世界生物学史之十三20世纪的生物学(精)
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生物学史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。
为多数人所接受与酶的发现有关的科学家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。
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。
生命科学导论第一章绪论21世纪将是生命科学的世纪,面向21世纪的大学生应有生命科学基础,而不应该成为“生物盲”。
一.什么是生物学?1. 定义生物学(biology)是研究生物体生命现象和生命活动规律的科学,因此,又称为生命科学(life sciences)。
生物学研究生物体的形态、构造、行为、机能、演变及其与环境间相互关系等问题。
2. 生物学的研究对象生物学的研究对象正在日渐加深和扩大,不仅要研究肉眼看不见的微生物,也要研究自然界的动物、植物。
生物学还要研究人类自己,因为人类也是一种生物。
生物学还要研究小至生物大分子的基团行为,广至地球表面的生物圈(bio-sphere)的将来动态,延伸至玄古生命的发生和宇宙中生命存在的问题。
3. 生物学的分科根据研究对象分为:动物生物学、植物生物学、微生物学、人类学。
根据研究角度分为:分类学,形态学,生理学,胚胎学,古生物学,遗传学,生态学等。
根据研究范围分为:生物化学,生物物理学,分子生物学,细胞生物学,组织生物学,器官生物学,个体生物学,群体生物学等。
二.生物学的历史和发展从传统生物学到现代生命科学(1)描述生物学阶段(19世纪中叶以前)主要从外部形态特征观察、描述、记载各种类型生物,寻找他们之间的异同和进化脉络。
代表人物:达尔文—《物种起源》(1859)(2)实验生物学阶段(19世纪中叶~20世纪中叶)利用各种仪器工具,通过实验过程,探索生命活动的内在规律。
(3)创造生物学阶段(20世纪中叶以后)分子生物学和基因工程的发展使人们有可能“创造”新的物种。
(4)生物学的发展趋势从微观到宏观分子→细胞→整体水平高度分化和高度综合的辨证统一现代生物学的高度分化,各学科的相互渗透,新学科或边缘学科的产生。
三.生物学的研究方法1. 观察与描述方法外部观察和外部形态描述:分类学。
《尔雅》、《本草纲目》、亚里士多德对500种动物的描述分类、林奈的双名法等。
2. 比较方法比较解剖学:脊椎动物各类群的器官和器官系统的形态,结构进行解剖,加以比较,为生物进化论提供证据。
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高中生物学史高三往生物组1、1543年,比利时-维萨里揭示了人体在器官水平的结构;法国-比夏指出器官由组织组成;2、1665年,英国-虎克用显微镜观察并命名“细胞”;3、17世纪,荷兰-列文虎克用自制的显微镜观察细胞;意大利-马尔比基用显微镜广泛观察了动植物的微细结构;4、18世纪,德国一位研究海洋生物的自然哲学家发现复杂的有机体都是一种球状小泡似的纤毛虫的聚合体;5、1771年,英国-普里斯特利提出植物可以更新空气;6、1779年,荷兰-英格豪斯发现植物体只有绿叶在光照下才能更新空气;直到1785年发现了空气的组成,人们明确绿叶在光下放出的是O2,吸收的是CO2;7、18世纪,英国-道尔顿发现了红绿色盲症,因此又称为“道尔顿症”;8、1817年,英国两位科学家首次从植物中分离出叶绿素;9、1845年,德国-梅耶提出植物光合作用时,把光能转换成化学能储存起来;10、1857年,法国-贝尔纳指出动物的生活需要两个环境:机体细胞生活的内环境和整个有机体生活的外环境;11、1857年:法国-巴斯德提出没有活细胞的参与,糖类是不可能变成酒精的;德国-李比希认为引起发酵的是酵母细胞中的某些物质,但只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用;德国-毕希纳从酵母细胞中提取了引起发酵的物质。
12、1858-德国-魏尔肖-提出细胞通过分裂产生新细胞;“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”;13、1864-德国-萨克斯-光合作用产物除了O2还有淀粉;14、1865-德国-萨克斯-发现叶绿素分布在一个小的结构中,后来称之为叶绿体;15、1866-奥地利-孟德尔-以论文形式发表基因分离定律和自由组合定律;与孟德尔同时代-魏斯曼-理论上预测:在卵细胞和精子成熟的过程中,必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半;受精时,精子和卵细胞融合,恢复正常的染色体数目;16、1880-德国-恩格尔曼-叶绿体在有光的情况下会产生O2;17、1883-科学家发现马蛔虫精子和卵细胞中的染色体数目都只有体细胞的一半,而在受精卵中又恢复成两对染色体;18、1883年8月7日-印度尼西亚-喀拉喀托火山爆发;19、1886-俄国-试图用氨基酸装配蛋白质,但是仅得到氨基酸分子随机连接形成的多肽;20、1890-科学家确认精子和卵细胞的形成要经过减数分裂;21、1891-科学家描述了形成精子和卵细胞的减数分裂的全过程;22、19世纪末-欧文顿-生物膜是由脂质组成的;23、19世纪末-达尔文-发现了植物的向光性;24、1902-英国-斯他林、贝利斯-发现了第一种动物激素-促胰液素;25、1903-美国-萨顿-用蝗虫细胞做材料,研究精子和卵细胞的形成过程;26、1909-丹麦-约翰逊-提出了“基因”的概念;27、1909年开始-美国-摩尔根-开始研究果蝇的遗传行为,最终证明基因在染色体上呈线性排列;28、1910年-鲍森·詹森-胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部;29、20世纪初-将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来30、1914-拜尔-胚芽鞘的弯曲生长,是由于尖端产生的影响在其下部分布不均匀而造成的;31、1925-荷兰-用丙酮从人的红细胞中提取脂质,细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层;32、1926-科学家发现植物感染赤霉菌后,会植株疯长而得“恶苗病”;33、1926-美国-坎农-提出稳态的概念:稳态不是恒定不变,而是一种动态的平衡;34、1926-美国-萨姆纳-用丙酮作溶剂提取了脲酶,后来又证明脲酶是蛋白质;35、1927-美国-缪勒-X射线照射果蝇,后代发生突变的个体数大大增加;36、1928-荷兰-温特-对生长素命名;37、1928-英国-格里菲斯-肺炎双球菌的体内转化实验,提出转化因子的概念;38、1931-科学家从人尿中分离出具有生长素效应的化学物质-吲哚乙酸;39、1935-赤霉素被分离出来;40、1953-中国科学家提出人工合成胰岛素的设想-1965-完成了结晶牛胰岛素的全部合成;41、1941-美国-鲁宾、卡门-光合作用释放的O2来自于水;42、20世纪40年代-美国-卡尔文-CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径-卡尔文循环;43、1943-一个发霉的甜瓜上得到了现在世界各国生产青霉素的菌种;44、1944-美国-艾弗里-肺炎双球菌体外转化实验,证实DNA是转化因子;45、1946-人们从高等植物中分离出生长素,并确认它就是IAA;46、1951-英国-威尔金斯、富兰克林-提出DNA的X射线衍射图谱;47、1952-奥地利-查哥夫-DNA中A=T,G=C;48、1952-赫尔希、蔡斯-T2噬菌体侵染大肠杆菌实验,证明DNA是遗传物质;49、1952-法国-肾脏移植;(母亲移植给孩子,存活22天);50、1953-美国-沃森、英国-克里克--《核酸的分子结构-脱氧核糖核酸的一个结构模型》构建DNA双螺旋结构模型;51、1953-英国-桑格-测得牛胰岛素全部氨基酸的排列顺序;52、1957-英国-克里克-提出中心法则;53、1958-同位素示踪技术证实DNA半保留复制;54、1958-美国-斯图尔德-胡萝卜韧皮部细胞+植物激素+无机盐+糖类→新的植株;55、1959-罗伯特森-电镜下看到细胞膜的暗-亮-暗结构;56、1961-破译了第一个遗传密码(苯丙氨酸-UUU);57、1962-美国-沃森、英国-克里克、英国-威尔金斯--诺贝尔生理学或医学奖;58、1962-发现叶绿体基质中有DNA;(后来发现细胞的线粒体中也含有DNA;)59、1965-RNA复制酶能对RNA进行复制;60、1967-荷兰-发现蜜蜂的圆圈舞和摆尾舞;61、1970-发现逆转录酶;62、1970-人鼠细胞融合,表明细胞膜具有流动性;63、1972-桑格、尼克森-生物膜的流动镶嵌模型;64、1974-诺贝尔生理学或医学奖:美国-克劳德--采用不同的转速对破碎的细胞进行离心;比利时-德迪夫--发现了溶酶体;罗马尼亚-帕拉德--改进了电子显微镜样品固定技术;发现了核糖体和线粒体的结构;将对细胞结构和功能的静态描述引向动态研究;65、1978-胰岛素基因在大肠杆菌细胞内获得成功的表达;66、20世纪80年代-美国-切赫、奥特曼-少数RNA也具有生物催化功能;67、1981-美国-发现第一例艾滋病病人;68、1982-科学家发现一种结构异常的蛋白质可以在脑细胞内大量“增殖”引起疾病;69、1982-美国一家基因公司用基因工程生产的胰岛素开始投入市场;70、1982-中国-将计划生育确定为一项基本国策;71、1985-中国-开展艾滋病监测工作;72、1986-前苏联-切尔诺贝利核电站爆炸产生的核辐射粒子云,被风送到了2000km外的北欧;73、1988-美国-阿格雷-将构成水通道的蛋白质分离出来;74、1990-科学家发现人体生殖道支原体可能是最小、最简单的细胞;75、1990-启动人类基因组计划;(2003年完成;)76、1990-美国-第一例临床基因治疗;77、1992-丹麦-环境激素影响导致的1940-1990年间男性精子数明显减少;78、1992-中国-红十字会创建了中华骨髓库;2001年4月起,更名为“中国造血干细胞捐献者资料库”;79、1993-中国-科学家培育出抗棉铃虫的转基因抗虫棉,抗虫基因来自于苏云金杆菌;80、1995-美国-文特尔-对生殖道支原体的基因组测序,发现其仅有480个基因;81、1997-美英法德日等19国-启动人类脑计划;(我国2001年9月正式参与;)82、1998-美国-一位18岁的男青年因基因治疗而死于美国费城;83、1998-联合国教科文组织-发表《关于人类基因组与人类权利的国际宣言》,提出4条基本原则:人类的尊严与平等,科学家的研究自由,人类和谐,国际合作。
高中人教版生物学史学习需要讲究方法和技巧,更要学会对知识点进行归纳整理。
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(2)法国,比夏指出器官由组织构成。
(3)英国,罗伯特·虎克用自制的显微镜发现细胞(实际上是只留下细胞壁的死细胞)。
(4)18世纪,德国植物学家施莱登提出细胞是构成植物体的基本单位;动物学家施旺提出细胞是构成动物体的基本单位。
——提出“细胞学说”。
(5)德国,魏尔肖——细胞通过分裂产生细胞。
2.世界上第一个人工合成蛋白质的诞生 P24(1)1886年,俄国一位科学家尝试用氨基酸装配蛋白质,试管里出现了乳白色物质——只是一些氨基酸随机连接成的多肽。
(2)1953年,英国,桑格测得牛胰岛素全部氨基酸的排列顺序。
(3)1958年我国科学家提出人工合成胰岛素。
1965年完成了结晶牛胰岛素的全部合成。
3.国际人类蛋白质计划 P252003年12月15日,“人类蛋白质计划”(简称HPP)宣布正式启动。
首批计划包括:我国“人类肝脏蛋白质计划” ;美国“人类血浆蛋白质组计划”。
“国际人类蛋白质组”组织的总部设在我国北京。
4.分泌蛋白的合成和运输 P48方法:放射性同位素标记标记氨基酸(3H标记的亮氨酸)放射性依次出现的顺序:核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜外5.1974年诺贝尔奖——细胞世界探微三例 P51(1)克劳德——采用不同转速对破碎的细胞进行离心,将细胞内的不同组分分开。
(2)德迪夫——发现溶酶体(3)帕拉德——改进电子显微镜样品固定技术,并应用于动物细胞超微结构的研究,发现了核糖体和线粒体的结构。
1960年,用同位素示踪技术证实蛋白质合成过程。
6.生物膜结构的探索历程 P65(1)19世纪末,欧文顿发现:凡是可以溶于脂质的物质,避不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。
生命科学的发展可以分成哪几个时期
第一时期:古典时期(16世纪到19世纪初)
这一时期的生命科学最突出的是古典物理主义观念,认为生命现象可
以用物理学的方法来解释,主要代表有拉斐尔·特罗洛佩兹、贝尔福斯特、康拉德·拉斐尔等,改变了早期人们“神秘论”的观念,开始以客观的观
点来讨论生命现象,认为生命现象与物理现象具有相通性,突破了当时物
质论与机械论的局限,使生命现象不再被当作神秘的超自然现象,使生命
科学得以初步发展。
第二时期:物理化学时期(19世纪30年代到60年代)
这一时期,生命科学的发展受到物理化学的影响,取消了给生命现象
赋予物质质量的界限,使生命科学更开放,使生命科学进入物理化学的范畴,而不再是物质论。
例如,谢尔盖·谢尔于1871年第一次提出“量子
现象”的概念,使生命科学迎来了一个新的发展阶段,使新的理论能够解
释生命现象,也使生命科学取得了一定的进步。
第三时期:生物化学时期(1960年代到80年代)
这一时期,生命科学发展进入了生物化学的时代,影响最为著名的是
分子生物学的提出和发展,这一领域也被称为“分子生物科学”,也就是
现在的分子生物学。
人教版高中生物科学史必修一(一)细胞学说的建立过程必修一P10-111.1543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.法国的比夏指出器官由低一层次的结构——组织构成,并把组织分为21种。
在此期间,人们已经发明了显微镜,可以进行显微观察,可惜比夏不相信显微镜。
3.罗伯特虎克: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。
他是细胞的发现者和命名者。
4.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。
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。
但是,他们并没有用“细胞”来描述其发现,也没有进一步考虑生物体结构的一致性。
5.施莱登和施旺:细胞学说的建立者,指出细胞是一切动植物结构的基本单位,揭示了细胞统一性和生物体结构统一性。
6.魏尔肖:总结出“细胞通过分裂产生新细胞”。
(二)细胞世界探微必修一P511.克劳德采用不同的转速对破碎的细胞进行离心的方法,将细胞内的不同组分分开。
这就是一直沿用至今的定性定量分离细胞组分的经典方法。
2.1949年,德迪夫推测某种酸性水解酶被包在完整的膜内,当膜破裂后,酶得以释放出来。
酶的潜伏状态与包裹它的膜结构的完整性有关。
1956年,科学家正式将这种新发现的细胞器命名为溶酶体。
3.帕拉德发现了核糖体和线粒体的结构,并设计了用同位素示踪技术研究蛋白质合成过程的实验。
(三)生物膜流动镶嵌模型的探索历程必修一P65-671.1895年,欧文顿发现细胞膜对不同物质的通透性不同,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:细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。
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。
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。
19世纪生物学主要在欧洲各国发展,特别是在英国、德国和法国。
例如,英国的剑桥和牛津等几所有悠久历史和科学基础的大学和皇家学会的学术活动;德国的格丁根、海德堡、柏林等多所大学和凯撒-威廉研究所所属的生物实验室;法国的巴黎大学和1888年在巴黎建立起来的巴斯德研究所以及俄国的圣彼得堡大学等。
20世纪这种情况发生了很大的变化。
这是因为:欧洲曾是两次世界大战的主要战场;1933年希特勒法西斯专制统治德国,推行残酷的排犹种族主义政策。
迫使大批犹太血统的和反法西斯统治的德国科学家移居国外,其中大部分辗转到了美国。
美国的科学在第二次世界大战后发展迅速,后来居上,成为世界科学的发展中心。
生物学的情况也基本如此。
美国本土的生物学家从19世纪末就已逐渐成长,经过20世纪30~40年代与欧洲各国,特别是德国大量移民生物学家的汇合,到20世纪后期无论从质量上或数量上来看美国的生物学都已居于领先地位。
当然,上述欧洲国家经过战后40年的恢复和发展,科学技术仍居世界前列。
亚洲、南美一些国家也在积极开展这方面的研究。
下面几讲只介绍在20世纪中发展较快和影响较大的几个分支学科的简要历史轮廓。