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科學世紀中的生物學和醫學

從1665年英國物理學家RobertHooke發現細胞到1839年細胞理論的建立,經歷了170多年。在此期間,科學家們對動植物的細胞及其內含物進行了廣泛的研究,積累了大量的資料。在65438年至0759年的《創世紀》壹書中,C·F·沃爾夫清楚地描述了構成動植物胚胎的“球”和“囊泡”,但並不了解它們的意義和起源。1805年,德國生物學家L·奧肯提出了類似的概念。1833年,英國植物學家羅伯特·布朗在植物細胞中發現了細胞核。後來有人在動物細胞裏發現了核仁。

到了19的30年代,已經註意到植物界和動物界在結構上有壹定的壹致性,都是由細胞組成的,對單細胞生物的結構和生命也有相當的了解。在此背景下,德國植物學家施萊登於1838年提出了細胞學說的主要論點,次年王石提出“所有動物也是由細胞構成的”,補充了施萊登“所有植物都是由細胞構成的”的觀點。這是細胞理論的基礎。20年後,另壹位德國科學家RudolfVirchow得出了另壹個重要結論:所有細胞都必須來自現存的活細胞。至此,上述三位科學家的研究成果,加上其他許多科學家的發現,已經形成了壹個比較完整的細胞理論。

細胞學說最早是由德國人MatthiasJakobSchleiden和動物學家王石於1838年至1839年提出的,直到1858年才得以完善。這是壹種關於生物組成的理論。

意義:細胞理論論證了整個生物界在結構上的統壹性,在進化上的同源性。細胞理論揭示了細胞的統壹性。這壹理論的建立促進了生物學的發展,為辯證唯物主義提供了重要的自然科學基礎。革命導師恩格斯曾稱贊細胞學說、能量守恒和轉化定律、達爾文的自然選擇學說是19世紀最重要的自然科學發現之壹。

主要內容:

1.細胞是生物體,所有的動植物都是由細胞發育而來,由細胞和細胞產物組成(不能描述為“所有的生物都是由細胞和細胞產物組成的”),因為病毒不是由細胞組成的。1886年,在荷蘭工作的德國人邁耶用水碾碎患有花葉病的煙草植株的葉子,將其汁液註入健康的煙草中。通過對葉片和土壤的分析,邁爾指出煙草花葉病是由細菌引起的。);2.所有細胞在結構和組成上基本相似;3.新的單元格是從現有單元格派生出來的;4.生物疾病是由於其細胞的功能障礙;5.細胞是生物體結構和功能的基本單位;6.生物體通過細胞的活動反映其功能;7.壹個細胞是壹個相對獨立的單位,有自己的生命,在其他細胞組成的整個生命中發揮作用。

生物進化論,或簡稱進化論,是生物學中最基本的理論之壹。

現代生物進化的思想在18世紀中期開始萌芽。18世紀中葉以前,人們受宗教神學或形而上學世界觀的束縛,普遍認為物種是不變的。18世紀中葉以後,隨著地質學、比較解剖學和胚胎學的發展,提出了生物物種進化的觀點。然而,從進化思想的萌芽到達爾文進化論的建立,經歷了100多年。

法國科學家布豐是進化論的先驅之壹,發表過許多關於進化論的觀點。在《自然史》中,他試圖描述壹部從恒星、太陽系到地球,再到地球上的生物和非生物時期的完整的自然發展史和現實的自然圖景。布豐認為物種是可變的,生物變異的原因在於環境的變化。當環境發生變化時,生物會發生相應的變異,這些變異會遺傳給後代。

法國科學家拉馬克在研究動物和化石的基礎上,認為今天的生物是由古代生物進化而來的,提出了“用進廢退”和“獲得性遺傳”等理論。拉馬克的進化論是法國進化思想發展的頂峰。然而,他的進化論在當時並沒有被廣泛接受,不僅因為他拿不出更多的事實來證明他的理論,還因為他遇到了壹個強大的對手——巨。

1859 165438+10月,英國博物學家達爾文出版了《物種起源》,他在書中建立了劃時代的進化論。在《物種起源》中,達爾文用大量豐富的材料系統地闡述了他的進化論思想。《物種起源》的出版引起了激烈的爭論,尤其是進化論和宗教界的鬥爭。1860年6月28日,在教會和壹些保守科學家的策劃下,英國科學協會在牛津大學召開了為期三天的研討會,名為討論達爾文的理論,實則抨擊進化論。這場爭論以教會神創論的失敗和進化論的勝利而告終。

達爾文的生物進化論可以概括為:1。生物是進化的,既不是上帝創造的,也不是不可改變的。2.變異是生物學中的普遍現象,變異的基本原因是生活條件的變化。3.新物種可以通過人工培育產生。4.相似的生物起源於壹個共同的祖先,忠誠生物的終極起源是單壹的。5.在自然界,生物物種是自然選擇產生的;自然選擇是通過生存鬥爭實現的;生存競爭的結果是“物競天擇,適者生存”,這是生物進化的基本規律。達爾文的生存鬥爭包括種內鬥爭、種間鬥爭和自然環境鬥爭。6.達爾文還認為,生物不僅有變異,還有遺傳,既保證了物種的繁衍,又保證了有利的變異傳遞給後代。有益的變異在代代相傳中逐漸積累,最終可以產生新的物種。總之,達爾文對生物進化給出了壹個有規律的解釋。達爾文的進化論,從生物與環境相互作用的角度出發,認為生物的變異、遺傳和自然選擇可以導致生物的適應性變化。因為它以充分的科學事實為依據,經得起時間的考驗,壹百多年來在學術界產生了深遠的影響。

進化論有三個經典證據:比較解剖學、古生物學和胚胎發育復現規律。

不足:1是缺乏過渡化石;2是地球的年齡;三個困難是最致命的:達爾文找不到合理的遺傳機制來解釋自然選擇。

補充:新達爾文主義產生於19年底,由德國生物學家魏斯曼創立。美國遺傳學家摩根(T.H. Morgan)和英國遺傳學家湯姆森(J.A. Thomson)也是頗具影響力的新達爾文主義者。1896年,G.J. Romanes首次將這壹理論稱為“新達爾文主義”。現代遺傳學之父孟德爾通過豌豆實驗發現了遺傳、分離和自由組合的規律。

在孟德爾之前,對於孩子像父母壹樣的遺傳現象,沒有明確的科學解釋。孟德爾為未來的遺傳因素理論奠定了框架,這壹發現具有歷史性意義。遺憾的是,在孟德爾去世之前,這壹發現並沒有得到足夠的重視。然而,它並沒有被完全埋葬。《大英百科全書》1881版已經介紹了孟德爾的研究。孟德爾通過豌豆實驗發現了獨立分布定律。孟德爾將豌豆高、莖短、有無皺紋等多個性狀的種子雜交,發現種子每個性狀的遺傳方式互不影響,每個性狀都符合顯性原理和分離現象,稱為獨立分布定律。另外值得壹提的是,孟德爾死後,人們發現這個定律只有在壹定條件下才能成立。

魏斯曼

魏斯曼首次將種質(生殖細胞)與體質(體細胞,如神經細胞、肌肉細胞)區分開來,強調種質起生殖和遺傳作用,具有穩定性和連續性,可以代代相傳;但體質只能自我繁殖,產生和自然界壹樣的細胞,其功能是從事各種營養活動。這壹理論在壹定程度上促進了生物學的發展。主要代表作:《種質論》、《進化講座》。

魏斯曼在1892年通過研究蠅類的進化、水蚤的繁殖行為以及剪鼠尾對遺傳的影響,提出了種質連續性理論。基本觀點:1。生物由種質和體質組成,遺傳必須通過種質,與體質無關;後天性狀是生理變化,不能遺傳。2.他認為自然選擇是進化的唯壹機制,自然選擇的對象是種質。

不同時期的演變和演變概要圖