先培育出了具实用价值的梗型光敏核不育系N5047S、7001S等新品系,一般增产达10%以上,高产可达40%。国家杂交水稻工程技术中心袁隆平教授,1997年试种其培育的“超级杂交稻”3.6亩,平均亩产达884kg。1998年总理特批基金1000万元,用于支持该项研究的深化与推广。我国学者还将苏云金杆菌的Bt杀虫蛋白转入棉花,培育抗虫棉,对棉铃虫杀虫率高达80%以上。(2)植物种苗的工厂化生产;利用细胞工程技术对优良品种进行大量的快速无性繁殖,实现工业化生产。该项技术又称植物的微繁殖技术。植物细胞具有全能性,一个植物细胞有如一株潜在的植物。利用植物的这种特性,可以从植物的根、茎、叶、果、穗、胚珠、胚乳、官或组织取得一定量的细胞,在试管中培养这些细胞,使之生长成为所谓的愈伤组织;愈伤组织具有很强的繁殖能力,可在试管内大量繁殖。(3)提高粮食品质;生物技术除了可培育高产、抗逆、抗病虫害的新品系外,还可以培育品质好、营养价值高的作物新品系。例如美国威斯康星大学的学者将菜豆储藏蛋白基因转移到向日葵中,使用权向日葵种子含有菜豆储藏蛋白。利用转基因技术培育番茄可延缓其成熟变软,从而避免

微生物发展史

微生物(microorganism,microbe)是一类体积微小、结构简单、肉眼直接看不见,必须用光学显微镜或者电子显微镜放大后才能看得见的微小生物的总称。微生物形态结构、新陈代谢、生长繁殖及遗传变异等具有多样性,因此微生物种类繁多,在自然界中广泛分布,存在于土壤、空气、江河、湖泊,存在于动物与人的体表及其与外界相通的腔道内,如消化道、呼吸道等。 根据微生物的结构特点、遗传特性及分化组成可分为三大类。 原核细胞型微生物(prokaryote)此类微生物细胞分化低,仅有染色质组成的拟核,无核仁和核膜。细胞质内除有核糖体外,无其它细胞器。这类微生物按伯杰(Bergey)分类包括真细菌(eubacterium)和古细菌(archaebacterium)。古细菌至今未发现有致病性的,因此与医学有关的原核细胞型微生物均属真细菌,包括细菌、螺旋体、衣原体、支原体、立克次体和放线菌。 真核细胞型微生物(eukaryote)这类微生物细胞核分化程度高,有核仁、核膜和染色体,胞浆内有多种细胞器,如线粒体、内质网、高尔基体等,可行有丝分裂。包括真菌、藻类及原生动物,与医学有关的是真菌(fungus)。 非细胞型微生物这类微生物无细胞结构,仅由一种核酸和蛋白质组成。缺乏产生能量的酶系统,必须在活细胞内增殖。病毒(virus)属此类微生物。 自然界中绝大多数微生物对人类和动植物的生存是有益的,它们在自然界的氮、碳、硫等循环和构成生物生态环境中是必需的,对生物的繁衍及食物链的形成,微生物均起着重要作用。 微生物在人类生活和生产活动中已被广泛应用。在农业方面,利用微生物生产细菌肥料、转基因农作物及生物杀虫剂等。在工业方面,利用微生物发酵工程进行食品加工、酒类食醋和酱油等的酿造、抗生素生产,以及在制革、石油勘探、废物处理等生产过程中无不应用微生物。另外,在近年发展的基因工程领域微生物也是必不可少的,例如在基因重组中,细菌的质粒、噬菌体、病毒均作为载体被广泛使用;大肠埃希菌、酵母菌等是最常用的基因工程菌。人和动物体内存在着大量的微生物群,称其为正常菌群(normal flora)。在正常情况下,这些正常菌群对机体有着生理、营养、免疫和生物屏障作用。据此,利用正常菌群菌株及其产物生产生态制剂治疗菌群失调症等已得到广泛应用。 自然界仅有少数微生物对人和动、植物是有害的,它们可引起这些生物体的病害,这些能致病的微生物被称为病原微生物(pathogenic microbes)。

分子生物学发展简史准备和酝酿阶段现代分子生物学的建立和可编辑

分子生物学发展简史准备和酝酿阶段现代分子生物学的建 立和(可编辑) 分子生物学发展简史准备和酝酿阶段现代分子生物学 的建立和 药学分子生物学药学分子生物学 Pharmaceutical Molecular Biology Pharmaceutical生化教研室肖建英绪论 一、分子生物学与药学分子生物学 二、分子生物学发展的回顾 三、分子生物学和现代医药科学绪论 生命是什么生命是什么? ?? 医学和生命科学的永恒主题 ?? 医学和生命科学的永恒主题绪论 一、分子生物学与药学分子生物学 1. 分子生物学Molecular Biology的概念: 1. 分子生物学Molecular Biology的概念: 从分子水平研究生命现象的 科学,是现 代生命科学的“共同语言” 。核心内容是通过生物的物质基础?? 核酸、 蛋白质、酶等生物大分子的结构、功能及其相互作用等运动规律的研究来阐明生命分子基础 , 从而探讨生命的奥秘。绪论 2、分子生物学的产生与发展: 2、分子生物学的产生与发展:

生物学 生物化学 遗传学 细胞生物学 相互渗透进入细胞水平 生物物理学 相互促进 微生物学 20世纪中叶 有机化学 物理化学 生物学引入生物大分子 分子生物学绪论分子生物学的研究和发展轨迹分子生物学的研究和发 展轨迹 ?分子生物学不断地与其他学科进行深入的横 ?向联系和交叉融合 ? 分子、细胞、整体水平的研究得到和谐统一 ? 表型和基因型的关系得到客观准确解释分子生物学打破了学科的界线 分子生物学把各学科联系在一起病理学药理学 免疫学 生理学 绪论分子生物学与其他学科的结合分子生物学与其他学科的结合 临床医学 分子 生物学

生物科学发展史

生物科学发展史 生物科学发展史既包括科学家对生命现象的研究过程,又包括科学家研究生命现象时所持有的不同观点和态度;既包括生物学理论和方法的形成演变,又包括不同学科之间的联系、科学与社会的相互影响。在近几年的高考题中有关生物科学发展史中的一些实验设计思路、研究方法时有出现。预计今年高考理科综合中的最后2个生物大题有可能以生物科学发展史有背景出题。现就现行高中生物教材中有关生物科学发展的问题进行一次专题小节。 一、生物科学发展的三个阶段 1.描述性生物学阶段:20世纪以前 2.实验生物学阶段:1900年孟德尔遗传规律的重新发现——1953年 3.分子生物学阶段:1953年DNA分子双螺旋结构模型的建立———— 二、生物科学研究的方法 1.观察法:生物科学研究最基本的方法,也是从客观世界获得原始的第一手材料的方法。 观察包括人的肉眼观察及放大镜、显微镜观察。观察结果必须是可以重复的。 只有重复的结果才是可检验的,从而才是可靠的结果。 3.假说和实验:在观察中往往会发现问题,为了要解释或解决这些问题,一般是先是提出某种设想或假说,然后设计实验来验证这个设想或假设。 4.模型研究:常用的生物学模型有以下几种: ①生物模型:又叫模式生物,如大肠杆菌、果蝇、小鼠等 ②机械和电子模型:如DNA双螺旋结构、仿生学、人工智能等 ③抽象模型:如生态学、种群遗传学中的数学方程等 三、高中教材中提到的有关生物科学发展史问题 必修本第一册 1.细胞学说:19世纪30年代,德国植物学家施莱登和动物学家施旺提出。指出细胞是一切动植物结构的基本单位。(P3) 2.染色质:染色质这个名词最早是德国生物学家瓦尔德尔提出来的,主要是指细胞核内容易被碱性染料染成深色的物质,因此叫做染色质。(P32) 3.植物细胞全能性:1958年美国科学家斯图尔德将胡萝卜韧皮部的一些细胞进行培养, 由于细胞分化而最终发育成完整的新植株。(P41)4.酶的发现:1773年意大利科学家斯帕兰札尼设计了一个巧妙的实验说明胃具有化学性消化的作用;1836年德国科学家施旺从胃液中提取出了消化蛋白质的物质(即 胃蛋白酶);1926年美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶的结晶并经实 验证实脲酶是一种蛋白质;20世纪80年代美国科学家切赫和奥特曼发现少数 RNA也具有生物催化作用。(P45) 5.光合作用的发现:1771年英国科学家普里斯特利通过实验,指出植物可以更新空气; 1864年德国科学家萨克斯的实验证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉; 1880年美国科学家恩格尔曼的一个巧妙实验证明O2是由叶绿体释放出来的, 叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所;20世纪30年代美国科学家鲁宾和卡 门的同位素标记法实验证明了光合作用释放的氧来自水。(P53)

简述分子生物学发展史以及其发展趋向

简述分子生物学发展史 1.从广义上讲,蛋白质和核酸等生物大分子的结构和功能的研究都属于分子生物学研究的范畴。也就是说从分子水平阐明生命现象和生物学规律的科学就叫分子生物学。(如蛋白质的结构、运动和功能,酶的作用机制和动力学,膜蛋白的结构及物质的跨膜运输等都属于分子生物学研究的范围) 2.目前人们常采用狭义的概念,将分子生物学范畴偏重于核酸(或基因)的分子生物学,主要研究DNA或基因的复制、转录、表达和调控等过程,也涉及到与这些过程有关的酶和蛋白质的结构与功能的研究。 分子生物学的发展大致可以分为三个阶段,第一个是准备和酝酿阶段,第二个是现代分子生物学的建立和发展阶段,第三个是初步认识生命本质并改造生命的深入发展阶段。下面将就这三个阶段的主要任务和功绩做简单的介绍。 第一阶段:在上世纪的后期,巴斯德由于发现了细菌而在自然科学史上留下丰功伟绩,但是他的“活力论”观点,即认为细菌的代谢活动必须依赖完整细胞的看法,却阻碍了生物化学的进一步发展。直至1890~1900年问suchner兄弟证明酵母提出液可使糖发酵之后,科学家们才认识到细胞的活动原来可以再拆分为更细的成分加以研究。此后相继结晶了许多酶,如腺酶(Sumner,1926)、胰蛋白酶(Northrop,1930)及胃蛋白酶(Northrop及Kunitz,1932)等,并且证实了这些物质都是蛋白质。这些成果开辟了近代生物化学的新纪元。事实上,分子生物学正是在科学家们打破了细胞界限之日诞生的。在这以后的几十年间,科学界普遍认为,蛋白质是生命的主要物质基础,也是遗传的物质基础。与此同时,被湮没达35年之久的孟德尔遗传定律(1865),又被重新发现,摩根等在这个定律基础上建立了染色体学说,使遗传学的研究引起了科学界的重视。这个时期,尤其是在第一次世界大战之后,正是物理学空前发达的年代,量子理论和原子物理学的研究表明,尽管自然界的物质变化万千,但是组成物质的基本粒子相同,它们的运动都遵循共同的规律。那么,是否可以应用物理学的基本定律来探讨和解释生命现象呢?不少科学家抱着这个信念投身到生命科学的研究中,从而开始了由物理学家、生化学家、遗传学家和微生物学家等协同作战的新时期,在这个时期里,科学家们各自沿着两条并行不悖的路线进行研究。一派是以英国的Astbury等为代表的所谓结构学派(structurists),他们主要用x射线衍射技术研究蛋白质和核酸的空间结构,认为只有搞清生物大分子的三维结构,才能阐明生命活动的本质,分子生物学一词正是Astbury在1950年根据他的这一思想首先提出来的。另一学派称为信息学派,他们着眼于遗传信息的研究。它的创始始人之一,德国的Delbruck,本来是原子物理学家,由于矢志于遗传学的研究, 由德国来到美国摩根的遗传学实验室。当他无法用数学表达果蝇的遗传规律时,转而以噬菌体为研究对象,把噬菌体看成为最小的遗传单位,研究其遗传信息的表达和调控。所以这一派也称为噬菌体学派。 在这个时期,分子生物学研究的最重要成果是证明了遗传的物质基础是DNA 而不是蛋臼质,Avery等(1944)证明了使肺炎双球菌由粗糙型转成为光滑型的转化因子是DNA。随后,噬菌体学派的Hershey和chase进一步提出了更加令人信服的证据,他们用蛋白质上标记了放射性硫的噬菌体感染细菌,发现只有噬菌体的DNA被“注射”到细菌体内去并在其中繁殖,而蛋白质则留在细胞之外。

微生物学发展简史

1、史前期(约8000 年前一1676) ,各国劳动人民,①未见细菌等微生物得个体;② 凭实践经验利用微生物就是有益活进行酿酒、发面、制酱、娘醋、沤肥、轮作、治病等)。 在17世纪下半叶,荷兰学者吕文虎克用自制得简易显微镜亲眼观察到细菌个体之前,对于一门学科来说尚没形成。这个时期称为微生物学史前时期。在这个时期,实际上人们在生产与日常生活中积累了不少关于微生物作用得经验规律,并且应用这些规律,创造财富,减少与消灭病害。民间早已广泛应用得酿酒、制醋、发面、腌制酸菜泡菜、盐渍、蜜饯等等。古埃及人也早已掌握制作面包与配制果酒技术。这些都就是人类在食品工艺中控制与应用微生物活动规律得典型例子。积肥、沤粪、翻土压青、豆类作物与其它作物得间作轮作,就是人类在农业生产实践中控制与应用微生物生命活动规律得生产技术、种痘预防天花就是人类控制与应用微生物生命活动规律在预防疾病保护健康方面得宝贵实践。尽管这些还没有上升为微生物学理论,但都就是控制与应用微生物生命活动规律得实践活动。 2、初创期(1676一1861年),列文虎克,①自制单式显微镜,观察到细菌等微生物得 个体;②出于个人爱好对一些微生物进行形态描述、微生物得形态观察就是从安东·列文虎克(Antony VanLeeuwenhock 1632—1732)发明得显微镜开始得,它就是真正瞧见并描述微生物得第一人,她得显微镜在当时被认为就是最精巧、最优良得单式显微镜,她利用能放大50~300倍得显微镜,清楚地瞧见了细菌与原生动物,而且还把观察结果报告给英国皇家学会,其中有详细得描述,并配有准确得插图。1695年,安东·列文虎克把自己积累得大量结果汇集在《安东·列文虎克所发现得自然界秘密》一书里。她得发现与描述首次揭示了一个崭新得生物世界——微生物世界。 这在微生物学得发展史上具有划时代得意义。这就是首次对微生物形态与个体得观察与记载。随后,其她研究者凭借显微镜对于其它微生物类群进行得观察与记载,充实与扩大了人类对微生物类群形态得视野、但就是在其后相当长得时间内,对于微生物作用得规律仍一无所知。这个时期也称为微生物学得创始时期、 3、奠基期(1861 一1897 年),巴斯德,①微生物学开始建立;②创立了一整套独特得微生物学基本研究方法;③开始运用“实践―理论―实践”得思想方法开展研究;④建立了许多应用性分支学科;⑤进入寻找人类动物病原菌得黄金时期。继列文虎克发现微生物世界以后得200年间,微生物学得研究基本上停留在形态描述与分门别类阶段。直到19世纪中期,以法国得巴斯德与德国得柯赫为代表得科学家才将微生物得研究从形

分子生物学主要研究内容

分子生物学主要研究内容 1. 核酸的分子生物学。 核酸的分子生物学研究 核酸的结构及其功能。由于 核酸的主要作用是携带和传 递遗传信息,因此分子遗传 学是其主要组成部分。由于 50年代以来的迅速发展,该 领域已形成了比较完整的理 论体系和研究技术,是目前分子生物学内容最丰富的一个领域。研究内容包括核酸/基因组的结构、遗传信息的复制、转录与翻译,核酸存储的信息修复与突变,基因表达调控和基因工程技术的发展和应用等。遗传信息传递的中心法则是其理论体系的核心。 2. 蛋白质的分子生物学。 蛋白质的分子生物学研究执行各种生命功能的主要大分子──蛋白质的结构与功能。尽管人类对蛋白质的研究比对核酸研究的历史要长得多,但由于其研究难度较大,与核酸分子生物学相比发展较慢。近年来虽然在认识蛋白质的结构及其与功能关系方面取得了一些进展,但是对其基本规律的认识尚缺乏突破性的进展。 3.细胞信号转导的分子生物学。 细胞信号转导的分子生物学研究细胞内、细胞间信息传递的分子基础。构成生物体的每一个细胞的分裂与分化及其它各种功能的完成均依赖于外界环境所赋予的各种指示信号。在这些外源信号的刺激下,细胞可以将这些信号转变为一系列的生物化学变化,例如蛋白质构象的转变、蛋白质分子的磷酸化以及蛋白与蛋白相互作用的变化等,从而使其增殖、分化及分泌状态等发生改变以适应内外环境的需要。信号转导研究的目标是阐明这些变化的分子机理,明确每一种信号转导与传递的途径及参与该途径的所有分子的作用和调节方式以及认识各种途径间的网络控制系统。信号转导机理的研究在理论和技术方面与上述核酸及蛋白质分子有着紧密的联系,是当前分子生物学发展最迅速的领域之一。 4.癌基因与抑癌基因、肽类生长因子、细胞周期及其调控的分子机理等。 从基因调控的角度研究细胞癌变也已经取得不少进展。分子生物学将为人类最终征服癌症做出重要的贡献。

简述分子生物学发展史

简述分子生物学发展史 分子生物学的发展大致可以分为三个阶段,第一个是准备和酝酿阶段,第二个是现代分子生物学的建立和发展阶段,第三个是初步认识生命本质并改造生命的深入发展阶段。下面将就这三个阶段的主要任务和功绩做简单的介绍。 第一阶段:在上世纪的后期,巴斯德由于发现了细菌而在自然科学史上留下丰功伟绩,但是他的“活力论”观点,即认为细菌的代谢活动必须依赖完整细胞的看法,却阻碍了生物化学的进一步发展。直至1890~1900年问suchner兄弟证明酵母提出液可使糖发酵之后,科学家们才认识到细胞的活动原来可以再拆分为更细的成分加以研究。此后相继结晶了许多酶,如腺酶(Sumner,1926)、胰蛋白酶(Northrop,1930)及胃蛋白酶(Northrop及Kunitz,1932)等,并且证实了这些物质都是蛋白质。这些成果开辟了近代生物化学的新纪元。事实上,分子生物学正是在科学家们打破了细胞界限之日诞生的。在这以后的几十年间,科学界普遍认为,蛋白质是生命的主要物质基础,也是遗传的物质基础。与此同时,被湮没达35年之久的孟德尔遗传定律(1865),又被重新发现,摩根等在这个定律基础上建立了染色体学说,使遗传学的研究引起了科学界的重视。这个时期,尤其是在第一次世界大战之后,正是物理学空前发达的年代,量子理论和原子物理学的研究表明,尽管自然界的物质变化万千,但是组成物质的基本粒子相同,它们的运动都遵循共同的规律。那么,是否可以应用物理学的基本定律来探讨和解释生命现象呢?不少科学家抱着这个信念投身到生命科学的研究中,从而开始了由物理学家、生化学家、遗传学家和微生物学家等协同作战的新时期,在这个时期里,科学家们各自沿着两条并行不悖的路线进行研究。一派是以英国的Astbury等为代表的所谓结构学派(structurists),他们主要用x射线衍射技术研究蛋白质和核酸的空间结构,认为只有搞清生物大分子的三维结构,才能阐明生命活动的本质,分子生物学一词正是Astbury在1950年根据他的这一思想首先提出来的。另一学派称为信息学派,他们着眼于遗传信息的研究。它的创始始人之一,德国的Delbruck,本来是原子物理学家,由于矢志于遗传学的研究, 由德国来到美国摩根的遗传学实验室。当他无法用数学表达果蝇的遗传规律时,转而以噬菌体为研究对象,把噬菌体看成为最小的遗传单位,研究其遗传信息的表达和调控。所以这一派也称为噬菌体学派。 在这个时期,分子生物学研究的最重要成果是证明了遗传的物质基础是DNA 而不是蛋臼质,Avery等(1944)证明了使肺炎双球菌由粗糙型转成为光滑型的转化因子是DNA。随后,噬菌体学派的Hershey和chase进一步提出了更加令人信服的证据,他们用蛋白质上标记了放射性硫的噬菌体感染细菌,发现只有噬菌体的DNA被“注射”到细菌体内去并在其中繁殖,而蛋白质则留在细胞之外。但在当时,由于科学界对DNA的结构尚少研究,所以还无从知道何以DNA能成为遗传的物质基础。 分子生物学发展的第二阶段是以DNA双螺旋的发现为标记的,这个划时代的发现正是结构学派和信息学派汇合所结出的硕果,从此以后,关于生物大分子结构和信息的研究才紧密地结合起来,Watson 和Crick的DNA双螺旋学说破天荒地用分子结构的特征解释生命现象的最基本问题之一--基因复制的机理,从而使生物学真正进入分子生物学的新时代。

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