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发育生物学发展历史

发布时间:2021-03-09 19:00:23

Ⅰ 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。

(1)发育生物学发展历史扩展阅读

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

Ⅱ 发育生物学的发展脉络

这是比利时人LIJSEBETTENS M. V.和 MONTAGU M. V.在《International Journal of Developmental Biology》杂志上发表的一篇关于植物发育生物学研究历史的综述文章。该比较系统的回顾了近60年来植物发育生物学研究的脉络,尤其是分子生物学应用于植物发育生物学以后,植物发育生物学从技术到理念的全新发展。有兴趣的话可以点击一下链接进行阅读。

从发展的历史来看,发育生物学是一门既古老又年轻的学科。它是在胚胎学的基础上发展起来的,起源于上世纪五十年代,在上世纪七十年代才正式形成一个独立的学科,从叙述胚胎学、比较胚胎学及实验胚胎学发展为化学胚胎学及分子胚胎学的过程中逐渐形成的一门新的学科,也是上述这些学科的综合和进一步的发展。八十年代起,由于遗传学、细胞生物学、分子生物学等学科的发展,大量新的研究方法的应用,发育生物学取得了巨大的进展。这门学科的研究内容发展到配子的发生和形成;受精过程;细胞分化及形态形成,包括发育过程中不同细胞群如何按照一定的时间顺序及空间关系有序地重新配置、特化、进而产生出各种细胞类型,最终器官表型特征的出现和特殊功能的建立;基因在不同发育时期的表达、控制与调节,基因型和表型表达之间的因果关系;发育过程中细胞核与细胞质的关系、细胞间的相互关系以及外界因素对胚胎发育的影响。其中细胞分化是发育生物学中的核心问题。

它是生物学领域中最具挑战性的学科之一。从上个世纪八九十年代迄今,生物学领域的重大进展都与发育生物学有着密切的关系,或者就是发育生物学的进展。发育生物学成为了近年来世界上生命科学最活跃和最激动人心的研究领域。 发育生物学又是一门应用前景非常广泛的学科,有关生殖细胞发生、受精等过程的研究是动、植物人工繁殖、遗传育种、动物胚胎与生殖工程等生产应用技术发展的理论基础。有关细胞分化机理、基因表达调控与形态模式形成及生物功能的关系研究,是解决人类面临的许多医学难题(如癌症的防治)以及器官与组织培养等新兴的医学产业工程发展的基础,也是基因工程发展为成熟的实用技术的基础。

Ⅲ 生物学及其发展历程

生物学
即生命科学(life science/biology),概括地说,生物是研究生命现象和生命活动规律的科学。作为继物理、化学之后又一高速发展的学科,正朝着宏观和微观两个方向发展。宏观观方面已经发展到全球生态系统的研究;微观方面则向着分子方向发展。生物学与众多科学结合形成了种类繁多的边缘科学,呈辐射状发展。

生物学从最开始就有2个学派,一个叫博物学派,一个是实验学派。博物学派以生态学为代表,实验学派以遗传学和分子生物学为代表。

目前国内外尚无明确一致的生命科学的定义。特别是对生命科学的范畴,即生命科学包括哪些学科没有明确一致的说法。但一般认为,生命科学是将生命世界(living world)作为一个整体来研究的一个科学分支,研究活着的生物(living organisms)和生命过程(life processes),包括生物科学(biological science)--即生物学(biology)及其分支即医药学、农林牧渔业、人类学、社会学等。生物学的分支有动物学、植物学、微生物学、解剖学、生理学、生物物理学、生物化学、细胞生物学、分子生物学、神经生物学、发育生物学、社会生物学等。生命科学中生物学及其分支是生物科学的基础科学(basic science)或纯科学(pure science),医药学和农林牧渔业等是生物科学的应用科学(applied science);很显然,生物科学属于自然科学,而人类学和社会学则属于人文社会科学。所以生命科学的范畴是比较大的,包括了自然科学和社会科学两大科学领域。但是,我国教育部1998年颁布的新的高等学校本科专业目录的理工科部分中与上述生命科学自然科学部分有关的专业有生物学、生物学技术、医学、药学、农学等等,分别属于基础生物科学或应用生物科学范畴。

生物学是研究生物各个层次的种类、结构、功能、行为、发育和起源进化以及生物与周围环境的关系的科学。人也是生物的一种,也是生物学的研究对象。

20世纪40年代以来,生物学吸收了数学、物理学和化学的成就,逐渐发展成一门精确的、定量的、深入到分子层次的科学。

人们已经认识的生命是物质的一种运动状态。生命的基本单位是细胞,它是由蛋白质、核酸、脂类等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。

生命有许多无生命物质所不具备的特性。比如:生命能够在常温常压下合成多种有机化合物;能够以远远超出机器的效率来利用环境中的物质和制造体内的各种物质;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和物种的演化等等。揭示生命过程中的机制具有巨大的理论和实践意义。

生物学的研究对象

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。从北极到南极,从高山到深海,从冰雪覆盖的冻原到高温的矿泉,都有生物的存在。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,有的生物还不具备细胞形态;在已经具有细胞形态的生物中,有原核细胞构成的、有由真核细胞构成的;从组织结构看,有单细胞生物、多细胞生物。而多细胞生物又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,有光和自养、吸收异养、腐蚀性异养、吞食异养;从生物在生态系统的作用看,有生产者、消费者、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,将生物分成若干界。现在比较通行的认识是将地球上的生物界划分为五界:细菌、蓝菌等原核生物是原核生物界;单细胞的真核生物是原生生物界;光和自养的植物界;吸收异养的真菌界;吞食异养的动物界。

病毒是一种非细胞生命形态,它由一个核酸长链和蛋白质外壳构成,病毒没有自己的代谢机构,没有酶系统。因此病毒离开了宿主细胞,就成了没有任何生命活动、也不能独立自我繁殖的化学物质。一旦进入宿主细胞后,它就可以利用细胞中的物质和能量以及复制、转录和转译的能力,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,因此也是可以演化的。因为病毒没有独立的代谢机构,不能独立的繁殖,因此被认为是一种不完整的生命形态。近年来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,但它可以在动物身上造成疾病。这些不完整的生命形态的存在说明无生命与有生命之间没有不可逾越的鸿沟。

原核细胞和真核细胞是细胞的两大基本形态,它们反映了细胞进化的两个阶段。把具有细胞形态的生物划分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、质体等模细胞器,染色体只是一个环状的DNA分子,不含组蛋白及其它蛋白质,没有核膜。原和生物主要是细菌。

真核细胞是结构更为复杂的细胞。它有线粒体等膜细胞器,有包以双层膜的细胞核把核内的遗传物质与细胞质分开。DNA是长链分子,狱卒蛋白以及其他蛋白合成染色体。这核细胞可以进行有丝分裂和减数分裂,分裂的结果是复制的染色体均等地分配到子细胞中。原生生物是最原始的真核生物。

植物是以光和自养为主要营养方式的真核生物。典型植物细胞都含有液泡核以纤维素为主要成分的细胞壁。细胞质中由进行光合作用的细胞器—叶绿体。植物的光合作用都是以水为电子供体的,光合自养是植物的主要营养方式,少数的高等植物是寄生的,还有更少数的植物能够捕捉小昆虫,进行异养吸收。

植物从单细胞绿藻到被子植物是沿着适应光合作用的的方向发展的。高等植物中发生了植物的根(固定和吸收器官)、茎(支持器官)、叶(光和器官)的分化。叶柄和众多分支的茎支持片状的叶向四面展开,以获得最大的光照和吸收面积,细胞也逐渐分化成专门用于光合作用、输导和覆盖等各种组织。大多数植物的通过有性生殖,形成配子体和孢子体世代交替的生活史。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。真菌有细胞壁,细胞壁含有几丁质,也含有纤维素。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,植物细胞不含几丁质。真菌没有质体和光合色素。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。

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、消化和吸收等一些列复杂的过程。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,就是细胞内消化。

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过消化道吸收,并通过环系循统输送到身体的各种细胞中。

与此相适应,多细胞动物逐步形成了复杂的排泄系统、外呼吸系统以及复杂的感觉系统、神经系统、内分泌系统和运动系统等。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,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有生产者、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的中间环节,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上都是一个整体。

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。

组成生物体的生物大分子的结构和功能,在原则上是相同的。比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,它们的功能对所有的生物都是相同的;在不同生物体内基本代谢途径也是相同的等等。这就是生物化学的同一性。同一性深刻的揭示了生物的统一性。

生物具有多层次的结构模式。对于病毒以外的一切生物都是由细胞组成的,细胞是由大量原子和分子所组成的非均质的系统。

从结构上看,细胞是由蛋白质、核酸、脂类、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;从热力学上看,细胞是远离平衡的开放系统……

除细胞外,生物还有其他结构单位。细胞之下有细胞器、分子、原子,细胞之上有组织、器官、器官系统、个体、生态系统、生物圈等等。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,这就是结构层次。较高层次上会出现许多较低层次所没有的性质和规律。

其他的还有很多,比如生物的有序性和耗散结构、生物的稳定性,生命的连续性,个体发育,生物的进化,生态系统中的相互关系等等。

这些都说明,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。生物就是这样一个统一而有多样的物质世界。

和其他学科一样,生物学依据自己所研究的对象,也有一些基本的研究方法——观察描述的方法、比较的方法、实验的方法等等,也都具有自己的特点。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,生物学积累了大量关于各种层次生命系统及其组成部分的资料。今天对于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。

生物学的分支

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、为生物学等。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,一门学科往往在划分为若干学科。

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。但无论研究对象是什么,都不外乎分类、形态、生理、生化、生态、遗传、进化等等。

生物在地球历史中有着很长的发展历史,大约有1500万种生物已经灭绝,它们的遗骸保存在地层中形成化石。古生物学专门通过化石研究历史上的生物;

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,就产生了分类学;

形态学是生物学中研究动植物的形态结构的学科;随着显微镜的使用,形态学又深入到超微结构的领域,组织学和细胞学也就相应的建立起来了;

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;

遗传学是研究生物性状的遗传和变异,阐明其规律的学科;

胚胎学是研究生物个体发育的学科;

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;

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。生物化学侧重于生命的化学过程、参与这一过程的物质、产品以及酶的作用机制的研究。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、以及基因的表达、调控等方面的机制;

生物物理学是用物理薛的概念和方法研究生物的结构、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。随着生物学、物理学的发展,新概念的产生和介入,生物物理的研究范围和水平不断加深加宽。产生了量子生物学、生物大分子晶体结构以及生物控制论等小分支;

生物数学是数学和生物学结合的产物,它的任务是研究生命过程中的数学规律。

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越来越受人们的重视。比如:分子生物学、细胞生物学、个体生物学、种群生物学等等。

总之,生物学中一些新的学科在不断的分化出来,另一些学科又在走向融合。生物学分可的这种局面,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。

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。

生物学分支学科

植物学、孢粉学、动物学、微生物学、细胞生物学、分子生物学、生物分类学、习性学、生理学、细菌学、微生物生理学、微生物遗传学、土壤微生物学、细胞学、细胞化学、细胞遗传学、免疫学、胚胎学、优生学、悉生生物学、遗传学、分子遗传学、生态学、仿生学、生物物理学、生物力学、生物力能学、生物声学、生物化学、生物数学

与生物学相关的基础学科:化学,自然地理学,物理学,数学

Ⅳ 生物学的由来。

生物学
即生命科学(life science/biology),概括地说,生物是研究生命现象和生命活动规律的科学。作为继物理、化学之后又一高速发展的学科,正朝着宏观和微观两个方向发展。宏观观方面已经发展到全球生态系统的研究;微观方面则向着分子方向发展。生物学与众多科学结合形成了种类繁多的边缘科学,呈辐射状发展。

生物学从最开始就有2个学派,一个叫博物学派,一个是实验学派。博物学派以生态学为代表,实验学派以遗传学和分子生物学为代表。

目前国内外尚无明确一致的生命科学的定义。特别是对生命科学的范畴,即生命科学包括哪些学科没有明确一致的说法。但一般认为,生命科学是将生命世界(living world)作为一个整体来研究的一个科学分支,研究活着的生物(living organisms)和生命过程(life processes),包括生物科学(biological science)--即生物学(biology)及其分支即医药学、农林牧渔业、人类学、社会学等。生物学的分支有动物学、植物学、微生物学、解剖学、生理学、生物物理学、生物化学、细胞生物学、分子生物学、神经生物学、发育生物学、社会生物学等。生命科学中生物学及其分支是生物科学的基础科学(basic science)或纯科学(pure science),医药学和农林牧渔业等是生物科学的应用科学(applied science);很显然,生物科学属于自然科学,而人类学和社会学则属于人文社会科学。所以生命科学的范畴是比较大的,包括了自然科学和社会科学两大科学领域。但是,我国教育部1998年颁布的新的高等学校本科专业目录的理工科部分中与上述生命科学自然科学部分有关的专业有生物学、生物学技术、医学、药学、农学等等,分别属于基础生物科学或应用生物科学范畴。

生物学是研究生物各个层次的种类、结构、功能、行为、发育和起源进化以及生物与周围环境的关系的科学。人也是生物的一种,也是生物学的研究对象。

20世纪40年代以来,生物学吸收了数学、物理学和化学的成就,逐渐发展成一门精确的、定量的、深入到分子层次的科学。

人们已经认识的生命是物质的一种运动状态。生命的基本单位是细胞,它是由蛋白质、核酸、脂类等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。

生命有许多无生命物质所不具备的特性。比如:生命能够在常温常压下合成多种有机化合物;能够以远远超出机器的效率来利用环境中的物质和制造体内的各种物质;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和物种的演化等等。揭示生命过程中的机制具有巨大的理论和实践意义。

生物学的研究对象

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。从北极到南极,从高山到深海,从冰雪覆盖的冻原到高温的矿泉,都有生物的存在。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,有的生物还不具备细胞形态;在已经具有细胞形态的生物中,有原核细胞构成的、有由真核细胞构成的;从组织结构看,有单细胞生物、多细胞生物。而多细胞生物又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,有光和自养、吸收异养、腐蚀性异养、吞食异养;从生物在生态系统的作用看,有生产者、消费者、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,将生物分成若干界。现在比较通行的认识是将地球上的生物界划分为五界:细菌、蓝菌等原核生物是原核生物界;单细胞的真核生物是原生生物界;光和自养的植物界;吸收异养的真菌界;吞食异养的动物界。

病毒是一种非细胞生命形态,它由一个核酸长链和蛋白质外壳构成,病毒没有自己的代谢机构,没有酶系统。因此病毒离开了宿主细胞,就成了没有任何生命活动、也不能独立自我繁殖的化学物质。一旦进入宿主细胞后,它就可以利用细胞中的物质和能量以及复制、转录和转译的能力,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,因此也是可以演化的。因为病毒没有独立的代谢机构,不能独立的繁殖,因此被认为是一种不完整的生命形态。近年来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,但它可以在动物身上造成疾病。这些不完整的生命形态的存在说明无生命与有生命之间没有不可逾越的鸿沟。

原核细胞和真核细胞是细胞的两大基本形态,它们反映了细胞进化的两个阶段。把具有细胞形态的生物划分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、质体等模细胞器,染色体只是一个环状的DNA分子,不含组蛋白及其它蛋白质,没有核膜。原和生物主要是细菌。

真核细胞是结构更为复杂的细胞。它有线粒体等膜细胞器,有包以双层膜的细胞核把核内的遗传物质与细胞质分开。DNA是长链分子,狱卒蛋白以及其他蛋白合成染色体。这核细胞可以进行有丝分裂和减数分裂,分裂的结果是复制的染色体均等地分配到子细胞中。原生生物是最原始的真核生物。

植物是以光和自养为主要营养方式的真核生物。典型植物细胞都含有液泡核以纤维素为主要成分的细胞壁。细胞质中由进行光合作用的细胞器—叶绿体。植物的光合作用都是以水为电子供体的,光合自养是植物的主要营养方式,少数的高等植物是寄生的,还有更少数的植物能够捕捉小昆虫,进行异养吸收。

植物从单细胞绿藻到被子植物是沿着适应光合作用的的方向发展的。高等植物中发生了植物的根(固定和吸收器官)、茎(支持器官)、叶(光和器官)的分化。叶柄和众多分支的茎支持片状的叶向四面展开,以获得最大的光照和吸收面积,细胞也逐渐分化成专门用于光合作用、输导和覆盖等各种组织。大多数植物的通过有性生殖,形成配子体和孢子体世代交替的生活史。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。真菌有细胞壁,细胞壁含有几丁质,也含有纤维素。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,植物细胞不含几丁质。真菌没有质体和光合色素。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。

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、消化和吸收等一些列复杂的过程。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,就是细胞内消化。

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过消化道吸收,并通过环系循统输送到身体的各种细胞中。

与此相适应,多细胞动物逐步形成了复杂的排泄系统、外呼吸系统以及复杂的感觉系统、神经系统、内分泌系统和运动系统等。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,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有生产者、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的中间环节,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上都是一个整体。

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。

组成生物体的生物大分子的结构和功能,在原则上是相同的。比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,它们的功能对所有的生物都是相同的;在不同生物体内基本代谢途径也是相同的等等。这就是生物化学的同一性。同一性深刻的揭示了生物的统一性。

生物具有多层次的结构模式。对于病毒以外的一切生物都是由细胞组成的,细胞是由大量原子和分子所组成的非均质的系统。

从结构上看,细胞是由蛋白质、核酸、脂类、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;从热力学上看,细胞是远离平衡的开放系统……

除细胞外,生物还有其他结构单位。细胞之下有细胞器、分子、原子,细胞之上有组织、器官、器官系统、个体、生态系统、生物圈等等。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,这就是结构层次。较高层次上会出现许多较低层次所没有的性质和规律。

其他的还有很多,比如生物的有序性和耗散结构、生物的稳定性,生命的连续性,个体发育,生物的进化,生态系统中的相互关系等等。

这些都说明,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。生物就是这样一个统一而有多样的物质世界。

和其他学科一样,生物学依据自己所研究的对象,也有一些基本的研究方法——观察描述的方法、比较的方法、实验的方法等等,也都具有自己的特点。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,生物学积累了大量关于各种层次生命系统及其组成部分的资料。今天对于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。

生物学的分支

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、为生物学等。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,一门学科往往在划分为若干学科。

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。但无论研究对象是什么,都不外乎分类、形态、生理、生化、生态、遗传、进化等等。

生物在地球历史中有着很长的发展历史,大约有1500万种生物已经灭绝,它们的遗骸保存在地层中形成化石。古生物学专门通过化石研究历史上的生物;

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,就产生了分类学;

形态学是生物学中研究动植物的形态结构的学科;随着显微镜的使用,形态学又深入到超微结构的领域,组织学和细胞学也就相应的建立起来了;

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;

遗传学是研究生物性状的遗传和变异,阐明其规律的学科;

胚胎学是研究生物个体发育的学科;

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;

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。生物化学侧重于生命的化学过程、参与这一过程的物质、产品以及酶的作用机制的研究。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、以及基因的表达、调控等方面的机制;

生物物理学是用物理薛的概念和方法研究生物的结构、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。随着生物学、物理学的发展,新概念的产生和介入,生物物理的研究范围和水平不断加深加宽。产生了量子生物学、生物大分子晶体结构以及生物控制论等小分支;

生物数学是数学和生物学结合的产物,它的任务是研究生命过程中的数学规律。

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越来越受人们的重视。比如:分子生物学、细胞生物学、个体生物学、种群生物学等等。

总之,生物学中一些新的学科在不断的分化出来,另一些学科又在走向融合。生物学分可的这种局面,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。

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。

生物学分支学科

植物学、孢粉学、动物学、微生物学、细胞生物学、分子生物学、生物分类学、习性学、生理学、细菌学、微生物生理学、微生物遗传学、土壤微生物学、细胞学、细胞化学、细胞遗传学、免疫学、胚胎学、优生学、悉生生物学、遗传学、分子遗传学、生态学、仿生学、生物物理学、生物力学、生物力能学、生物声学、生物化学、生物数学

Ⅳ 发育生物学的发展历史

从发展的历史来看,发育生物学是一门既古老又年轻的学科。它是在胚胎学的基础上发 展起来的,起源于上世纪五十年代,在上世纪七十年代才正式形成一个独立的学科,从叙述胚胎学、比较胚胎学及实验胚胎学发展为化学胚胎学及分子胚胎学的过程中逐渐形成的一门新的学科,也是上述这些学科的综合和进一步的发展。
八十年代起,由于遗传学、细胞生物学、分子生物学等学科的发展,大量新的研究方法的应用,发育生物学取得了巨大的进展。这门学科的研究内容发展到配子的发生和形成;受精过程;细胞分化及形态形成,包括发育过程中不同细胞群如何按照一定的时间顺序及空间关系有序地重新配置、特化、进而产生出各种细胞类型,最终器官表型特征的出现和特殊功能的建立;基因在不同发育时期的表达、控制与调节,基因型和表型表达之间的因果关系;发育过程中细胞核与细胞质的关系、细胞间的相互关系以及外界因素对胚胎发育的影响。其中细胞分化是发育生物学中的核心问题。
发育生物学从学术思想上可追溯到19世纪末期。W.鲁创立的所谓发育机制学的学科,就提出要研究有机体建成的原因和因子以及这些因子的作用方式。而且这学科是要追究形态建成功能的产生、维持和衰退的原因。可见他已经注意到个体发育中相互关系的实质,而且他所理解的个体发育也不限于胚胎时期。由于当时的科学水平,W.鲁所赋予这个学科的使命是无法实现的。W.鲁之后的实验胚胎学在条件许可之下,主要致力于胚胎各部分的发育潜能、器官原基的决定,在决定过程中邻近组织的影响,或者说主要集中在胚胎的组织与细胞之间的相互影响和它们如何组排,从这方面分析和了解胚胎发育,但却忽略了对发育机理的追索。
直到40年代,由于组织化学、生物化学的渗透,发展起化学胚胎学,希望由发育中的化学变化了解发育。这在实质上是从另一个侧面叙述胚胎发育。这一个发展阶段为以后的发育生物学创造了条件,使得胚胎学家较容易地接受来自分子生物学和分子遗传学的影响。
尽管在实验胚胎学的早期曾经探讨过细胞核在发育中的作用,如T.H.博韦里曾经指出染色体在发育中的重要作用,并且不断有涉及遗传与发育的工作,但是由于证实了核的全能性以及关于镶嵌型卵子的研究,细胞质在发育中的重要性更受到重视。占相当比重的关于器官发育的研究,始终未考虑细胞核的作用。直到分子遗传学和分子生物学确定了遗传物质的性质和构造,发现了遗传密码,揭露出蛋白质合成的机制,才使人们认真考虑基因在发育中的作用,以及细胞分化的机制──在产生出构成有机体的各种细胞类型的过程中,基因是怎样地被控制的。在这基础上逐渐形成了发育生物学。
由于认识到,外表相去甚远的植物和动物在发育上有很多共同点,有些简单的有机体(如藻类和粘菌)是研究细胞分化的非常有利的模式系统,发育的过程不仅仅出现在一个有机体的胚胎发生期间,而且出现在整个生命期间的各个阶段,这就使发育生物学研究的对象和范围远比实验胚胎学扩大了。

Ⅵ 进化发育生物学成为新兴学科的理论背景

这是比利时人LIJSEBETTENS M. V.和 MONTAGU M. V.在《International Journal of Developmental Biology》杂志上发表的一篇关于植物发育生物学研究历史的综述文章。该比较系统的回顾了近60年来植物发育生物学研究的脉络,尤其是分子生物学应用于植物发育生物学以后,植物发育生物学从技术到理念的全新发展。有兴趣的话可以点击一下链接进行阅读。 从发展的历史来看,发育生物学是一门既古老又年轻的学科。它是在胚胎学的基础上发展起来的,起源于上世纪五十年代,在上世纪七十年代才正式形成一个独立的学科,从叙述胚胎学、比较胚胎学及实验胚胎学发展为化学胚胎学及分子胚胎学的过程中逐渐形成的一门新的学科,也是上述这些学科的综合和进一步的发展。八十年代起,由于遗传学、细胞生物学、分子生物学等学科的发展,大量新的研究方法的应用,发育生物学取得了巨大的进展。这门学科的研究内容发展到配子的发生和形成;受精过程;细胞分化及形态形成,包括发育过程中不同细胞群如何按照一定的时间顺序及空间关系有序地重新配置、特化、进而产生出各种细胞类型,最终器官表型特征的出现和特殊功能的建立;基因在不同发育时期的表达、控制与调节,基因型和表型表达之间的因果关系;发育过程中细胞核与细胞质的关系、细胞间的相互关系以及外界因素对胚胎发育的影响。其中细胞分化是发育生物学中的核心问题。 它是生物学领域中最具挑战性的学科之一。从上个世纪八九十年代迄今,生物学领域的重大进展都与发育生物学有着密切的关系,或者就是发育生物学的进展。发育生物学成为了近年来世界上生命科学最活跃和最激动人心的研究领域。 发育生物学又是一门应用前景非常广泛的学科,有关生殖细胞发生、受精等过程的研究是动、植物人工繁殖、遗传育种、动物胚胎与生殖工程等生产应用技术发展的理论基础。有关细胞分化机理、基因表达调控与形态模式形成及生物功能的关系研究,是解决人类面临的许多医学难题(如癌症的防治)以及器官与组织培养等新兴的医学产业工程发展的基础,也是基因工程发展为成熟的实用技术的基础。

Ⅶ 简述发育生物学的概念及学习发育生物学的意义

发育生物学(developmental biology)是生物科学重要的基础分支学科之一,研究内容是和许多其他学科内容相互渗透、错综联系,特别是和遗传学、细胞生物学、分子生物学的关系最为紧密。其应用现代科学技术和方法,从分子水平、亚显微水平和细胞水平来研究分析生物体从精子和卵的发生、受精、发育、生长直至衰老死亡的过程及其机理。
意义:
发育生物学的研究使人们了解到,脊椎动物中,不论是低等的卵生的或高等的胎生的,发育的原则是一致的,即使存在着一些乍看起来颇为悬殊的差别。
凡是与发育有关的生产实践中的技术问题都是随着发育生物学工作的深入而得到解决的。最浅显的例子是关于经济动物的繁育,用低温可以长期保存精子,利于长途运输;早期胚胎也可贮存,进行异体移植,而且被移植的胚胎不受寄母的遗传条件的影响。这些在家畜已见实效的措施在人类也逐渐成为可行的(例如试管婴儿)。
此外,由于发育的基本原则也适用于人类,研究人类自身的发育机制谋求人类的康泰,这本身就具有很大的实际意义。①控制人口和优生,只有对于生殖细胞的形成、排卵、受精等一系列过程有更深入的了解才能采取更安全更有效的避孕措施。人类的畸形可能来自遗传的、药物的影响等种种原因,但都是在发育过程中出现的,都要从发育的角度了解才能预防。②癌症实际上是异常的细胞分化,对癌的控制需要对正常的生长和分化过程有深入的了解。③衰老实际上是发育的一个方面或一个阶段,对衰老过程的理解,依赖于对全部生命过程中细胞、组织以至机体生长的认识,在这基础上才能控制衰老。

Ⅷ 发育生物学的相关书籍

作者:安利国主编
出 版 社:科学出版社
出版时间:2010-11-1
版次:1页数:195字数:352000
印刷时间:2010-11-1开本:大16开纸张:胶版纸
印次:1I S B N:9787030292391包装:平装 本书共分12章,包括生殖细胞的发生、受精、卵裂、囊胚、原肠胚、神经胚、器官发生、胚后发育、植物发育、发育与进化等重要发育过程,内容涉及动物与植物发育,突出人体发育。本书以发育过程为主线,以形态发生为基础,结合发育的主要事件,介绍发育原理与机制,便于学生系统地认识生物的基本发育过程、基本发育规律和发育机制。本书文字精炼,内容简洁,图文并茂,使用方便。
本书是生物科学与生物技术专业的教材,特别适合高师院校的生物科学专业选用,也可供生物科学、医学、农学、林学及其他与生命科学相关专业的学生和科研技术人员参考。 前言
绪论
第一节 发育的基本过程
一、动物的发育过程
1.胚前发育
2.胚胎发育
3.胚后发育
二、植物的发育过程
1.胚前发育
2.胚胎发育
3.胚后发育
第二节 发育的基本机制
一、细胞分裂
二、细胞分化
1.细胞分化是基因差异表达的结果
2.细胞分化可以受环境所诱导
三、图式形成
四、形态发生
五、生长
第三节 研究发育生物学的模式 生物
一、植物发育的模式生物:拟南芥
二、无脊椎动物发育的模式生物
1.线虫(Caenorhabditis elegans)
2.果蝇(Drosophila melanogaster)
三、脊椎动物发育的模式生物
1.鱼类的模式生物:斑马鱼(Danio rerio)
2.两栖类模式生物:非洲爪蟾(Xenopus laevis)
3.鸟类的模式生物:鸡(Gallus gallus)
4.哺乳类模式生物:小鼠(Mus musculus)
第四节 发育生物学的研究历史
一、胚胎发生的后成论和先成论
二、细胞学说促进了胚胎学理论的发展
三、镶嵌式发育与调整式发育
四、诱导现象的发现
五、遗传学与发育的结合
……
第一章 生殖细胞的发生
第二章 受精作用
第三章 卵裂与囊胚形成
第四章 原肠作用
第五章 神经胚与三胚层的早期分化
第六章 器官发生(一)——神经与感觉
第七章 器官发生(二)——四肢
第八章 器官发生(三)——循环、消化、呼吸、泌尿与生殖
第九章 胚后发育
第十章 植物发育
第十一章 发育和进化
主要参考书目
检索

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