《生物学简史》PPT课件

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第一章生物学史简读一、萌芽期二、古代生物学时期三、近代生物学时期四、现代生物学时期生物学史的四个时期：\n第一节萌芽时期的生物学生物学发展的萌芽时期是指人类产生（约300年前）到阶级社会的出现（约400万年前）之间的一段时期。对有关医学、农学和和畜牧业等方面的实践而得到的经验可能就是生物学的最初成果。\n一、对人体和生物体的认识是生物学知识的最早组成部分大约4万年前，内人猿在向“具有社会心理的人”时，生物学就开始了。对生物学经验的知识包括:死亡与疾病、饥饿与不适应、寻找区分可食用或具有药用价值的生物、对尸体的处理、动物解剖和行为、驯育动物等等。\n二农业和畜牧业是应用生物学的最早形式之一大约一万年以前，人类社会发生巨大变迁，由迁居变为定居，出现农业和畜牧业。1、农业是应用生物学的最早形式之一，东西半球已经驯育出粮食作物。2、畜牧业逐步出现了牛、羊等饲养牧群，当时的中国已知道养蚕的技术。3、医学方面，甲骨文已有与疾病相关的文字，《山海经》也有了关于疾病的记载。\n第二节古代生物学奴隶社会（约4000年前），人类进入铁器时代，出现了原始的农业、牧业和医药业，对植物学、动物学和解剖学还停留在搜集事实和整理阶段，被后人称为古代生物学。古代生物学在欧洲以古希娜为中心，著名的学者有亚里士多德（研究形态学和分类学）和古罗马的盖伦（研究解剖学和生理学）。\n一、亚里士多德与盖伦——西欧的著名学者亚里士多德（Aroistotle，公元前384-前322）动物学作为一门科学的创立首先要归功于亚里士多德。著作有《动物、《动物史》、《动物的灭绝》和《动物的生殖》。亚里士多德还是生物系统分类学的先驱他还将生物的繁殖分为三类：自然发生、无性繁殖、有性生殖。他的学生德奥弗拉斯特（Theophrastus，公元前373-前285）为科学植物学之父，其著作《植物的历史》、《植物的本原》标志着植物学的开始\n盖伦（Calen，公元前130-200，古罗马）盖伦是这一时期最伟大的解剖学家和医学家，也是实验学科的伟大先驱。其著作《解剖学》在以后1000多年都被奉为权威性著作他在学术研究上的贡献以及缺点和错误，都同样对医学、解剖学和生理学的历史产生重大影响。\n二、中国古代的生物学中国古代的生物学，侧重于研究农学和医药学。中国古代生物学知识萌芽于原始社会，到了战国秦汉时期，已经积累了不少形态分方类和生物起源及演化等面的知识。生物形态图和人体形态解剖图的出现，是中国古代生物学的一大特征。\n（一）《黄帝内经》《黄帝内经》简称《内经》，是我国现存最早的一部重要医学文献。《黄帝内经》是在长期流传过程中，经众多医家之手编撰增删修订而成。大体成书年代为战国时期。《内经》原为18卷，其主要为《素问》和《灵枢》两大部分。《素问》着重讨论基础理论，《灵枢》着重讨论针灸理论。\n（二）神龙本草纲目又名《神龙本草》、简称《本草经》、《本经》，是我国传统医药学的基础。本书实际上市总结了战国时期的多用药经验，经秦汉医学家不断抄录增补而形成的。《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。各论是按照上、中、下三品分类的药物解说。\n（三）贾思勰和《齐民要术》贾思勰，北魏，我国古代农学家，约在公元533-544年前撰写《齐民要术》，此书是我国完整保存至今最早的一部农业科学全书。全书共有11万多字，92篇，共分为10卷，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。此书对生物遗传性和变异性作了唯物主义的论述，认为不同的生物都有适应一定环境的遗传性，同时普遍又有变异性。强调搞农业要遵守自然规律。\n（四）李时珍和《本草纲目》李时珍（1518-1593），湖北人，明代伟大的医药学家，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年），全书共52卷，记载药物1892种，其中植物药1094种，其余为矿物和其他药物。此书中的植物药，是根据各种植物的特点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。对药物的分类，尤其是生物的分类，采用了划时代的“双名法”。记载了蒸馏、蒸发和升华等制药方式，显示了当时的科技水平。其中有很多医案和史料对今天的医学界仍有启示作用《本草纲目》中的一些资料，直接影响了达尔文的生物进化论的形成。\n第三节近代生物学（一）15世纪下半叶到18世纪末世近代生物学的第一阶段。这一时期的生物学研究，主要是有维萨里等人的解剖学、哈维的生理学、林奈的生物分类学以及从18世纪末到19世纪初的拉马克等人的进化学说。\n一、维萨里和《人体之构造》维萨里（A.Vesalias，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。1543年，发表《人体之构造》一书此著作中，维萨里第一次详细描述了静脉和人类心脏的解剖，以及纵隔和细膜的结构，纠正了盖伦在解剖学上的错误。提到医生必须要有解剖知识，提倡医师必须亲自操作解剖，了解人体结构。维萨里没有观察到心脏中隔的微孔，没有提出血液从心脏右边到左边（小循环）这一新的机制，此概念由西班牙生理学家塞尔维特(M.Servetus）提出。\n二、哈维和《心血运动论》哈维（WilliamHarvey，1578-1657，英国）1682年，发表《心血运动论》，发现和创立了血液循环理论。1651年，发表《论动物的生殖》，是近代胚胎学的奠基人之一。恩格斯认为：“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\n三、范．海尔蒙特范．海尔蒙特（VanHemont，1577-1644，）是由炼金术过渡到近代化学的代表人物。做过不少科学实验，指出胃酸是酸性，胆汁是碱性，认为酸碱平衡失调是疾病的原因。指出每一种疾病都不通，强调不同疾病必须采用特殊的化学药物治疗。相信人体的自愈能力，主张食疗。他是气体化学的先驱，二氧化碳的发现者，首创“gas”一词，清楚表述过物质不灭定律。他认为水是万物的元素，反对亚里士多德的四元素说。其思想是唯心论、唯灵论和经验的自然科学的混杂。\n四、显微镜的起源和发展17世纪，显微镜发明。它是所有促进生物进步的仪器中最重要的仪器，是其开始了细胞学、组织学和生物学的开始。早在埃及托勒密王朝时期就有了透镜的制造和观看表演的记载。16世纪，制造透镜成为一种确定的行业，为显微镜的发明奠定了基础。1590年，詹弗用一块凹透镜和一块凸透镜制造出第一台原始的复代显微镜。17世纪，列文胡克（Leeuwenhoek），是微生物学的先驱，他的显微镜能放大270倍，发现了原虫和细菌，并且在组织学生也有很多发现。马尔比基是动物和植物材料显微技术的创始人。胡克是组织学的先驱，并改进了显微镜的许多用法。1965年发表《显微镜学》，里面有生物学史上最早的细胞结构图——软木栓细胞，并对此命名“cell”。\n五、林奈林奈（CarolusLinnaeus,18世纪中叶），现代分类学的创始人，创立了生物命名的双名法。在分类学上，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。1753年出版的《植物的种》和1758年出版的《自然系统》初步建立了对生物的《双名制命名法》。遗憾的是此为人为分类法，没有反映出进化系统。在生物起源问题上，最初为神创论者，晚年时产生了动摇\n六、拉马克和物种起源拉马克第一个了提出进化论思想，其主要的关于生物进化的思想是获得性遗传。著作《动物学哲学》中提出物种不是不变而是可变的并且环境条件对有机体物种的变化起主导作用。研究了动物习性和器官的相互作用，提出两条规律：“用进废退”和“获得性遗传”。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。拉马克的理论还是存在着许多值得争论的地方。\n第四节近代生物学（二）一、细胞学说的提出、确立和发展1655年，英国学者胡克观察了软木薄片，第一次描述了植物细胞的构造，并首次用拉丁文cellar命名他所看到的封闭小室，英文cell一次延续下来，中文翻译为细胞。1838年，德国汉堡的植物学家——施来登，发现了细胞核、核仁并提出细胞增殖是一种以核仁为起点的结晶化假说，认为细胞是所有植物结构的基本单位，也是植物发展的最基本个体，为细胞学说的建立作出了贡献。1839年，德国动植物学家施旺发表《动植物构造及生长相似性之显微研究》，关于细胞的理论——著名的“细胞学说”由此诞生。并在后几十年，得到充实和发展。19世纪的最后25年中，细胞器和细胞分裂活动相继被发现，构成了细胞学的经典时期，在此期间，郝尔维希创立了实验细胞学。\n二、达尔文和进化论达尔文（CharlesRobertDarwin，1980-1882）1831-1836，乘英国海军勘探船作了历时5年的环球旅行。1859年，出版了《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》一书，简称《物种起源》。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进化的现象，提出了以自然选择和适者生存为基础的进化学说。说明了物种是可变的，并且正确解释了生物适应性。1868年，发表《动物和植物在家养下的变异》。1871年，发表《人类起源和性的选择》。对人工选择作了系统的叙述，解释了物种的起源和发展、变异和遗传的生物属性，提出了人工选择的理论，充实了进化学说理论。\n达尔文进化论思想的产生：在实践上，得益于1831-1836在英国皇家军舰“贝格尔号”的环球旅行。在理论上，得益于赖尔《地质学原理》和马尔赛斯的《人口论》。生物进化论的新学说：木村资生的中性说，其建立在分子进化研究基础之上。埃尔德雷奇和古尔德的点断平衡说，建立在地址史上。\n三、孟德尔和遗传学孟德尔（CregorJohannMendel，1822-1884），奥地利遗传学家，近代遗传性的奠基人。发表《植物杂交试验》，是遗传学经典论著之一，总结和指出了一整套科学的杂交研究方法。他根据前人的工作和自己进行8年的豌豆杂交试验，提出了遗传因子、显性、隐形等概念，并提出了分离定律、自由组合定律等基本遗传定律，为遗传学奠定了基础，\n四、19世纪微生物学的发展推动微生物学发展的原因：19世纪三四十年代，欧洲和北美洲的马铃薯晚疫病的泛滥。19世纪60年代，欧洲国家酿酒工业和蚕丝业发生酒变质和蚕病害问题。代表人物：巴斯德和科郝\n（一）巴斯德巴斯德（LiPasteur，1822-1895），19世纪微生物学家和化学家，奠定了工业微生物和医学生物学的基础。他的成就有:对有机化合物旋光性进行了研究。证明了不同的发酵由不同类的微生物引起的。提出了接种疫苗和加温灭菌防腐的方法。发现蚕的病害来源于蚕孢子虫病。发现引起炭疽病的唯一来源——炭疽杆菌。建立了微生物研究的一系列方法，寻找分离得出多种传染病的病原菌。\n（二）科郝法则在理论上,科郝与1984提出了科郝法则：病源微生物总是在患传染病的动物中发现而不存在于健康个体中。在两者的基础上，1897年，德国科学家巴克纳开创了微生物生化研究的新时代，此后，微生物生理、代谢研究开始蓬勃发展起来。\n五、生理学（一）动物（包括人）的生理学1、贝尔纳，19世纪最伟大的生理学家，验证了肝脏的糖元合成作用，并提出了内分泌、内环境与外环境，是现代生理学的奠基人。2、谢切诺夫（1829-1905），对形成了俄国神经学派，巴甫洛夫产生巨大影响。\n3、巴甫洛夫（Pavlov，1848-1936）俄国生理学家，1904获得诺贝尔生理学和医学奖，高级神经活动创始人。主要贡献为三个方面：1、血液循环生理2、消化生理3、高级活动神经生理\n（二）植物生理学19世纪是植物生理学的奠基和成长时期李比格提出施肥以补充土壤营养消耗，成为化学肥料理论奠基人。1904年，德国的萨奇斯著作《植物生理学讲义》和其学生佩弗尔的《植物生理学》的出版，标志着植物生理学这一学科的诞生。萨奇斯对植物的生长、光合作用和矿物营养做了许多重要试验，促使植物生理学成为一个完整的体系，被称为植物生理学的奠基人，和佩弗尔一起被称为植物生理学两大先驱。\n第五节现代生物学20世纪的生物学即属于现代生物的范畴，始于1900年孟德尔遗传学说的重要发现。现代生物学正向微观和综合方向深入。\n一、孟德尔遗传性重新发现孟德尔的原始论文《植物杂交试验》于1866年发表，得出的两条定律分离定律和自由组合定律，被忽视了35年之久。三位从事植物杂交研究的科学家雨果、埃里克和卡尔，于1900年差不多发现了这篇论文，认识到了孟德尔工作的重要性。\n二、孟德尔学术引起的变革1902，沃尔特提出孟德尔的假设和显微镜观察的内容非常相似。1906，贝特森证明植物中存在“连锁反应”。在黑腹果蝇研究结果的基础上，摩尔根实验室推动了孟德尔主义发展的研究。果蝇小组于1915年，出版了一部划时代的巨著《孟德尔式的遗传机制》1915-1930，新的遗传派发展了注重实际的生物研究方法，孟德尔假说的重要影响之一就是在于将实验的方法引入到原先主要是利用描述性方法的生物学领域。\n三、学科的综合胚胎学、遗传学和进化论1915-1960期间，胚胎学、遗传学和进化论进行了学科的综合。学科的综合主要发生在两大领域：1、胚胎学、生物化学和遗传学开始形成统一的、从细胞和生理学的角度看待发育的观点。2、生物统计学、达尔文进化论、野外博物学和古典孟德尔式遗传学开始综合成一种严格的、定量的、在逻辑上一致的关于物种起源的理论\n鲁·德里斯和发育力学学派提出大量解决掉的问题，大多数问题都涉及到胚胎分化。20世纪，德国的汉斯·斯佩曼形成了胚胎诱导概念，是20世纪重要理论之一斯佩曼提出“组织者理论”，成为最有争议理论之一。斯佩曼研究的不同时期和不同物种之间胚胎的移植，影响了生物学的场理论。E.B.威尔逊著作《发育和遗传中的细胞》精辟论述了20世纪之前细胞研究所取得的历程，更好地概括了生物学家开始认识到细胞作为生理、遗传、发育和进化单位的重要性。发展历程：\n四、进化的综合1904-1960年，费舍尔、霍尔丹和赖特的工作沿着三个方向得到发展，完成了进化的综合。三个方面为：将野外研究实验室杂交和细胞遗传学分析结合起来。更加透彻的理解物种问题，包括物种的性质以及野外条件下他们的性质。建立更加复杂的群体模型。\n五、生命的化学基础——20世纪生物化学的发展生物化学根源发自19世纪，但基本上属于20世纪的科学。1930与以前相比提出的问题以及解答的方式都不一样。我们可以从一个特殊的领域的思想发展来看，即：1、有关细胞呼吸的思想。2、酶的催化作用。3、二者之间的关系。\n六、生物化学家——奥巴林奥巴林（1894-1980），前苏联生物化学家。1924年出版《地球上的生命起源》，第一次按照唯物主义观点详尽讨论了生命起源的问题，提出了生命起源的化学学说。以为团聚体的形成过程是最早的多分子体系组成的合理过程，并指出这一过程，延续约20亿年以上的时间，指出蛋白质、核酸等复杂分子以及其他重要生物化合物是进化的结果。研究了生物细胞中酶系的状态作用和方法。\n七、谢灵顿与神经生物学谢灵顿，1952年出生于英国，1886年，首创“突触”一词，用来表示神经通路中任何两个相邻神经元之间的间隙。1906年主持西里曼讲座，讲稿并成一部划时代的巨著《神经系统的整合作用》。\n八、生物学的革命性飞跃——分子生物学（一）沃森和克里克沃森和克里克是两位杰出的分子生物学家，由于对蛋白质脱氧核糖核酸结构的研究而同时获得诺贝尔奖。其发现的DNA双螺旋结构域，奠定了现代分子生物的基础，使生物学向微观方向发展，生物学进入分子生物学时代。\n(二)分子生物学的三个学派1、结构学派的研究：着重研究生命大分子的三维结构。2、生化学派的研究：着重研究生命有机体新陈代谢的化学变化过程，生命大分子的化学结构，生命大分子之间及其与小分子之间的化学作用。3、信息学派的研究：着重研究遗传信息是如何携带与传递的\n（三）人类基因组计划（HGP）1986年，美国生物学家Dulbecco提出倡议，从整体上研究人类的基因组，分析人类基因组的全部序列以获得人类基因携带的全部遗传信息。1990年，美国国立卫生研究院（NHH)和能源部（DEO)联合发布了美国的人类基因组计划。1990年10月1日正式启动。\n九、20世纪的生理学20世纪以后，由于化学、物理学以及其他相关生物学理论知识和分析手段的加强，生理学研究出现了前所未有的发展。20世纪，中国的生物学业得到了发展，涌现了许多科学家，代表人物有：\n1、秉至，（1886-1965）满族，河南开封人论文《加拿大一种菊科植物内瘿内各种昆虫的生态研究》和《摇蚊的生态研究》是中国学者生物学研究的最早的原始文件之一。在美筹办了中国最早的学术期刊——《科学》，成立了中国第一个群众性的科学团体——中国科学社。1920年，回国创立了第一个生物学研究的专门机构——中国科学社生物研究所。\n2、林可胜（1879-1869），我国现代生理学的奠基人，成立了中国生理学会，创办和主编《中国生理学杂志》主要有三个方面的成就：1、胃液分泌的体液控制2、阿司匹林的镇痛作用3、自主神经系统的中枢联系发现，第四脑室外侧部有增改血压的中枢\n朱冼（1900-1962），中国著名的实验生物学家，浙江临海人。其成就主要表现在六个方面：两栖类杂交的细胞学研究卵裂节奏的实验分析从家蚕精杂交种，发现不同品种的逾数精子能影响子代的遗传学通过多次实验，产生世界上第一只“没有外祖父的癞蛤蟆”蓖麻蚕的引种、驯化和推广家鱼的人工繁殖