生物简史
述叙生物化学阶段,动态生物化学阶段,分子生物学时期
B. 细胞生物学的简史
从研究内容来看细胞生物学的发展可分为三个层次,即:显微水平、超微水平和分子水平。从时间纵轴来看细胞生物学的历史大致可以划分为四个主要的阶段:
第一阶段:从16世纪后期到19世纪30年代,是细胞发现和细胞知识的积累阶段。通过对大量动植物的观察,人们逐渐意识到不同的生物都是由形形色色的细胞构成的。
第二阶段:从19世纪30年代到20世纪初期,细胞学说形成后,开辟了一个新的研究领域,在显微水平研究细胞的结构与功能是这一时期的主要特点。形态学、胚胎学和染色体知识的积累,使人们认识了细胞在生命活动中的重要作用。1893年Hertwig的专著《细胞与组织》(Die Zelle und die Gewebe)出版,标志着细胞学的诞生。其后1896年哥伦比亚大学Wilson编著的The Cell in Development and Heredity、1920年墨尔本大学Agar编著的Cytology 都是这一领域最早的教科书。
第三阶段:从20世纪30年代到70年代,电子显微镜技术出现后,把细胞学带入了第三大发展时期,这短短40年间不仅发现了细胞的各类超微结构,而且也认识了细胞膜、线粒体、叶绿体等不同结构的功能,使细胞学发展为细胞生物学。De Robertis等人1924出版的普通细胞学(General Cytology)在1965年第四版的时候定名为细胞生物学(Cell Biology),这是最早的细胞生物学教材之一。
第四阶段:从20世纪70年代基因重组技术的出现到当前,细胞生物学与分子生物学的结合愈来愈紧密,研究细胞的分子结构及其在生命活动中的作用成为主要任务,基因调控、信号转导、肿瘤生物学、细胞分化和凋亡是当代的研究热点。 没有显微镜就不可能有细胞学诞生。
1.1590 荷兰眼镜制造商J.Janssen和Z.Janssen父子制作了第一台复式显微镜,尽管其放大倍数不超过10倍,但具有划时代的意义。
2.1665 英国人Robert Hooke用自己设计与制造的显微镜(放大倍数为40-140倍)观察了软木(栎树皮)的薄片,第一次描述了植物细胞的构造,并首次用cells(小室)这个词来称呼他所看到的类似蜂巢的极小的封闭状小室(实际上只是观察到到纤维质的细胞壁)。
3.1672,1682英国人Nehemiah Grew出版了两卷植物显微图谱,注意到了植物细胞中细胞壁与细胞质的区别。
4.1680 荷兰人A. van Leeuwenhoek成为皇家学会会员,一生中制作了200多台显微镜和500多个镜头(图1-2)。他是第一个看到活细胞的人,观察过原生动物、人类精子、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细菌等等。
5.1752 英国望远镜商人J. Dollond 发明消色差显微镜。
6.1812 苏格兰人D. Brewster 发明油浸物镜,并改进了体视显微镜。
7.1886 德国人恩斯特·卡尔·阿贝(Ernst Karl Abbe) 发明复消差显微镜,并改进了油浸物镜,至此普通光学显微镜技术基本成熟。
8.1932 德国人M. Knoll和E. A. F. Ruska描述了一台最初的电子显微镜,1940年美国和德国制造出分辨力为0.2nm的商品电镜。
9.1932 荷兰籍德国人F. Zernike成功设计了相差显微镜(phasecontrast microscope) ,并因此获1953年诺贝尔物理奖。
10.1981瑞士人G. Binnig和H. RoherI在BM苏黎世实验中心(Zurich Research Center)发明了扫描隧道显微镜而与电镜发明者Ruska同获1986年度的诺贝尔物理学奖。
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内容预览:
第一章 宇宙起源
从宇宙起源说起
我们习惯打破砂锅问到底,也许真的是人类天生的好奇心,为了后文叙述的连贯性和整体性,于是从宇宙起源开始说起,宇宙诞生以后才有星球,才有生物,从宇宙起源开始似乎更有说服力。为了证明本书所表达的哲学思想的一致性,考虑到本书思想的统一性,觉得本书描述的规律适用于整个宇宙的“变化规律”——这里的“变化规律”是能被人类共同理解的普遍规律。宇宙的诞生才使得我们可能在这里写文章,因此从宇宙的起源说起是很有必要。
通常,我们谈到起源都会归到一个点,这样可信度大,因为总会有人追根问底,就算是大爆炸学说,还是有人会问,这个大爆炸的点又是怎么形成的呢?(宇宙大爆炸理论认为大爆炸的点是没有昨天的,时间从那时候才开始,暂且不管此说法是否正确)似乎可以这样没有穷尽的问下去,如原子已经很小了,但是还可以包含中子,中子还可以打出质子和电子,质子还可以打出夸克……何时是个尽头,尽管我们相信,随……
以上
D. 生命简史讲的是什么
生命简史讲的是(从宇宙起源到人类文明)。
这是一本很“大”的书:大到上涉天文,下及地理,展现了横贯地球生命演化的全过程。
它带领我们探究宇宙大爆炸的奥秘,探究初始生命的真相,观察鱼类、两栖动物、爬行动物、鸟类、哺乳动物乃至人类的出现。让孩子感知生命、地球、宇宙的神秘与深邃力量,成为生命“从无到有”的亲历者。
这是一本很“小”的书:小到它能真真正正地走进眼里、脑里、心里,润物细无声般地给孩子更多的滋养。
让孩子透过这个小窗口,在感知地球生物演变过程中,引导他以自己的方式认知、去思考宇宙与生命的真谛,在开拓眼界的同时,培养受益一生的思辨意识和探索能力。
供参考。
E. 分子生物学的发展简史
另一方面,M.德尔布吕克小组从1938年起选择噬菌体为对象开始探索基因之谜。噬菌体感染寄主后半小时内就复制出几百个同样的子代噬菌体颗粒,因此是研究生物体自我复制的理想材料。1941年G.W.比德尔和E.L.塔特姆提出了“一个基因,一个酶”学说(被誉为“分子生物学第一大基石”),即基因的功能在于决定酶的结构,且一个基因仅决定一个酶的结构。但在当时基因的本质并不清楚。1944年O.T.埃弗里等研究细菌中的转化现象,证明了DNA是遗传物质。1953年美国科学家J.D.沃森和英国科学家F.H.C.克里克提出了DNA的反向平行双螺旋结构(被誉为“分子生物学第二大基石”),开创了分子生物学的新纪元。1958年Crick在此基础上提出的中心法则,描述了遗传信息从基因到蛋白质结构的流动。遗传密码的阐明则揭示了生物体内遗传信息的贮存方式。1961年法国科学家F.雅各布和J.莫诺提出了操纵子的概念(“分子生物学第三大基石”),解释了原核基因表达的调控。到20世纪60年代中期,关于DNA自我复制和转录生成RNA的一般性质已基本清楚,基因的奥秘也随之而开始解开了。
仅仅30年左右的时间,分子生物学经历了从大胆的科学假说,到经过大量的实验研究,从而建立了本学科的理论基础。进入70年代,由于重组DNA研究的突破,基因工程已经在实际应用中开花结果,根据人的意愿改造蛋白质结构的蛋白质工程也已经成为现实。
F. 生物学的发展分为哪几个阶段
严格意义上的现代生物学,是从西方传到我国的。生物学是现代自然科学的一个重要分支,它的发展具有悠久的历史,大致可以分为以下四个阶段。
第一,实验生物学阶段。
这个时期生物学知识主要是来自人们的日常生活和劳作经验,直到意大利文艺复兴时期(14~16世纪),生物学才开始有个重大的突破。
第二,经典生物学时期。
从17世纪到19世纪中期,随着欧洲工业革命的蓬勃发展,生物学逐渐从博物学中独立出来。经典生物学时期以分门别类、观察描述为主要特点,人们从多样性的生物世界寻找统一性的理论概括,这是生物学发展过程中第一次从分析到综合的阶段。
第三,分子生物学阶段。
1944年,美国生物学家艾弗里首次证明DNA是遗传物质。1953年,美国沃森,英国克里克提出DNA双螺旋结构模型。(标志着分子生物学阶段的开始)
第四,当代生物的发展方向。
以基因工程为核心的生物技术显现出强大的生命力,成为当今世界最令人瞩目的高新技术之一,是许多国家产业结构调整的战略重点。
(6)生物简史扩展阅读
学科分支
1、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
2、植物学领域:
植物学-植物病理学-藻类学-植物生理学
3、微生物学/免疫学领域:
微生物学-免疫学-病毒学
4、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
5、演化及生态学领域:
生态学-生物分布学-系统分类学-古生物学-演化论-分类学-演化生物学
6、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
7、细胞及分子生物学领域:
分子生物学- 细胞学-遗传学
8、生物物理领域:
生物物理学-结构生物学-生医光电学-医学工程
9、生物医学领域:
感染性疾病-毒理学-放射生物学-癌生物学
10、生物信息领域:
生物数学-仿生学-系统生物学
11、环境生物学领域:
大气生物学-生物地理学-海洋生物学-淡水生物学
G. 生物气象学的简史
有关生物气象来学的知识有着自悠久的历史,但最初只限于生物体生命现象的季节变化和天气气候之间关系的定性记载(见物候学、医疗气象学)。到16世纪以后,温度表、湿度表和显微镜等分别应用于气象学和生物学研究,开始了生物气象学的定量分析研究。20世纪40年代以来,特别是1956年国际生物气象学会成立以后,这门学科才有了迅速的发展。1984年7月在日本东京召开的第十届国际生物气象学会,主要研讨了有关人类生物气象学问题。
H. 生物物理学的发展简史
17世纪A.考伯提到发光生物萤火虫。
1786年L.伽伐尼研究了肌肉的静电性质。
1796年T.扬利用光的波动学说、色觉理论研究了眼的几何光学性质及心脏的液体动力学作用。
H.von亥姆霍兹将能量守恒定律应用于生物系统,认为物质世界包括生命在内都可以归结为运动。他研究了肌肉收缩时热量的产生和神经脉冲的传导速度E.H.杜布瓦-雷蒙德第一个制造出电流表并用以研究肌肉神经,1848年发现了休止电位及动作电位。
1895年W.C.伦琴发现了 X射线后,几乎立即应用到医学实践。
1899年K.皮尔逊在他写的《科学的文法》一书中首次提到:“作为物理定律的特异事例来研究生物现象的生物物理和生物物理学……”,并列举了当时研究的血液流体动力学、神经传导的电现象、表面张力和膜电位、发光与生物功能、以及机械应激、弹性、粘度、硬度与生物结构的关系等问题。
1910年A.V.希尔把电技术应用于神经生物学,并显示了神经纤维传递信息的特征是一连串匀速的电脉冲,脉冲是由膜内外电位差引起的。
19世纪显微镜的应用导致细胞学说的创立。以后从简单显微镜发展出紫外、暗视野、荧光等多种特殊用途的显微镜。电子显微镜的发展则提供了生物超微结构的更多信息。