网络百科新概念
提示
 正文中的蓝色文字是词条,点击蓝色文字可进入该词条页面;
 正文中的红色文字是尚待创建的词条,点击红色文字可进入创建词条页面;
 欢迎参与词条创建或编辑修改!人人为我,我为人人。共同建设中文百科在线,共创知识文明!
zwbkorg
关注微信,获取更多信息
阅读 13801 次 历史版本 5个 创建者:hk007 (2010/2/5 17:16:00)  最新编辑:5月桂湖 (2011/6/3 3:02:24)
生物学
拼音:shēnɡ wù xué
英文:Biology
同义词条:生物科学
生物学-研究生物各个层次的种类、结构、发育和起源进化以及生物与周围环境的关系
生物学-研究生物各个层次的种类、结构、发育和起源进化以及生物与周围环境的关系
  生物学(英文:Biology,源于拉丁文,Bio意为生命,-logy意为学问,合并为“研究生命的学问”),又称“生命科学”或“生物科学”,研究生物各个层次的种类、结构、发育和起源进化以及生物与周围环境的关系的科学。它由经验主义出发,广泛的研究生命的所有面向。这包括生命起源进化构造发育、功能、行为,与环境的互动关系等。1802年,法国博物学拉马克最早提出这个名词。近年来,分子生物学快速进展,核酸已成为生命相关研究的共同焦点。生物学内各领域因此高度连结,与其它学科也日愈整合。现代生物学已成为一个有众多分支的庞大的知识体系

  在自然科学还没有发展的古代,人们对生物的五光十色、绚丽多彩迷惑不解,他们往往把生命和无生命看成是截然不同、没有联系的两个领域,认为生命不服从于无生命物质的运动规律。不少人还将各种生命现象归结为一种非物质的力的作用。这些无根据的臆测,随着生物学的发展而逐渐被抛弃。
  
  20世纪特别是40年代以来,生物学吸收了数学物理学化学等的成就,逐渐发展成一门精确的、定量的、深入到分子层次的科学。人们已经认识到生命是物质的一种运动形态。生命的基本单位是细胞,它是由蛋白质核酸脂质生物大分子组成的物质系统。生命现象就是这一复杂系统中物质、能和信息三个量综合运动与传递的表现。生命有许多为无生命物质所不具备的特性。例如,生命能够在常温、常压下合成多种有机化合物,包括复杂的生物大分子;能够以远远超出机器的生产效率来利用环境中的物质和能制造体内的各种物质,而不排放污染环境的有害物质;能以极高的效率储存信息和传递信息;具有自我调节功能和自我复制能力;以不可逆的方式进行着个体发育物种演化等。揭露生命过程中的机制具有巨大的理论和实践意义。 

  细胞学说进化基因论体内平衡能量是现代生物学的五大基础,也是主要的研究方向。

  生物学对物种的分类,由上而下有 8 个层级。任一物种同时在这 8 个层级有其位置和名称。它们是:

  (Domain)、(Kingdom)、(phylum)、(class)、(order)、(family)、(genus)、(species)。

  所有的物种都有其独特的一个学名,全球认可共通,不因地区或国家而不同。双名法是学名的命名方法,英文为 Bionomial Nomenclature。它给每个物种订立两个文字,前字是该物种的属(genus)名,后字才是它的种名。除了前字须首字母大写,其余字母都要小写。前字一般使用拉丁文,但后字就不一定。中国近来发现的恐龙,学名的第二个字是用中文的。

  有些物种因为环境隔绝或发生突变,必须再往下细分出亚种(subspecies)。为了方便区别,近来科学界给亚种设计一套 三名法,英文为 Trinomial Nomenclature。但这套学名不太常见,未受举世认可。  
     

研究对象


草履虫-有核单细胞生物(显微摄影)
草履虫-有核单细胞生物(显微摄影)
  地球上现存的生物估计有200万~450万种;已经灭绝的种类更多,估计至少也有1500万种。从北极南极,从高山到深海,从冰雪覆盖的冻原到高温的矿泉,都有生物存在。它们具有多种多样的形态结构,它们的生活方式也变化多端。

  从生物的基本结构单位──细胞的水平来考察,有的生物尚不具备细胞形态,在已具有细胞形态的生物中,有的由原核细胞构成,有的由真核细胞构成。

  从组织结构水平来看,有的是单生的或群体的单细胞生物,有的是多细胞生物,而多细胞生物又可根据组织器官的分化和发展而分为多种类型。
  从营养方式来看,有的是光合自养,有的是吸收异养或腐食性异养,有的是吞食异养。
  从生物在生态系统中的作用来看,有的是有机食物的生产者,有的是消费者,有的是分解者,等等。

  生物学家根据生物的发展历史、形态结构特征、营养方式以及它们在生态系统中的作用等,将生物分为若干界。当前比较通行的是美国R.H.惠特克于1969年提出的5界系统。他将细菌蓝菌原核生物划为原核生物界,将单细胞真核生物划为原生生物界,将多细胞的真核生物按营养方式划分为营光合自养的植物界、营吸收异养的真菌界和营吞食异养的动物界中国生物学家陈世骧于1979年提出6界系统。这个系统由非细胞总界、原核总界和真核总界3个总界组成,代表生物进化的3个阶段。非细胞总界中只有1界,即病毒界。原核总界分为细菌界蓝菌界。真核总界包括植物界真菌界动物界,它们代表真核生物进化的3条主要路线。
    

非细胞生命形态  


  病毒不具备细胞形态,由一个核酸长链和蛋白质外壳构成。根据组成核酸的核苷酸数目计算,每一病毒颗粒的基因最多不过 300个。寄生于细菌的病毒称为噬菌体。病毒没有自己的代谢机构,没有酶系统,也不能产生腺苷三磷酸(ATP)。因此病毒离开了寄主细胞,就成了没有任何生命活动,也不能独立地自我繁殖的化学物质。只有在进入寄主细胞之后,它才可以利用活细胞中的物质和能,以及复制、转录和转译的全套装备,按照它自己的核酸所包含的遗传信息产生和它一样的新一代病毒。病毒基因同其他生物的基因一样,也可以发生突变和重组,因而也是能够演化的。由于病毒没有独立的代谢机构,也不能独立地繁殖,因而被认为是一种不完整的生命形态。关于病毒的起源,有人认为病毒是由于寄生生活而高度退化的生物;有人认为病毒是从真核细胞脱离下来的一部分核酸和蛋白质颗粒;更多的人认为病毒是细胞形态发生以前的更低级的生命形态。近年发现了比病毒还要简单的类病毒,它是小的RNA 分子,没有蛋白质外壳。另外还发现一类只有蛋白质却没有核酸的朊粒,它可以在哺乳动物身上造成慢性疾病。这些不完整的生命形态的存在缩小了无生命与生命之间的距离,说明无生命与生命之间没有不可逾越的鸿沟。因此,在原核生物之下,另辟一界,即病毒界是比较合理的。
    

原核生物  


 
海绵-最简单的多细胞生物体
海绵-最简单的多细胞生物体
 原核细胞和真核细胞是细胞的两大基本类型,它们反映细胞进化的两个阶段。把具有细胞形态的生物划分为原核生物和真核生物,是现代生物学的一大进展。原核细胞的主要特征是没有线粒体、质体等膜细胞器,染色体只是一个环状的DNA分子,不含组蛋白及其他蛋白质,没有核膜。原核生物包括细菌和蓝菌,它们都是单生的或群体的单细胞生物。
  
  细菌是只有通过显微镜才能看到的原核生物。大多数细菌都有细胞壁,其主要成分是肽聚糖而不是纤维素。细菌的主要营养方式是吸收异养,它分泌水解酶到体外,将大分子的有机物分解为小分子,然后将小分子营养物吸收到体内。细菌在地球上几乎无处不在,它们繁殖得很快,数量极大,在生态系统中是重要的分解者,在自然界的氮素循环和其他元素循环中起着重要作用(见土壤矿物质转化)。有些细菌能使无机物氧化,从中取得能来制造食物;有些细菌含有细菌叶绿素,能进行光合作用。但是细菌光合作用的电子供体不是水而是其他化合物如硫化氢等。所以细菌的光合作用是不产氧的光合作用。细菌的繁殖为无性繁殖,在某些种类中存在两个细胞间交换遗传物质的一种原始的有性过程──细菌接合。
  
  枝原体、立克次氏体和衣原体均属细菌。枝原体无细胞壁,细胞非常微小,甚至比某些大的病毒粒还小,能通过细菌滤器,是能够独立地进行生长和代谢活动的最小的生命形态。立克次氏体的酶系统不完全,它只能氧化谷氨酸,而不能氧化葡萄糖或有机酸以产生ATP。衣原体没有能量代谢系统,不能制造ATP。大多数立克次氏体和衣原体不能独立地进行代谢活动,被认为是介于细菌和病毒之间的生物。
  
  蓝菌是行光合自养的原核生物,是单生的,或群体的,也有多细胞的。和细菌一样,蓝菌细胞壁的主要成分也是肽聚糖,细胞也没有核膜和细胞器,如线粒体、高尔基器、叶绿体等。但蓝菌细胞有由膜组成的光合片层,这是细菌所没有的。蓝菌含有叶绿素a,这是高等植物也含有的而为细菌所没有的一种叶绿素。蓝菌还含有类胡萝卜素和蓝色色素──藻蓝蛋白,某些种还有红色色素──藻红蛋白,这些光合色素分布于质膜和光合片层上。蓝菌的光合作用和绿色植物的光合作用一样,用于还原CO2产生的H+,因而伴随着有机物的合成还产生分子氧,这和光合细菌的光合作用截然不同。
  
  最早的生命是在无游离氧的还原性大气环境中发生的,所以它们应该是厌氧的,又是异养的。从厌氧到好氧,从异养到自养,是进化史上的两个重大突破。蓝菌光合作用使地球大气从缺氧变为有氧,这样就改变了整个生态环境,为好氧生物的发生创造了条件,为生物进化展开了新的前景。在现代地球生态系统中,蓝菌仍然是生产者之一。
  
  近年发现的原绿藻,含叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素。从它们的光合色素的组成以及它们的细胞结构来看,很像绿藻和高等植物的叶绿体,因此受到生物学家的重视。
    

真核生物  


  和原核细胞相比,真核细胞是结构更为复杂的细胞。它有线粒体等各种膜细胞器,有围以双层膜的细胞核,把位于核内的遗传物质与细胞质分开。DNA为长链分子,与组蛋白以及其他蛋白结合而成染色体。真核细胞的分裂为有丝分裂和减数分裂,分裂的结果使复制的染色体均等地分配到子细胞中去。
  
  原生生物是最原始的真核生物。原生生物的原始性不但表现在结构水平上,即停留在单细胞或其群体的水平,不分化成组织;也表现在营养方式的多样性上。原生生物有自养的、异养的和混合营养的。例如,眼虫能进行光合作用,也能吸收溶解于水中的有机物。金黄滴虫除自养和腐食性营养外,还能和动物一样吞食有机食物颗粒。所以这些生物还没有明确地分化为动物、植物或真菌。根据这些特性,R.H.惠特克吸收上世纪E.海克尔的意见,将原生生物列为他的5界系统中的1界,即原生生物界。但是有些科学家主张撤销这 1界,他们的理由是原生生物界所包含的生物种类过于庞杂,大部分原生生物显然可以归入动物、植物或者真菌,那些处于中间状态的原生生物也不难使用分类学的分析方法适当地确定归属。
  
兰科植物是植物界种类最为丰富的花卉植物
兰科植物是植物界种类最为丰富的花卉植物
  植物是以光合自养为主要营养方式的真核生物。典型的植物细胞都含有液泡和以纤维素为主要成分的细胞壁。细胞质中有进行光合作用的细胞器即含有光合色素的质体──叶绿体。绿藻和高等植物的叶绿体中除叶绿素a外,还有叶绿素b。多种水生藻类,因辅助光合色素的组成不同,而呈现出不同的颜色。植物的光合作用都是以水为电子供体的,因而都是放氧的。光合自养是植物界的主要营养方式,只有某些低等的单细胞藻类,进行混合营养。少数高等植物是寄生的,行次生的吸收异养,还有很少数高等植物能够捕捉小昆虫,进行吸收异养。植物界从单细胞绿藻到被子植物是沿着适应光合作用的方向发展的。在高等植物中植物体发生了光合器官(叶)、支持器官(茎)以及用于固定和吸收的器官(根)的分化。叶柄和众多分枝的茎支持片状的叶向四面展开,以获得最大的光照和吸收 CO2的面积。细胞也逐步分化形成专门用于光合作用、输导和覆盖等各种组织。大多数植物的生殖是有性生殖,形成配子体和孢子体世代交替的生活史。在高等植物中,孢子体不断发展分化,而配子体则趋于简化。植物是生态系统中最主要的生产者,也是地球上氧气的主要来源。
  
  真菌是以吸收为主要营养方式的真核生物。真菌的细胞有细胞壁,至少在生活史的某一阶段是如此。细胞壁多含几丁质,也有含纤维素的。几丁质是一种含氨基葡萄糖的多糖,是昆虫等动物骨骼的主要成分,植物细胞壁从无几丁质。真菌细胞没有质体和光合色素。少数真菌是单细胞的,如酵母菌。多细胞真菌的基本构造是分枝或不分枝的菌丝。一整团菌丝叫菌丝体。有的菌丝以横隔分成多个细胞,每个细胞有一个或多个核,有的菌丝无横隔而成为多核体。菌丝有吸收水分和养料的机能。菌丝体常疏松如蛛网,以扩大吸收面积。真菌的繁殖能力很强,繁殖方式多样,主要是以无性或有性生殖产生的各种孢子作为繁殖单位。真菌分布非常广泛。在生态系统中,真菌是重要的分解者,分解作用的范围也许比细菌还要大一些。
  
  粘菌是一种特殊的真菌。它的生活史中有一段是真菌性的,而另一段则是动物性的,其结构、行为和取食方法与变形虫相似。粘菌被认为是介于真菌和动物之间的生物。
  
 
狮子和老虎
狮子和老虎
 动物是以吞食为营养方式的真核生物。吞食异养包括捕获、吞食、消化和吸收等一系列复杂的过程。动物体的结构是沿着适应吞食异养的方向发展的。单细胞动物吞入食物后形成食物泡。食物在食物泡中被消化,然后透过膜而进入细胞质中,细胞质中溶酶体与之融合,是为细胞内消化。多细胞动物在进化过程中,细胞内消化逐渐为细胞外消化所取代,食物被捕获后在消化道内由消化腺分泌酶而被消化,消化后的小分子营养物经消化道吸收,并通过循环系统而被输送给身体各部的细胞。与此相适应,多细胞动物逐步形成了复杂的排泄系统、进行气体交换的外呼吸系统以及复杂的感觉器官、神经系统、内分泌系统和运动系统等。神经系统和内分泌系统等组成了复杂的自我调节和自我控制的机构,调节和控制着全部生理过程。在全部生物中,只有动物的身体构造发展到如此复杂的高级水平。在生态系统中,动物是有机食物的消费者。在生命发展的早期,即在地球上只有蓝菌和细菌时,生态系统是由生产者和分解者组成的两环系统。随着真核生物特别是动物的产生和发展,两环生态系统发展成由生产者、分解者和消费者所组成的三环系统。出现了今日丰富多彩的生物世界。
  
  从类病毒、病毒到植物、动物,生物拥有众多特征鲜明的类型。各种类型之间又有一系列中间环节,形成连续的谱系。同时由营养方式决定的三大进化方向,在生态系统中呈现出相互作用的空间关系。因而,进化既是时间过程,又是空间发展过程。生物从时间的历史渊源和空间的生活关系来讲,都是一个整体。 
      

生物的特征


  生物不仅具有多样性,而且具有一些共同的特征和属性。人们对这些共同的特征、属性和规律的认识,使内容十分丰富的生物学成为统一的知识体系。
    

生物化学的同一性  


  大量实验研究表明,组成生物体生物大分子的结构和功能,在原则上是相同的。例如各种生物的蛋白质的单体都是氨基酸,种类不过20种左右,各种生物的核酸的单体都是核苷酸,种类不过8种,这些单体都以相同的方式组成蛋白质或者核酸的长链,它们的功能对于所有生物都是一样的。在不同的生物体内基本代谢途径也是相同的,甚至在代谢途径中各个不同步骤所需要的酶也是基本相同的。不同生物体在代谢过程中都以 ATP的形式传递能量。生物化学的同一性深刻地揭示了生物的统一性。
    

多层次的结构模式  


  19世纪德国科学家M.J.施莱登和T.A.H.施万提出细胞学说,认为动、植物都是由相同的基本单位──细胞所组成。这对于病毒以外的一切生物,从细菌到人都是适用的。细胞是由大量原子和分子所组成的非均质的系统。在结构上,细胞是由蛋白质、核酸、脂质、多糖等组成的多分子动态体系;从信息论观点看,细胞是遗传信息和代谢信息的传递系统;从化学观点看,细胞是由小分子合成的复杂大分子,特别是核酸和蛋白质的系统;从热力学观点看,细胞又是远离平衡的开放系统。所有这些,对于原核细胞和真核细胞都是一样的。
  
  除细胞外,生物还有其他结构单位。在细胞之下有细胞器、分子和原子,在细胞之上有组织、器官、器官系统、个体、种群、群落、生态系统、生物圈等单位(见彩图)。生物的各种结构单位,按照复杂程度和逐级结合的关系而排列成一系列的等级,称为结构层次。在每一个层次上表现出的生命活动不仅取决于它的组成成分的相互作用,而且取决于特定的有序结构,因此在较高层次上可能出现较低的层次所不曾出现的性质和规律。
  

有序性和耗散结构  

  
  生物是由大量分子和原子组成的宏观系统(相对于研究亚原子事件的微观系统而言),它的代谢历程和空间结构都是有序的。热力学第二定律指出,物理的化学的变化导致系统的无序性或随机性(即熵) 的增加。生物无休止的新陈代谢,不可避免地使系统内部的熵增涨,从而干扰和破坏系统的有序性。现代生物学证明,在生物体中同时还存在一种使熵减少的机制。20世纪60年代,I.普里戈任提出耗散结构理论。按此理论,生物体是远离平衡的开放系统,它从环境中吸取以食物形式存在的低熵状态的物质和能,把它们转化为高熵状态后排出体外。这种不对称的交换使生物体和外界熵的交流出现负值,这样就可能抵消系统内熵的增涨。生物有序正是依赖新陈代谢这种能量耗散过程得以产生和维持的。(见耗散结构和生物有序)
    

稳态  


  生物对体内的各种生命过程有良好的调节能力。生物所处的环境是多变的,但生物能够对环境的刺激作出反应,通过自我调节保持自身的稳定。例如,人的体温保持在37℃上下,血液的酸度保持在 pH7.4左右等。这一概念先是由法国生物学家C.贝尔纳提出的。他指出身体内部环境的稳定是自由和独立生活的条件。后来,美国生理学家W.B.坎农揭示内环境稳定是通过一系列调节机制来保证的,并提出“稳态”一词。稳态概念的应用现在已远远超出个体内环境的范围。生物体的生物化学成分、代谢速率等都趋向稳态水平,甚至一个生物群落、生态系统在没有激烈外界因素的影响下,也都处于相对稳定状态。
    

生命的连续性  


  1855年R.C.菲尔肖提出,所有的细胞都来自原已存在的细胞。这个概念对于现存的所有生物来说是正确的。除了最早的生命是从无生命物质在当时的地球环境条件下发生的以外,生物只能来自已经存在的生物。只能通过繁殖来实现从亲代到子代的延续。因此,遗传是生命的基本属性。
  
  1866年G.J.孟德尔通过豌豆杂交试验发现了遗传因子的分离规律和自由组合规律。20世纪20年代,以T.H.摩尔根为代表的一批科学家提出基因论,证明孟德尔假设的因子就是在染色体上线性排列的基因,补充了一个新的规律,即基因的连锁和交换规律,并证明这些规律在动物界和植物界是普遍适用的。40年代,J.莱德伯格发现细菌的有性杂交,M.德尔布吕克发现了噬菌体的交叉重组现象,从而证明病毒、原核生物和动物、植物都遵循同样的遗传规律。分子生物学的发展证明一切生物的基因的化学实体都是核酸(DNA和RNA),遗传信息都是以核苷酸的排列来编码的,DNA以半保留复制产生新的拷贝。在分子水平上,生命的连续性首先表现在基因物质DNA的连续性上。
    

个体发育  


  通常是指多细胞生物从单个生殖细胞到成熟个体的成长过程。生物在一生中,每个细胞、每个组织、器官都随时间而发展变化,它在任何一个特定时间的状态都是本身发育的结果。生物个体发育是按一定的生长模式进行的稳定过程。个体发育的概念对单细胞生物和病毒在原则上也是适用的。单细胞生物从一代到下一代经历一定的细胞周期,病毒的发育也要经历遗传物质的复制,结构蛋白的合成以及病毒颗粒的装配过程。因此,所有的生物都有各自的按一定规律进行的生活史。
  
  对于个体发育规律的认识,经历了漫长的过程。1797年C.F.沃尔夫发表《发生论》,对鸡胚的发育过程作了较为详细的描述。19世纪初К.M.贝尔提出胚层理论,指出胚胎组织和器官的发生是以内、中、外三个胚层为出发点的。20世纪初,H.施佩曼及其学派通过把胚胎组织从一处移植到另一处能改变其发育过程和方向的实验,证明了胚胎发育是通过各部分的相互作用而完成的,现代生物学证明,个体发育是由遗传信息所控制的,不论是在分子层次上,还是在细胞、组织、个体层次上,发育的基本模式都是由基因决定的。
    

进化  


  1859年C.R.达尔文所著《物种起源》的出版,创立了以自然选择为基础的生物进化论。进化是普遍的生物学现象。每个细胞、每种生物都有自己的演变历史,都在随着时间的发展而变化,它们目前的状态是它们本身进化演变的结果。进化导致物种的分化,生物不再被认为是一大堆彼此毫无联系的、偶然的、“神造的”不变的物种。生物世界是一个统一的自然谱系,各种生物,归根结底,都来自一个最原始的生命类型。生物不仅有一个复杂的纵深层次(从生物圈到生物大分子),它还具有个体发育历史和种系进化历史,有一个极广阔的历史横幅。
    

生态系统中的相互关系


  在自然界里,生物的个体总是组成种群,不同的种群彼此相互依赖,相互作用形成群落。群落和它所在的无生命环境组成了生物地理复合体──生态系统。在生态系统中,不同的种群具有不同的功能和作用。譬如,绿色植物是生产者,它能利用日光能制造食物;动物包括人在内是消费者;细菌和真菌是分解者。生物彼此之间以及它们和环境之间的相互关系决定了生态系统所具有的性质和特点。任何一个生物,它的外部形态、内部结构和功能,生活习性和行为,同它在生态系统中的作用和地位总是相对适应的。这种适应是长期演变的结果,是自然选择的结果。
  
  根据上面这些叙述,不难看到,尽管生物世界存在惊人的多样性,但所有的生物都有共同的物质基础,遵循共同的规律。生物就是这样的一个统一而又多样的物质世界。因而,生物学也就是一个统一而又十分丰富的知识领域。
         

研究方法

  
  生物学的一些基本研究方法──观察描述的方法、比较的方法和实验的方法等是在生物学发展进程中逐步形成的。在生物学的发展史上,这些方法依次兴起,成为一定时期的主要研究手段。现在,这些方法综合而成现代生物学研究方法体系。
    

观察描述的方法


  在17世纪,近代自然科学发展的早期,生物学的研究方法同物理学研究方法大不相同。物理学研究的是物体可测量的性质,即时间、运动和质量。物理学把数学应用于研究物理现象,发现这些量之间存在着相互关系,并用演绎法推算出这些关系的后果。生物学的研究则是考察那些将不同生物区别开来的、往往是不可测量的性质。生物学用描述的方法来记录这些性质,再用归纳法,将这些不同性质的生物归并成不同的类群。18世纪,由于新大陆的开拓和许多探险家的活动,生物学记录的物种几倍、几十倍地增长,于是生物分类学首先发展起来。生物分类学者搜集物种进行鉴别、整理,描述的方法获得巨大发展。要明确地鉴别不同物种就必须用统一的、规范的术语为物种命名,这又需要对各种各样形态的器官作细致的分类,并制定规范的术语为器官命名。这一繁重的术语制定工作,主要是C.von林奈完成的。人们使用这些比较精确的描述方法收集了大量动、植物分类学材料及形态学和解剖学的材料。
    

比较的方法  


  18世纪下半叶,生物学不仅积累了大量分类学材料,而且积累了许多形态学、解剖学、生理学的材料。在这种情况下,仅仅作分类研究已经不够了,需要全面地考察物种的各种性状,分析不同物种之间的差异点和共同点,将它们归并成自然的类群。比较的方法便被应用于生物学。
  
  运用比较的方法研究生物,是力求从物种之间的类似性找到生物的结构模式、原型甚至某种共同的结构单元。G.居维叶在动物学方面,J.W.von歌德在植物学方面,是用比较方法研究生物学问题的著名学者。用比较的方法研究生物,愈来愈深刻地揭示动物和植物结构上的统一性,势必触及各个不同类型生物的起源问题。19世纪中叶,达尔文的进化论战胜了特创论和物种不变论。进化论的胜利又给比较的方法以巨大的影响。早期的比较,还仅仅是静态的共时的比较,在进化论确立后,比较就成为动态的历史的比较了。现存的任何一个物种以及生物的任何一种形态,都是长期进化的产物,因而用比较的方法,从历史发展的角度去考察,是十分必要的。
  
  早期的生物学仅仅是对生物的形态和结构作宏观的描述。1665年英国R.胡克用他自制的复式显微镜,观察软木片,看到软木是由他称为细胞的盒状小室组成的。从此,生物学的观察和描述进入了显微领域。但是在17世纪,人们还不能理解细胞这样的显微结构有何等重要意义。那时的显微镜未能消除使影像失真的色环,因而还不能清楚地辨认细胞结构。19世纪30年代,消色差显微镜问世,使人们得以观察到细胞的内部情况。1838~1839年施莱登和施万的细胞学说提出:细胞是一切动植物结构的基本单位。比较形态学者和比较解剖学者多年来苦心探求生物的基本结构单元,终于有了结果。细胞的发现和细胞学说的建立是观察和描述深入到显微领域所获得的成果,也是比较方法研究的一个重要成果。
    

实验的方法  


  前面提到的观察和描述的方法有时也要对研究对象作某些处理,但这只是为了更好地观察自然发生的现象,而不是要考察这种处理所引起的效应。实验方法则是人为地干预、控制所研究的对象,并通过这种干预和控制所造成的效应来研究对象的某种属性。实验的方法是自然科学研究中最重要的方法之一。17世纪前后生物学中出现了最早的一批生物学实验,如英国生理学家W.哈维关于血液循环的实验,J.B.van黑尔蒙特关于柳树生长的实验等。然而在那时,生物学的实验并没有发展起来,这是因为物理学、化学还没有为生物学实验准备好条件,活力论还占统治地位。很多人甚至认为,用实验的方法研究生物学只能起很小的作用。
  
  到了19世纪,物理学、化学比较成熟了,生物学实验就有了坚实的基础,因而首先是生理学,然后是细菌学和生物化学相继成为明确的实验性的学科。19世纪80年代,实验方法进一步被应用到了胚胎学,细胞学和遗传学等学科。到了20世纪30年代,除了古生物学等少数学科,大多数的生物学领域都因为应用了实验方法而取得新进展。
  
  实验方法当然包含着对研究对象进行某种处理,然而更重要的则是它的思维方式。用实验的方法研究某一生命过程,要求根据已有事实提出假说,并根据假说推导出一个可以用实验检验的预测,然后进行实验,如果实验结果符合预测,就说明假说是正确的。在这里,假说必须是可以用实验加以验证的,而且只有经过实验的检验,假说才可能上升为学说或理论。实验方法的使用大大加强了研究工作的精确性。19世纪以来,实验方法成为生物学主要的研究方法后,生物学发生巨大变化,成为精确的实验科学。
  
  20世纪,实验方法获得巨大发展,然而单纯观察或描述方法,仍然是生物学的基本研究方法。生物体具有多层次的复杂的形态结构。每一个历史时期都有形态描述的任务。20世纪30年代出现了电子显微镜,使观察和描述深入到超微世界。人们通过电子显微镜看到了枝原体和病毒,也看到了细胞器的超微结构。由于细胞是生命的最小单位,是生命活动的最小的系统,因而揭示它构造上的细节,对揭示生命的本质具有重大的意义。
  
  比较的方法在20世纪也有新的进展,它已经不限于生物体的宏观形态结构的比较,而是深入到不同属种的蛋白质、核酸等生物大分子化学结构的比较,如不同物种的细胞色素 C的化学结构的测定和比较。根据其差异程度可以对物种的亲缘关系给出定量的估计。
  
  生物学实验技术在20世纪突飞猛进。随着现代物理学、化学的发展,生物学新的实验方法纷纷出现。层析、分光光度法、电泳、超速离心、同位素示踪、X 射线衍射分析、示波器、激光、电子计算机等相继应用于生物学研究。细胞培养、细胞融合、基因操作、单克隆抗体、酶和细胞固定化以及连续发酵等新技术纷纷建立,使生物学实验中对条件的控制更为有效、严格,观察和测量更为精密,这就有可能详尽地探索生物体内物质的、能的和信息的动态过程。生物学实验技术的发展使生物学取得一系列辉煌的成就。由新型的实验技术发展而来的生物工程,包括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程,已经成为当代新技术革命的重要内容。
  
  实验研究往往带有分析的性质。生物学实验分析已经深入到分子的层次,生物大分子本身并不具有生命属性,只有这些生物大分子形成细胞这样复杂的系统,才表现出生命的活动。没有活的分子,只有活的系统。在每一个层次上,新的生物学规律总是作为系统的和整体的规律而出现的。对于生物学来说,既需要有精确的实验分析,又需要从整体和系统的角度来观察生命。1924~1928年L.von贝塔兰菲提出系统论思想,认为一切生物是时空上有限的具有复杂结构的一种自然系统。1932~1934年,他提出用数学和数学模型来研究生物学。半个世纪以来,系统论取得了很大发展,涌现出许多定量处理系统问题的数学理论。生物学也积累了大量关于各个层次生命系统及其组成成分的实验资料。今天,对生命系统的规律作出定量的理论研究已经提到日程上来,系统论方法将作为新的研究方法而受到人们的重视。  
       

分科


  生物学的分支学科各有一定的研究内容而又相互依赖、互相交叉。此外,生命作为一种物质运动形态,有它自己的生物学规律,同时又包含并遵循物理和化学的规律。因此,生物学同物理学、化学有着密切的关系。生物分布于地球表面,是构成地球景观的重要因素。因此,生物学和地学也是互相渗透、互相交叉的。
  
  早期的生物学主要是对自然的观察和描述,是关于博物学和形态分类的研究。所以生物学最早是按类群划分学科的,如植物学、动物学、微生物学等。由于生物种类的多样性,也由于人们对生物学的了解越来越多,学科的划分也就越来越细,一门学科往往要再划分为若干学科,例如植物学可划分为藻类学、苔藓植物学、蕨类植物学等;动物学划分为原生动物学、昆虫学、鱼类学、鸟类学等;微生物不是一个自然的生物类群,只是一个人为的划分,一切微小的生物如细菌以及单细胞真菌、藻类、原生动物都可称为微生物,不具细胞形态的病毒也可列入微生物之中。因而微生物学进一步分为细菌学、真菌学、病毒学等。
  
  按生物类群划分学科,有利于从各个侧面认识某一个自然类群的生物特点和规律性。但无论具体对象是什么,研究课题都不外分类、形态、生理、生化、生态、遗传、进化等方面。为了强调按类型划分的学科已经不仅包括形态、分类等比较经典的内容,而且包括其他各个过程和各种层次的内容,人们倾向于把植物学称为植物生物学,把动物学称为动物生物学。
  
  生物在地球历史中有着40亿年左右的发展进化历程。大约有1500万种生物已经绝灭,它们的一些遗骸保存在地层中形成化石。古生物学专门通过化石研究地质历史中的生物,早期古生物学多偏重于对化石的分类和描述,近年来生物学领域的各个分支学科被引入古生物学,相继产生古生态学、古生物地理学等分支学科。现在有人建议,以广义的古生物生物学代替原来限于对化石进行分类描述的古生物学。
  
  生物的类群是如此的繁多,需要一个专门的学科来研究类群的划分,这个学科就是分类学。林奈时期的分类以物种不变论为指导思想,只是根据某几个鉴别特征来划分门类,习称人为分类。现代的分类是以进化论为指导思想,根据物种在进化上的亲疏远近进行分类,通称自然分类。现代分类学不仅进行形态结构的比较,而且吸收生物化学及分子生物学的成就,进行分子层次的比较,从而更深刻揭示生物在进化中的相互关系。现代分类学可定义为研究生物的系统分类和生物在进化上相互关系的科学。
  
  生物学中有很多分支学科是按照生命运动所具有的属性、特征或者生命过程来划分的。
  
  形态学是生物学中研究动、植物形态结构的学科。在显微镜发明之前,形态学只限于对动、植物的宏观的观察,如大体解剖学、脊椎动物比较解剖学等。比较解剖学是用比较的和历史的方法研究脊椎动物各门类在结构上的相似与差异,从而找出这些门类的亲缘关系和历史发展。显微镜发明之后,组织学和细胞学也就相应地建立起来,电子显微镜的使用,使形态学又深入到超微结构的领域。但是形态结构的研究不能完全脱离机能的研究,现在的形态学早已跳出单纯描述的圈子,而使用各种先进的实验手段了。
  
  生理学 是研究生物机能的学科,生理学的研究方法是以实验为主。按研究对象又分为植物生理学、动物生理学和细菌生理学。植物生理学是在农业生产发展过程中建立起来的。生理学也可按生物的结构层次分为细胞生理学、器官生理学、个体生理学等。在早期,植物生理学多以种子植物为研究对象;动物生理学也大多联系医学而以人、狗、兔、蛙等为研究对象;以后才逐渐扩展到低等生物的生理学研究,这样就发展了比较生理学。
  
  遗传学 是研究生物性状的遗传和变异,阐明其规律的学科。遗传学是在育种实践的推动下发展起来的。1900年孟德尔的遗传定律被重新发现,遗传学开始建立起来。以后,由于T.H.摩尔根等人的工作,建成了完整的细胞遗传学体系。1953年,遗传物质DNA分子的结构被揭示,遗传学深入到分子水平。现在,遗传信息的传递、基因的调控机制已逐渐被了解,遗传学理论和技术在农业、工业和临床医学实践中都在发挥作用,同时在生物学的各分支学科中占有重要的位置。生物学的许多问题,如生物的个体发育和生物进化的机制,物种的形成以及种群概念等都必须应用遗传学的成就来求得更深入的理解。
  
  胚胎学 是研究生物个体发育的学科,原属形态学范围。1859年达尔文进化论的发表大大推动了胚胎学的研究。19世纪下半叶,胚胎发育以及受精过程的形态学都有了详细精确的描述。此后,动物胚胎学从观察描述发展到用实验方法研究发育的机制,从而建立了实验胚胎学。现在,个体发育的研究采用生物化学方法,吸收分子生物学成就,进一步从分子水平分析发育和性状分化的机制,并把关于发育的研究从胚胎扩展到生物的整个生活史,形成发育生物学。
  
  生态学 是研究生物与生物之间以及生物与环境之间的关系的学科。研究范围包括个体、种群、群落、生态系统以及生物圈等层次。揭示生态系统中食物链、生产力、能量流动和物质循环的有关规律,不但具有重要的理论意义,而且同人类生活密切相关。生物圈是人类的家园。人类的生产活动不断地消耗天然资源,破坏自然环境。特别是进入20世纪以后,由于人口急剧增长,工业飞速发展,自然环境遭到空前未有的破坏性冲击。保护资源、保持生态平衡是人类当前刻不容缓的任务。生态学是环境科学的一个重要组成成分,所以也可称环境生物学。人类生态学涉及人类社会,它已超越了生物学范围,而同社会科学相关联。
  
  生命活动不外物质转化和传递、能的转化和传递以及信息的传递三个方面。因此,用物理的、化学的以及数学的手段研究生命是必要的,也是十分有效的。交叉学科如生物化学、生物物理学、生物数学就是这样产生的。
  
  生物化学 是研究生命物质的化学组成和生物体各种化学过程的学科,是进入20世纪以后迅速发展起来的一门学科。生物化学的成就提高了人们对生命本质的认识。生物化学和分子生物学的内容有区别,但也有相同之处。一般说来,生物化学侧重于生命的化学过程、参与这一过程的作用物、产品以及酶的作用机制的研究。例如在细胞呼吸、光合作用等过程中物质和能的转换、传递和反馈机制都是生物化学的研究内容。分子生物学是从研究生物大分子的结构发展起来的,现在更多的仍是研究生物大分子的结构与功能的关系、以及基因表达、调控等方面的机制问题。
  
  生物物理学 是用物理学的概念和方法研究生物的结构和功能、研究生命活动的物理和物理化学过程的学科。早期生物物理学的研究是从生物发光、生物电等问题开始的,此后随着生物学的发展,物理学新概念,如量子物理、信息论等的介入和新技术如 X衍射、光谱、波谱等的使用,生物物理的研究范围和水平不断加宽加深。一些重要的生命现象如光合作用的原初瞬间捕捉光能的反应,生物膜的结构及作用机制等都是生物物理学的研究课题。生物大分子晶体结构、量子生物学以及生物控制论等也都属于生物物理学的范围。
  
  生物数学 是数学和生物学结合的产物。它的任务是用数学的方法研究生物学问题,研究生命过程的数学规律。早期,人们只是利用统计学、几何学和一些初等的解析方法对生物现象做静止的、定量的分析。20世纪20年代以后,人们开始建立数学模型,模拟各种生命过程。现在生物数学在生物学各领域如生理学、遗传学、生态学、分类学等领域中都起着重要的作用,使这些领域的研究水平迅速提高,另一方面,生物数学本身也在解决生物学问题中发展成一独立的学科。
  
  有少数生物学科是按方法来划分的,如描述胚胎学、比较解剖学、实验形态学等。按方法划分的学科,往往作为更低一级的分支学科,被包括在上述按属性和类型划分的学科中。
  
  生物界是一个多层次的复杂系统。为了揭示某一层次的规律以及和其他层次的关系,出现了按层次划分的学科并且愈来愈受人们的重视。
  
  分子生物学 是研究分子层次的生命过程的学科。它的任务在于从分子的结构与功能以及分子之间的相互作用去揭示各种生命过程的物质基础。现代分子生物学的一个主要分科是分子遗传学,它研究遗传物质的复制、遗传信息的传递、表达及其调节控制问题等。
  
  细胞生物学 是研究细胞层次生命过程的学科,早期称细胞学是以形态描述为主的。以后,细胞学吸收了分子生物学的成就,深入到超微结构的水平,主要研究细胞的生长、代谢和遗传等生物学过程,细胞学也就发展成细胞生物学了。
  
  个体生物学 是研究个体层次生命过程的学科。在复式显微镜发明之前,生物学大都是以个体和器官系统为研究对象的。研究个体的过程有必要分析组成这一过程的器官系统过程、细胞过程和分子过程。但是个体的过程又不同于器官系统过程、细胞过程或分子过程的简单相加。个体的过程存在着自我调节控制的机制,通过这一机制,高度复杂的有机体整合为高度协调的统一体,以协调一致的行为反应于外界因素的刺激。个体生物学建立得很早,直到现在,仍是十分重要的。
  
  种群生物学 是研究生物种群的结构、种群中个体间的相互关系、种群与环境的关系以及种群的自我调节和遗传机制等。种群生物学和生态学是有很大重叠的,实际上种群生物学可以说是生态学的一个基本部分。
  
  以上所述,还仅仅是当前生物学分科的主要格局,实际的学科比上述的还要多。例如,随着人类的进入太空,宇宙生物学已在发展之中。又如随着实验精确度的不断提高,对实验动物的要求也越来越严,研究无菌生物和悉生态的悉生生物学也由于需要而建立起来。总之,一些新的学科不断地分化出来,一些学科又在走向融合。生物学分科的这种局面,反映了生物学极其丰富的内容,也反映了生物学蓬勃发展的景象。 

生物学主要分支


  动物学领域:动物学动物生理学解剖学胚胎学神经生物学发育生物学昆虫学行为学组织学
  植物学领域:植物学植物病理学藻类学植物生理学
  微生物和免疫学领域:微生物学免疫学病毒学。 
  生物化学领域:生物化学蛋白质力学糖类生化学脂质生化学代谢生化学
  演化和生态学领域:古生物学演化论演化生物学生物分类学系统分类学生态学生物分布学
  现代生物技术学领域:生物技术学基因工程酵素工程学生物工程代谢工程学基因体学
  细胞和分子生物学领域:细胞学分子生物学遗传学
  生物和物理学领域:生物物理学结构生物学生医光电学医学工程
  生物和医学领域:感染性疾病毒理学放射生物学癌生物学
  生物和信息领域:生物信息学生物数学仿生学系统生物学
  环境和生物学领域:大气生物学生物地理学海洋生物学淡水生物学
         

研究生物学的意义


    生物与人类生活的许多方面都有着非常密切的关系。生物学作为一门基础科学,传统上一直是农业和医学的基础,涉及种植业、畜牧业、养殖业、医疗、制药、卫生等等。随着生物学理论与方法的不断进步,它的应用领域也在不断扩大。现在,生物学的影响已经扩展到食品、化工、环境保护、能源、冶金等方面。如果考虑仿生学的因素,它还影响到了机械、电子技术、信息技术等等诸多领域的发展。(来源:大众科普网)

生物学年谱


公元前~公元元年

  传说公元前2800年前,埃及人制作木乃伊时,先对内脏作解剖处理。

  据《大戴礼记·夏小正》,中国夏朝已有关于动物习性的记载。

  据河南安阳殷墓出土的蚕绢,表明在公元前1200年前,中国劳动人民已经驯养家蚕,利用蚕丝织成丝绢。

  公元前1000年左右,中国周朝《诗经》上记有植物名称一百余种,动物名称二百多种。

  据《周礼》,中国周朝时,已把生物分为动、植物二大类,并将动植物各分为五类。

  公元前640年,古希腊人泰勒斯认为水是万物之源,生命来源于水,并依赖于水。

  公元前七至六世纪,古希庸人间那克西曼德提出生命起源于泥泽之说。

  公元前六世纪,进行人体解剖,指出脑是思想和感觉器官 (古希腊 阿尔克梅翁)。

  公元前五世纪,医学力图摆脱迷信,重视自然疗法。古希腊人柯斯的希波克拉底研究了病危时的情态,提出四体液说。

  公元前五世纪,提出四元素理论(火、气、水、土),认为它们的结合和分离是爱和憎所引起。发现了耳蜗。指出皮肤可进行呼吸。首次提出血液流出流进说,并认为心脏是中心 (古希腊 恩培多克勒)。

  公元前384一前322年,提出“隐得来希”的生机论。发表《动物自然史》《动物结构学》、《动物发生学》、《论灵魂》等书。记载了五百多种动物(古希腊 亚里土多德)。

  公元前372,发表《植物志》、《植物起源》等书,标志植物学的创始。提出理性位于脑的观点。(古希腊 狄奥弗拉斯图)

  据《山海经》,中国公元前四世纪左右的战国时代,以有近百种药物的记载。

  公元前四世纪左右,中国战国时代的《扁鹊难经》有人体解剖、人体生理、病理、疗法等记载,还提及气血循环理论。

  公元前四世纪,中国战国时代的《内经》已有气血循环等生理现象的记载和尸体解剖的知识。

  公元前258一前257年,从事比较解剖学和病理解剖学最早的研究(古希腊 埃拉西斯特拉托)。

  公元前三世纪,进行人体解剖,改良解剖技术与用语(古希腊 希罗费罗)。

  公元前三世纪,中国《尔雅》注释了诗经中的草木虫鱼鸟兽之名。

  公元前二世纪,与希波克拉底的体液学说相对立,将原子论应用于医学(罗马 阿斯克勒必阿德)。

  公元前一世纪,前汉后期的《汜胜之书》,是我国现存最早的一部农书,总结了我国古代旱地农业耕作知识和多种农作物的丰产技术(中国 汜胜之)。


公元元年~公元1000年

  25至220年,中国《神农本草经》中记载有365种药物。

  一世纪,《药剂学》五卷问世。该书集古希腊人药物和应用植物学之大成(古希腊 底奥斯柯里德)。

  二世纪西汉时,指出大麻有雌雄的区别(中国 崔实)。

  二世纪,医学家盖仑在解剖、生理、胚胎、病理、医疗、药物等领域均有新发现,著述也很多(罗马 盖仑)。

  三世纪初,汉末华佗发明麻醉剂麻沸散,在麻醉状态下进行外科手术(中国 华佗)。

  四世纪,著作医学百科辞典七十卷,与宗教迷信进行了斗争(古希腊 奥勒巴西奥斯)。

  晋代的《竹谱》是最早的植物专谱(中国 戴凯之)。

  304年,晋代的《南方草木状》中,分草、木、果、竹四章,列举华南植物79种,是我国最早的地方植物志。书中并有生物防治的记载(中国 嵇含)。

  五,六世纪,后魏时的《水经注》内有鱼化石的记载(中国 郦道元)。

  六世纪,六朝的《本草经集注》中,记有七百二十多种药物的特性(中国 陶弘景)。

  六世纪,北魏的《齐民要术》中提到豆科植物肥田的事实——即根瘤菌的作用(中国 贾思勰)。

  据传七、八世纪,中国唐朝托名郭橐驼著《种树书》中,记有很多嫁接的方法。

  七世纪,唐朝《千金方》中记有脚气病的症状和疗法,以及用龟甲治软骨病,用羊猪肝煮汁治夜盲症等药方(中国 孙思邈)。

  八世纪,唐朝《本草拾遗》中记载有很多药物知识(中国 陈藏器)。

  八世纪,研究了羊、马、骆驼、野生动物和人体的生物学特性(阿拉伯 阿尔·阿斯密)。

  九世纪,根据希腊和印度的知识写成《医学大百科辞典》,被认为是医疗化学的先驱(阿拉伯 阿尔·拉兹)。

  九到十世纪,唐朝《酉阳杂俎》中已有涉及动物逃避敌害的方法(中国 段成式)。

  十世纪,宋朝的《铜人针灸经》中,认为从夏商起就有针灸疗法(中国 王维德)。

  十世纪,宋朝的《菊谱》中指出,变异可形成生物的新类型,并记有35个菊花品种(中国 刘蒙)。

  十世纪,《医学经典》一书对以后六个世纪影响很深(阿拉伯 伊本,西拿)。


公元1000年~公元1800年

  十一世纪,发表《眼科医学宝典》三卷,载有眼的解剖等内容(阿拉伯 阿里·伊本·爱萨)。

  1078—1085年,宋朝的《埤雅》中,对265种动植物作了解释(中国 陆佃)。

  1163年,中国宋朝已开始金鱼家化的遗传研究。

  十三世纪,宋朝发表《洗冤录》,内容是尸体检验的各种方法,是一部较早的法医著作(中国 宋慈)。

  1270年,宋代的《尔雅翼》中,有生物界生存竞争的记载 (中国 罗顾)。

  中国宋代的《农桑辑要》中,已有人工选择的方法和事例。

  十三世纪,元朝的《农书》中,提出生物适于生长的地区因种类、本性不同而异的学说(中国 王桢)。

  1406年,明代的《救荒本草》中,对许多种植物作了简要说明,并画出了414种植物的图(中国 朱(木肃))。

  明朝刊行的《国脉民天》中,提及人工选择的原理(中国

  耿荫楼)。

  1493年,意大利人达·芬奇模仿鸟的结构,首次设计各种飞行器。

  十五世纪末,绘制了一些比较详细的人体解剖图(意大利 达·芬奇)。

  1543年,比利时人韦萨利的《人体机构》一书,批判了盖仑的解剖学。

  1555年,首次将鸟类骨骼和人体骨骼作了比较,由此开创比较解剖学(法国 贝朗)。

  1596年,明代《本草纲目》出版,书中记有药物1892种,附图1126幅,是科学上的重要典籍(中国 李时珍)。

  1596年,明代《闽中海错疏》中有海中无脊椎动物的记载 (中国 屠本睃)。

  十七世纪,明朝《农政全书》中,指出植物应天时而种植的重要性(中国 徐光启)。

  1628年,发表《心血运动论》,发现血液循环(英国 哈维)。

  清朝康熙年间出版《康熙几暇格物论》,内有早已灭绝的古代毛象的记载(中国 爱新觉罗·玄烨)。

  1660—1678年,研究燃烧和呼吸对于空气的影响(英国 波义耳)。

  1665年,制成显微镜,观察到植物细胞,首次提出细胞的概念(英国 胡克)。

  1675—1683年,用显微镜首次发现了轮虫、滴虫和细菌 (荷兰 列文虎克)。

  1688年,清朝的《花镜》中指出植物随气温而变异,并记有植物嫁接法(中国 陈昊)。

  1694年,在欧洲第一次证实植物是有性别的(德国 卡默拉留斯)。

  1713年,开展了胃液消化作用的研究(法国 罗默)。

  1727年,出版《植物静力学》,1733年出版《动物静力学》,将力学实验法导入生理学(英国 哈尔斯)。

  1742年,中国清代出版《授时通考》,是有关农业,园艺及工业的重要著作,内有栽培植物的考证。

  1742年,清代《巨田编》,有人工选择的记载(中国 帅念祖)。

  1753年,提出植物碳素营养的概念(俄国 罗蒙诺索夫)。

  1753年,发表《自然系统》,确定双名命名法(瑞典 林奈)。

  1757—1766年,出版《人体生理学纲要》,奠立近代生理学,提出应激性学说(瑞士 冯·哈勒)。

  1759年,出版《发生的理论》,创立胚胎发育的后成学说(俄籍德国人 沃尔弗)。

  1765年,否定生命起源的自然发生说。并在1768年,首次以蝾螈为材料,进行了动物的再生实验(意大利 斯巴兰让尼)。

  1771年,首次观察到老鼠在有绿色植物的密闭钟罩内可延长生命,发现植物呼出氧气的现象(英国 普利斯特利)。

  1775年,发表《人类的先天差异》,建立人类学(德国 布鲁门巴哈)。

  1775年,根据头颅、面形,分人类为五大类型,开创体质人类学的研究(德国 布鲁门巴哈)。

  1779年,发表(1773年发现)只有植物的绿色部分在日光下才能净化空气(荷兰 英根·浩斯)。

  1780年,发明切片机,提供了显微观察生物组织的技术条件(美国 埃·亚当斯等)。

  1782年,确定植物吸入二氧化碳,呼出氧气的交换现象及其作用(瑞士 辛尼比涅)。

  1784年,发现人类中腭骨,证明人在生物学上属于哺乳动物(德国 歌德)。

  1787—1838年,进行了植物体有机物代谢和运转的研究(英国 奈特)。

  1790年,描述了植物器官的变态现象(德国 歌德)。

  十八世纪末,创立组织学(体素学)(法国 毕夏)。


公元1800年~1899年

  1801—1805年,发表《比较解剖学》讲义(法国 居维叶)。

  1749—1804年,发表《自然史》共44卷,提出物种是变化的观点,并注意到器官退化等现象(法国 布丰)。

  1804年,实验证明植物生长所需的碳来自空气中的二氧化碳,推翻过去认为来自土壤的看法,从纯水长大的植物证明植物中的无机物是来自土壤(法国 尼·索修尔)。

  1809年,《动物哲学》一书发表,提出了关于生物进化的学说,与当时占统治地位的生物不变论进行不调和的斗争(法国 拉马克)。

  1819年,发表《自然分类学基本原理》一书,提出在生物学中采用自然分类法(瑞土 德·堪多)。

  1828年,发表《动物的发育》一书,创立著名的“冯·贝尔法则”,提出胚层学说(俄籍德国人 冯·贝尔)。

  1830年,清代发表《医林改错》,在观察尸体的基础上,对古代的人体解剖图作了更正(中国 王清任)。

  1830年,《动物哲学的原则》出版,认为外界环境的变异直接影响动物器官的变异(法国 圣提雷尔)。

  1831年,首先发现细胞核(英国 罗·布朗)。

  1831一1836年,达尔文乘“贝格尔号”军舰作环球考察旅行,对他后来建立生物进化论有很大意义(英国 查·达尔文)。

  1832年,发表《人体生理学》,系统地总结与叙述了当时人体生理学的成就,并对神经和感官的功能提出了“特殊能量学说”(德国 约·缪勒)。

  1835—1839年,记载了细胞的有丝分裂过程(德国 冯·摩尔)。

  1838—1839年,提出“细胞学说”,即植物、动物均有细胞组成的细胞理论(德国 施莱登、许旺)。

  1840年,提出表征头型特征的指数,并对各种头型进行命名(瑞典 辣齐乌斯)。

  1840年,清代《植物名实图考》,按实物绘图,为我国十九世纪主要的植物著作(中国 吴其浚)。

  1841年,发现农作物中碳、氢、氧、氮含量总大于肥料中这些元素的含量,而豆科植物含氮更大于肥料;而作物中无机盐含量总小于肥料中含量,从而认识到作物和肥料之间的一定关系(法国 鲍辛高儿特)。

  1850—1855年,发现肝脏有合成肝糖的功能,并分离出肝糖(法国 贝尔纳)。

  1855年,结合症状观察病人的肾上腺皮质,开始了临床内分泌学的研究(英国 阿迪生)。

  1855年,认识到除豆科植物外,所有植物需要的肥料中应含氮,从而发现了自然界氮的循环。化肥已获广泛应用(英国 劳维斯)。

  1857年,在德国杜赛尔道夫附近发现古人尼安德脱人的化石(德国 富洛特)。

  1857年,证明乳酸发酵是微生物引起的(法国 巴斯德)。

  1858年,创立细胞病理学理论(德国 魏尔啸)。

  1858年,分别提出“自然选择”理论,认为物种进化是在自然选择的基础上实现的(英国 查·达尔文、华莱士)。

  1859年,发表《物种起源》,奠定了达尔文进化论的基础。(英国 查·达尔文)。

  1859年,发现血管运动神经(法国 贝尔纳)。

  1861年,发现原生质是生命的物质基础,创立了原生质学说(德国 舒尔兹)。

  1861年,发现大脑皮层上的语言区,并创制了多种人体测量仪器(法国 布洛卡)。

  1862年,发现叶绿体中的淀粉粒是光合作用的第一个可见产物。并发表《植物实验生物学手册》,在植物生理学的发展中引起了重要影响(德国 萨克斯)。

  1863年,出版《大脑反射》,认为一切意识活动都是神经的反射活动(俄国 谢切诺夫)。

  1863年,发表《人类在自然界的位置》一书,明确论证了人是猿猴进化而来的观点(英国 托·赫胥黎)。

  1864年,用实验批判了反科学的生命“自然发生说”,提出机械的生命只能来自生命的“生源论”。确立消毒灭菌方法,对医疗卫生、轻工业生产具有很大价值(法国 巴斯德)。

  1866年,发表《植物杂交试验》一文,提出遗传学的两个基本定律 (奥地利 孟德尔)。

  发表重演论,又叫生物发生律,为生物进化提供有力证据 (德国 海克尔)。

  1868年,在法国发现旧石器时代化石智人——克罗马努人(法国铁路工人发现,由拉特德检定)。

  1869年,从绷带浓血中分离出去氧核糖核酸即DNA(瑞士 米歇)。

  1869年,研究了胰脏的结构,发现了无管腺体——胰岛(德国 朗格汉斯)。

  1871年,发表《人类原始及类择》一书,以大量材料进一步论证人来源于猿,并提出性选择在从猿到人过程中的作用(英国 查·达尔文)。

  1871年,出版《人体测量学》一书,为人体测量法开辟新道路(比利时 格特勒)。

  1872年,提出氧化是发生在组织中而不是在血液中的概念(德国 浦弗留格)。

  1874年,出版《我们的身体形式》一书。该书就人体胚胎的形态变化提出机械的解释(德国 海斯)。

  1875年

    首次描述了细胞里的染色体(德国 斯脱劳伯格)。

  证明受精作用是精、卵的胞核的结合(德国 赫脱维奇)。

  发现了脑中的微电流,成为生物物理研究脑的基础,并引起了电生理技术的发展(美国 卡顿)。

  1877年,发表《日光杀菌的研究》,是放射微生物学的萌芽(英国 唐斯、布伦特)。

  1878年,发表《关于创伤传染病病因的研究》,提出各种传染病均由一定病原菌引起(德国 柯赫)。

  1881年,采用病原菌毒素的接种法防治一些疾病,开创了医学上的免疫学(法国 巴斯德)。

  1883年,第一次报告染色体的遗传连续性原理,及在性细胞形成时染色体出现减数现象(比利时 范贝纳登)。

  1884—1885年,证实细胞核是遗传的基础(德国 赫脱维奇、斯特劳伯格、克里克尔、魏斯曼)。

  1884年,确定日光是提供绿色植物进行光合作用的能源,并证明在光能转化为生物能过程中叶绿素起着重要作用,从而说明整个生物界的能量主要来自日光(俄国 季米里亚捷夫)。

  1888年,在高等动物和人体内发现吞噬现象,提出吞噬细胞学说,指出吞噬细胞在炎症过程中起着防御机体的作用(俄国 梅契尼科夫)。

  1890年,发现微生物的另一大类——自养性微生物,并确定硝化作用是硝化细菌引起的(俄国 维诺格拉茨基)。

  1891年,在爪哇发现直立猿人化石(荷兰 杜波瓦)。

  1892年,出版《种质论》,提出种质和体质的概念和种质连续学说 (德国 魏斯曼)。

  1892年,发表有关烟草花叶病的论文,首次发现病毒(俄国 伊凡诺夫斯基)。

  1894年,发表了一系列生物统计学的论文,奠定生物统计学的基础(英国 毕尔生)。

  1895年,首次发现X射线会引起皮肤炎(美国 格拉布斯)。

  1896年,发现甲状腺是含碘的组织,从而获得治甲状腺机能失调的方法(法国 卡莱特)。

  1896年,发现放射线对活组织的作用(法国 昂·贝克勒尔)。

  1897年,从磨碎的酵母中分离出一种酵素,开创了酶的研究(德国 布希纳)。


公元1900年~1960年

    1900年

  荷兰科学家德弗里斯、德国科学家科伦斯、奥地利科学家丘歇马克,重新发现了孟德尔原理,开始了西方现代遗传学的研究。

  奥地利科学家兰斯坦纳,发现人类的A、B、O血型,建立了血液分类学的基础。

  俄国科学家巴浦洛夫,提出条件发射学说。

  俄国科学家米丘林,通过驯化、杂交等方法,创造了300多种果树新品种(60年内),开始了无性杂交、远缘杂交等研究。

  德国科学家赫脱维奇、杜里舒发现海胆受精卵第一次分裂后,将两个胚细胞分开,发现各细胞可以发育成完整的成体。

  美国科学家考尔斯,首次将群落迁移的概念导入生态学。

  英国科学界麦克伦,发现性染色体,表明染色体对遗传学的重要性。

  英国科学界萨顿,确立孟德尔法则的细胞学基础。

  1901年

  荷兰科学家德弗里斯,提出了突变学说,反对达尔文的自然选择学说。

  美国科学家弗朗西斯、威廉,发表了《x射线在医学上的应用》一书,把放射治疗系统化。

  1902年

  德国科学家尤·伯恩斯坦,提出细胞膜电位理论,以说明生物电现象。

  德国科学家艾贝尔,首次获得结晶肾上腺素。

  德国科学家弗里本,发现放射线能引起癌肿。

  1903年,丹麦科学家威·约翰逊,提出遗传学中的“纯系学说”。

  1904年,美国科学家艾·威尔逊,搞清了器官形成物质存在于卵细胞的植物极内。

  1905年

  英国科学家斯塔林、贝利斯,发现一种无管腺体分泌物定名为荷尔蒙——激素。

  英国科学家布莱克曼,提出光合作用的限制因子律。

  英国科学家哈顿,从失活的酵母在磷酸盐中恢复功能,开始认识磷酸基在生物化学各领域中的重要作用。

  1906年,意大利科学家格尔基和西班牙科学家卡赫尔,第一次详细地描述了神经细胞结构。

  1909年,丹麦科学家威·约翰逊,在《精密遗传学原理》一书中首次提出基因是遗传单位的概念。

  1910年,美国科学家托·摩尔根,研究果蝇的伴性遗传,由此开始摩尔根遗传学派的工作。

  1911年,首先发现鸡肉瘤的无细胞滤液可以引起肿瘤(美国 劳斯)。

  1912年,分离出维生素B结晶,首次提出维生素的概念(波兰 丰克)。

  1914年,首次获得甲状腺素结晶,后十年确定其结构为含大量碘的氨基酸(美国 肯德尔)。

  1915—1917年,发现细菌中可传播的溶解作用,由此发现噬菌体(加拿大 托特,法国 铎埃雷)。

  1917年,发表《生命的起源和进化》,根据古生物学的观点提出定向进化理论(美国 奥斯本)。

  1918年

    在蝾螈原肠胚的交换移植实验中发现胚胎学上的“组织者”,对胚胎发育起诱导作用,描述了两栖类背唇部位“组织者”的效应(德国 斯佩曼)。

  发现人工单性生殖,用简单的化学刺激代替精子,引起海胆卵的发育(美籍德国人 吕勃)。

  1919年

  发现人种不同血型的分布也不同(德国 赫尔兹费尔特)。

  发明“瓦氏呼吸器”,对生理生化的研究有很大促进(德国 瓦勃)。

  1920年

  发现植物的光周期现象(美国 加纳、阿拉德)。

  提出氧分子的激活是生物氧化的见解(德国 瓦勃)。

  发明通过酸化的途径,贮藏新鲜饲料不变质的方法(芬兰 威尔坦能)。

  1922年

  发表《筋肉收缩的化学及新量论》,开创了细胞生理代谢的研究工作(英国 阿·希尔,美籍德国人 迈耶霍夫)。

  提取出胰岛素(加拿大 班丁、白斯特)。

  1924年

  创立数理群体遗传学(英国 荷尔登)。

  首次提取出植物激素(苏联 赫洛特内,荷兰 范恩脱)。

  1925年

  发现第一个南方古猿的化石(南非 达特)。

  发现细胞色素,并指出其在活组织生物氧化过程中起电子传递作用(英国 凯林)。

  1926年

  发现赤霉素(日本 黑泽)。

  首次制成结晶的尿素酶,开辟了酶化学发展的道路(美国 萨姆纳)。

  发表《基因论》,使基因遗传理论系统化(美国 托·摩尔根)。

  1927年

  分别用果蝇和玉米为材料,第一次利用射线人工诱发突变(美国 赫·穆勒、斯塔德勒)。

  开始发掘中国猿人——“北京人”,1929年12月2日发现了第一个完整的头盖骨(中国 裴文中等)。

  1928年,提出植物阶段发育理论(苏联 李森科)。

  1929年

  在北京周口店,发现“新人’——“山顶洞人”的化石(中国 裴文中等)。

  发现有杀菌作用的青霉素但尚未医用(英国 亚·弗来明)。

  第一次记录人的脑电图(德国 贝格)。

  发现三磷酸腺苷(ATP)(德国 罗曼)。

  1931年,开始研究呼吸时酶的活动和作用(德国 瓦勃)。

  1932年,提出“团聚体”概念,后为苏联奥巴林探讨生命起源时引用(荷兰 德·容)。

  1935年,首次提纯烟草花叶病毒,并获得病毒体的结晶体,确认病毒能在细胞中再生(美国 斯坦来,英国 鲍登)。

  1937年,发现三羧基循环即Krebs循环(英籍德国人 克勒勃斯)。

  1938年

  发现在铁盐液中叶绿体在光照时的放氧反应,从此开始了细胞外离体的光合作用研究(英国 儿·希尔)。

  分得第一个用于医药的短杆菌素,开始重视青霉素等类似物用于医药(美籍德国人 杜波斯)。

  1940年,发现Rh血型因子(奥地利 兰德斯坦勒等)。

  1941年,发现三磷酸腺苷(ATP)的高能键在生物体碳水化合物代谢过程中所起的重要作用,认为ATP是生命体的能源(德国 弗·李普曼)。

  1943年

  发表《遗传性及其变异性》(苏联 李森科)。

  利用罗素的逻辑工具,建立人脑的神经网络理论(美国 麦克卡洛、匹茨)。

  1944年

  首次测定神经纤维直径与传导速度的关系,并据此对神经纤维进行分类(美国 厄朗格、改瑟)。

  用肺炎双球菌的转化实验,第一次证明了遗传的物质基础是脱氧核糖核酸(DNA)(加拿大 爱威瑞)。

  1945年

  提出“一个基因一个酶”的假说,来解释基因在发育中的作用,由此开创生化遗传学和细胞遗传学(美国 比得尔,塔特姆、莱德伯格)。

  发现细菌可以杂交(美国 莱德伯格)。

  1947—1951年,发现控制碳水化合物转为脂肪的乙酰辅酶A,是阐明人体中三羧酸循环化学机制的进展(美籍德国人 弗·李普曼)。

  1948年,用碳14阐明植物中二氧化碳的同化作用,到1957年进而提出光合作用的蓝图(美国 加尔文)。

  1949年,试验半胱氨酸对辐射防护的效应(美国 帕特)

  1950年,提出“新种”可由旧种突然形成的见解,引起生物学界的一场争论(苏联 李森科)。

  1952年,发现病毒的核酸部分对感染起主要作用(美国 赫希、恰赛)。

  1953年

  首次进行了生命起源的模拟试验,通过水、氨、甲烷、氢放电,制得简单的氨基酸(美国 斯·米勒)。

  根据维尔肯DNA的X光衍射资料,提出DNA一级双螺旋的分子结构模型(美国 华特森,英国 克里克)。

  揭露1912年英国人陶荪(Dgwson)所“发现”的五十万年前的辟尔当人化石是伪造的(英国 威纳)。

  1954年

  提出视觉感光的化学机理模型,并从而说明夜盲症的起因(美国 乔·瓦尔德)。

  开辟昆虫激素的研究领域(英国 韦格尔瓦兹)。

  首次提出三个核苷酸编成一个遗传密码的“三联密码说” (美籍俄国人 伽莫夫)。

  1955年

  利用变形虫进行核移植试验(美国 丹尼艾利)。

  中国科学院海洋生物研究所首次搞清紫菜生活史,解决人工繁蕴紫菜的孢子来源。

  把烟草花叶病毒的二部分——核糖核酸和蛋白质“拆开’与“装配”,“装配”起来的病毒仍有感染活力(美籍德国人 弗兰克耳·康拉脱,美国 罗·威廉斯)。

  1955—1956年,首次用酶促法人工合成核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)(美籍西班牙人 奥巧阿,美国 孔勃)。

  1956年,用“指纹法”分析蛋白质,发现人类镰刀状红血球贫血症是血红蛋白中单个氨基酸的差异造成的,由此开始了人类分子病和分子进化的研究(英国 英格兰姆)。

  1958年

  中国首次使用针刺麻醉法摘除扁桃腺,开辟生理学和医学研究新领域。

  提出射线引起雄性不育消灭害虫,作为害虫的生物防治的新途径(美国 尼普林)。

  1960年,认为核酸是记忆的物质基础,提出记忆分子假说(瑞典 许登)。

  《生物学通报》为月刊,每月20日出版发行。

    3
    1
    申明:1.中文百科在线的词条资料来自网友(一些人是某学科领域的专家)贡献,供您查阅参考。一些和您切身相关的具体问题(特别是健康、经济、法律相关问题),出于审慎起见,建议咨询专业人士以获得更有针对性的答案。2.中文百科的词条(含所附图片)系由网友上传,如果涉嫌侵权,请与客服联系,我们将及时给予删除。3.如需转载本页面内容,请注明来源于www.zwbk.org

    词条保护申请

  • * 如果用户不希望该词条被修改,可以申请词条保护
    * 管理员审核通过后,该词条会被设为不能修改

    注意:只有该词条的创建者才能申请词条保护

联系我们意见反馈帮助中心免责声明
Copyright © 2010 zwbk.org 中文百科在线 All rights reserved.京ICP证090285号