生物學史(科學史分支)

生物學史是人類從古至今對生命研究的過程。歐洲文藝復興及近代時期，生物學思想被新的經驗主義思想徹底變革並發現了一些新的生物。這次活動中比較突出的是對生理機能進行了實驗和認真觀察的安德雷亞斯·維薩里和威廉·哈維以及開始對生物進行分類和化石記錄的博物學家卡爾·林奈和蒲豐，同時還對有機體的發展和行為進行研究，顯微鏡展示了之前從未看到的世界並為細胞學說打下基礎。

基本介紹

• 中文名：生物學史
• 簡介：人類從古至今對生命研究的過程
• 詞性：名詞
• 分類：學科

科學史分支

基本信息

雖然生物學的概念作為單一領域出現於19世紀，但生物學從傳統醫學起就已經出現，並可以根據自然史追溯到古埃及醫學及希臘羅馬（英語：Greco-Roman world）時代亞里士多德和蓋倫的工作。中世紀時，穆斯林醫生（英語：Islamic medicine）及學者賈希茲（al-Jahiz）、阿維森納、伊本·蘇爾（Ibn Zuhr或Avenzoar）、伊本·貝塔爾（Ibn al-Baitar）及伊本·納菲斯（Ibn al-Nafis）進一步發展。自然神學的重要性不斷增長，在一定程度上回應了機械論（英語：mechanical philosophy）學說的興起，鼓勵了博物學的發展（雖然它也鞏固了目的論的證明（英語：argument from design））。

發展

從18世紀到19世紀，植物學及動物學等生物科學逐漸形成專門的學科。拉瓦錫和其它物理學家開始通過物理和化學方法將有生物的世界和無生命的世界連線起來。探索博物學家如亞歷山大·馮·洪堡調查了生物和他們所在環境之間的關係，這些關係取決於地理，並建立了生物地理學、生態學及動物行為學。博物學家開始否認本質主義並考慮滅絕及物種突變的重要性。細胞學說為生命的基礎提供了新的角度。這些發展以及胚胎學和古生物學，被查爾斯·達爾文綜合到自然選擇的進化論中。19世紀末，自然發生說（英語：spontaneous generation）開始沒落，同時疾病生源說（英語：germ theory of disease）興起，而遺傳的機制仍處於神秘狀態。

20世紀初，對孟德爾的作品的重新發現帶來了托馬斯·亨特·摩爾根和他的學生們的遺傳學的快速發展。到了1930年代，群體遺傳學和自然選擇相結合形成“新達爾文主義”。新的學科得到了快速發展，特別是在沃森和克里克提出DNA的結構之後。隨著分子生物學的中心法則的建立和遺傳密碼的破譯，生物學被明顯地分為有機體生物學（organismal biology）——主要研究生物體及所在的群體—和細胞生物學及分子生物學所在領域。到20世紀末，一些新學科如基因組學和蛋白質組學則打破了這一趨勢，有機體生物學家使用了分子生物學的技術，而分子生物學家和細胞生物學家也調查了基因和環境的關係以及自然生物體的遺傳。

生物學（"biology"）的

語源學

生物學的英文單詞biology由希臘語的βίος (bios)（意為“生命”）加上後綴'-logy'（意為“科學”、“……的知識”或“……的學問”，源自希臘動詞λεγειν, 'legein' = “選擇”或“收集”）合成。現代意義上的術語biology分別由卡爾·弗雷德里希·布達赫（Karl Friedrich Burdach，1800年）、戈特弗里德·萊茵霍爾德·特里維蘭納斯（Gottfried Reinhold Treviranus，《Biologie oder Philosophie der lebenden Natur》，1802年）以及讓-巴普蒂斯特·拉馬克（《Hydrogéologie》, 1802年）獨自使用。而單詞本身在米夏埃爾·克里斯托弗·漢諾夫（Michael Christoph Hanov）於1766年出版的Philosophiae naturalis sive physicae dogmaticae: Geologia, biologia, phytologia generalis et dendrologia的第三卷中作為標題出現。

在生物學（biology）之前，有很多術語被用於動物和植物的研究。博物學（Natural history）指生物學的描述方面，雖然它也包括礦物學和其它非生物領域。從中世紀到文藝復興，博物學的統一框架則是自然階梯（scala naturae）或存在之鏈（英語：Great Chain of Being）。自然哲學（Natural philosophy）和自然神學（natural theology）包含了這一概念及動植物生命的形上學基礎，處理了為什麼生物存在和它們行為的問題，雖然這一主題通常也包括現在的地質學、物理學、化學及天文學。生殖生理學（Physiology）和（植物）藥物學是醫學的範疇。在18世紀和19世紀生物學（biology）一詞之前，植物學（Botany）、動物學（zoology）、以及（在化石的情況下）地質學（geology）取代了博物學（natural history）和自然哲學（natural philosophy）這些詞被廣泛使用.

全部高中生物學史

必修一：

（一）細胞學說的建立和發展過程

1、1543年，比利時的維薩里發表《人體構造》，揭示了人體在器官水平的結構。

2、羅伯特虎克：英國人，細胞的發現者和命名者。1665年，他用顯微鏡觀察植物的木栓組織，發現由許多規則的小室組成，並把“小室”稱為cell——細胞。

3、列文虎克：荷蘭人，他用自製的顯微鏡進行觀察，對紅細胞和動物精子進行了精確的描述。

4、19世紀30年代，德國植物學家施萊登(1804— 1881)和動物學家施旺(1810— 1882)提出了細胞學說，指出細胞是一切動植物結構的基本單位。恩格斯曾把細胞學說譽為19世紀自然科學三大發現之一。

5、魏爾肖：德國人，他在前人研究成果的基礎上，總結出“細胞通過分裂產生新細胞”。

(二)生物膜流動鑲嵌模型的探索歷程

1、1895年，歐文頓發現脂質更容易通過細胞膜。提出假說：膜是由脂質組成的。

2、20世紀初，科學家的化學分析結果，指出膜主要由脂質和蛋白質組成。

3、1925年，兩位荷蘭科學家用丙酮從細胞膜中提取脂質，鋪成單層分子，發現面積是細胞膜的2倍。提出假說：細胞膜中的磷脂是雙層的

4、1959年，羅伯特森在電鏡下看到細胞膜由“暗—亮—暗”的三層結構構成。

提出假說：生物膜是由“蛋白質—脂質—蛋白質”的三層結構構成的靜態統一結構

5、1970年，科學家用螢光標記人和鼠的細胞膜並讓兩種細胞融合，放置一段時間後發現兩種螢光抗體均勻分布。提出假說：細胞膜具有流動性

6、1972年，桑格和尼克森提出生物膜流動鑲嵌模型，強調膜的流動性和膜蛋白分布的不對稱性，並為大多數人所接受。

（三）酶的發現史

1、斯帕蘭札尼：義大利人，生理學家。1783年他通過實驗證實胃液具有化學性消化作用。

2.巴斯德：法國人，微生物學家，化學家，提出釀酒中的發酵是由於酵母菌的存在，沒有活細胞的參與，糖類是不可能變成酒精。

3.、李比希：德國人，化學家。認為引起發酵時酵母細胞中的某些物質，但這些物質只有在酵母細胞死亡並裂解後才能發揮作用。

4、畢希納：德國人，化學家。他從酵母細胞中獲得了含有酶的提取液，並用這種提取液成功地進行了酒精發酵。

5、薩姆納：美國人，化學家。1926年，他從刀豆種子中提取到脲酶的結晶，並用多種方法證明脲酶是蛋白質。榮獲1946年諾貝爾化學獎。

6、20世紀80年代， 美國科學家切赫和奧特曼發現少數RNA也有生物催化作用。

（四）光合作用的發現史

1、1648一1653年，比利時醫生海爾蒙特做了盆栽柳樹稱重實驗，得出植物的重量主要不是來自土壤而是來自水的推論。他沒有認識到空氣中的物質參與了有機物的形成。
2、1771年，英國的普里斯特利發現植物可以恢復因蠟燭燃燒而變污濁的空氣。
3、1773年，荷蘭的英格豪斯證明只有植物的綠色部分在光下才能更新污濁的空氣。
4、1845年，德國的梅耶發現植物把光能轉化成了化學能儲存起來。
5、1864年，德國科學家薩克斯證明光合作用產生了澱粉。

6、1880年，美國生物學家恩格爾曼利用好氧細菌證明氧氣是光合作用的產物。

7、1939年，美國的魯賓和卡門利用同位素O進行示蹤實驗證明光合作用釋放的氧氣來自水。

8、1957年，美國生物學家卡爾文利用放射性同位素標記法，用C標記CO₂發現了卡爾文循環。

必修二 ：

（五）遺傳定律的發現史

1、孟德爾：奧地利人，遺傳學的奠基人。他進行了長達8年的豌豆雜交實驗，通過分析實驗結果，發現了生物遺傳的規律。1866年他發表論文《植物雜交試驗》，提出了遺傳學的分離定律、自由組合定律和遺傳因子學說。

2、詹森：丹麥人，植物學家。1909年，他給孟德爾的“遺傳因子”重新起名為“基因”，並提出了表現型和基因型的概念。

3、魏斯曼：德國人，動物學家。他預言在精子和卵細胞成熟的過程中存在減數分裂過程，後來被其他科學家的顯微鏡觀察所證實。。

4、薩頓：美國人，細胞學家。1903年，他在研究中發現孟德爾假設的遺傳因子的分離與減數分裂過程中同源染色體的分離非常相似，並由此提出了遺傳因子（基因）位於染色體上的假說。

5、摩爾根：美國人，遺傳學家，胚胎學家。他用果蠅做了大量實驗，發現了基因的連鎖互換定律，人們稱之為遺傳學的第三定律。他還證明基因在染色體上呈線性排列，為現代遺傳學奠定了細胞學基礎。

6、18世紀英國著名的化學家和物理學家道爾頓，第1個發現了色盲症，也是第1個被發現的色盲症患者。

（六）遺傳物質的發現史

1.1928年，格里菲思用肺炎雙球菌在小鼠身上進行體內轉化實驗，提出細菌中有轉化因子。

2.1944年，美國科學家艾弗里和同事進行肺炎雙球菌體外轉化實驗，確定轉化因子是DNA。

肺炎雙球菌的轉化實驗證明DNA是遺傳物質、蛋白質不是遺傳物質。

3.1952年，赫爾希和蔡斯進行噬菌體侵染細菌的實驗，證明DNA是遺傳物質。

4.後來，菸草花葉病毒侵染菸草實驗證明RNA也是遺傳物質。

5.通過比較：所以說，DNA是主要遺傳物質。

（七）DNA分子雙螺旋結構的發現史

DNA右手雙螺旋結構是由美國科學家沃森和克里克在1953年發現的。
1、1951年，英國的威爾金斯展示了一張DNA的X射線衍射圖譜。

2、1952年，奧地利生物化學家查哥夫測定了DNA中4種鹼基的含量，發現：腺膘呤與胸腺嘧啶的數量相等，鳥膘呤與胞嘧啶的數量相等。

3、1953年，沃森、克里克調整了鹼基配對方式，製作出了DNA雙螺旋結構分子模型。

4、1962年，沃森、克里克和威爾金斯三人因這一成果而共同獲得了諾貝爾生理學或醫學獎。

5.1962年，沃森、克里克發表了一篇論文，闡明了DNA的半保留複製機制。

6、1957年克里克提出中心法則

7、尼倫伯格和馬太成功破譯了第一個遺傳密碼。

（八）生物進化史

1、拉馬克（1744～1829）：法國人，博物學家，生物進化論的先驅。最先提出了生物進化的學說，認為生物是不斷進化的，生物進化的原因是用進廢退和獲得性遺傳。

2、達爾文（1809～1882）：英國人，博物學家，生物進化論的主要奠基人。1859年，他出版了科學巨著《物種起源》，書中充分論證了生物的進化，並明確提出自然選擇學說來說明進化機理。他創立的進化論的影響遠遠超出了生物學的範圍，它給予神創論和物種不變論以致命的打擊，為辯證唯物主義世界觀提供了有力的武器。

3.後人提出現代生物進化理論

必修三：

（九）內環境與穩態

1、貝爾納（1813～1878）：法國人， 1857年，他提出“內環境”的概念，並推測內環境的恆定主要依賴於神經系統的調節。

2、坎農（1871～1945）：美國人，生理學家。1926年，他提出了“穩態”的的概念，並提出了穩態維持機制的經典解釋：內環境穩態是在神經調節和體液調節的共同作用下，通過機體各種器官、系統分工合作、協調統一而實現的。

3、目前普遍認為：神經——體液——免疫調節網路是機體維持穩態的主要調節機制

動物激素的調節

（十）促胰液素的發現

1、在19世紀，學術界普遍認為：胃酸刺激小腸的神經，神經將興奮傳給胰腺，使胰腺分泌胰液。胰腺分泌胰液為神經調節。

2、法國學者沃泰默的論文，聲稱在小腸和胰腺之間存在著一個頑固的局部反射。實驗是這樣的：（1）直接將稀鹽酸溶液注入狗的上段小腸時，會引起胰液分泌。（2）直接把稀鹽酸溶液注入狗的血液循環，則不能引起胰液分泌。（3）他把實驗狗通向該段小腸的神經全部切除，只保留血管。當把稀鹽酸溶液輸入這段小腸後，仍能引起胰液分泌。但他仍然堅信這個反應是一個頑固的神經反射，因為他認為，小腸的神經是難以切除得乾淨、徹底的。

3、1902年1月。當英國科學家貝利斯和斯他林看到沃泰默的論文，並大膽地跳出"神經反射"這個傳統概念的框框，構想：這可能是一個新現象--"化學調節"。也就是說，在鹽酸的作用下，小腸黏膜可能產生了一個化學物質，當其被吸收入血液後，隨著血流被運送到胰腺，引起胰液分泌。
4.為了證實上述3中的構想，斯他林立即把同一條狗的另一段空腸剪下來，刮下黏膜，加砂子和稀鹽酸研碎，再把浸液中和、過濾，做成粗提取液，注射到同一條狗的靜脈中去，結果，引起了比前面切除神經的實驗更明顯的胰液分泌。這樣，完全證實了他們的構想。他們把這個物質被命名為促胰液素（secretin）。促胰液素便是歷史上第一個被發現的激素。

5、巴甫洛夫：俄國人，生理學家，現代消化生理學的奠基人。1891年開始研究消化生理，在“海登海因小胃”基礎上，他製成了保留神經支配的“巴甫洛夫小胃”，並創造了一系列研究消化生理的慢性實驗方法，揭示了消化系統活動的一些基本規律。為此，他榮獲1904年諾貝爾生理學或醫學獎。20世紀初，他的研究重點轉到高級神經活動方面，建立了條件反射學說。

（十一）植物生長素的發現史

1、1880年，達爾文通過實驗推想，胚芽鞘的尖端可能會產生某種物質，這種物質在單側光的照射下，對胚芽鞘下面的部分會產生某種影響。

2、詹森：丹麥人，植物生理學家。1910年，他通過實驗證明，胚芽鞘頂尖產生的刺激可以透過瓊脂片傳遞給下部。

3、拜爾：匈牙利人，植物生理學家。1914年，他通過實驗證明，胚芽鞘的彎曲生長，是因為頂尖產生的刺激在其下部分布不均勻造成的。

4、溫特：美籍荷蘭人，植物生理學家。1928年，他用實驗證明造成胚芽鞘彎曲的刺激是一種化學物質，他認為這可能是和動物激素類似的物質，並把這種物質命名為生長素。

5、1934年，荷蘭科學家郭葛等人從植物中提取出吲哚乙酸— — 生長素。簡稱IAA

（十二）種群與生態系統研究史

44、高斯：生態學家。他通過實驗發現草履蟲種群數量增長的S型曲線。

45、林德曼（1915～1942）：美國人，生態學家。他通過對一個結構相對簡單的天然湖泊——賽達伯格湖的能量流動進行的定量分析，發現生態系統的能量流動具有單向流動、逐級遞減兩個特點，能量在相鄰兩個營養級間的傳遞效率大約是10%～20%。

選修三：

1、張明覺（1908～1991）：美籍華人，生於山西嵐縣，生理學家。他一生傾心於生殖生理學科研究，是世界上最早從事試管嬰兒和避孕藥品研究的科學家之一，被科學界譽為“試管嬰兒之父”和“避孕藥之父”。

2、動物細胞工程 1976年，阿根廷科學家米爾斯坦(Cesar Milstein，l926一)和德國科學家柯勒(GeorgesKohler，l946一)，通過細胞融合製備出單克隆抗體。由於他們的傑出工作，在1984年，獲得了諾貝爾生理學或醫學獎。

3、斯圖爾德（F.C.Steward）用胡蘿蔔韌皮部的細胞培養成了胡蘿蔔植株，證明了高度分化的植物細胞具有全能性。

4、韋爾穆特(I.Wilmut)等在體外條件下將羊體細胞培養成了成熟個體，證明了哺乳動物體細胞核具有全能性。高 中生物知識歸納與總結