第5生物学诞生与发展

AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY科学技术史概论

策划：徐建培邹海林

制作:邹海林计算机辅助教学(CAI)课件信息电子工程学院AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGYE-mail:

第5章生物学的诞生与发展信息电子工程学院AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY科技史概论导言信息电子工程学院

生物学是研究生命体的结构、功能及其发生发展规律的科学，是一个包含生物化学、生物物理学、遗传学、进化论、分子生物学和细胞生物学、神经生物学等多个分支的学科群。生物学在人类的生存和发展中正日益显示出至关重要的作用。AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY科技史概论第五章（下）目录5.2生物学的形成与发展5.2.1生物学的萌芽5.2.2现代生物学的发展5.2.3分子生物学的诞生和发展信息电子工程学院AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY科技史概论5.2.1

生物学的萌芽

信息电子工程学院AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY科技史概论导言

在古代，生物学中的植物学和动物学部分从属于博物学，它的生理学部分从属于医学。到了18世纪，博物学家所积累的物种数目大大增加，生物学客观上面临着由积累材料向整理材料、由经验向理论概括的过度。此时，生物分类学出现了，物种起源问题被提出来，生物进化思想开始萌芽。信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论生物分类学(1)

林耐(C.Linnaeus,1707-1778)生于斯马兰德省拉舒尔特村。1727-1733年先后在隆德大学和乌普萨拉大学学医。1735年侨居荷兰。曾游学欧洲各国，1738年回国。1741年被聘为乌普萨拉大学医学和植物学教授。1753年被选为英国皇家学会会员。信息电子工程学院瑞典生物学家林耐在生物分类学方面作出突出贡献本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论生物分类学(2)信息电子工程学院

18世纪，林耐建立了人为分类体系和双命名法则。1735年，林耐出版了名著《自然系统》。系统说明了生物分类的原则和见解，建立了一套比较完整的分类体系，把当时已知的1.8万种植物分为纲、目、科、属、种。根据雄蕊和雌蕊的类型、大小、数量及相互排列等特征，把植物分为24纲、116目、1000多个属和10000多个种。

瑞典生物学家林耐本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论生物分类学(3)信息电子工程学院林耐一生著作很多：《自然系统》（1735年初版；1758年第10版）;《植物的属》（1737年初版；1764年第6版）;《植物种志》（1753年初版，1762年再版）最为著名。瑞典生物学家林耐的贡献本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论进化思想的萌芽（1）信息电子工程学院法国生物学家布丰提出“物种可变”的观点

布丰（G.L.L.Buffon,1707-1788）曾任法国皇家植物园园长。布丰的主要功绩在于把有机界的发展历史和地球的产生与发展的历史联系起来，把生物及其居住环境联系起来，主张生物的种是可变的，竭力倡导生物转变论，并提出“生物的变异基于环境的影响”的原理。著有《自然史》。本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

巴黎植物和动物园科技史概论

进化思想的萌芽（2）

1753年，布丰化了50年时间完成出版了宏篇巨著《自然史》，书中形象、生动地向人们介绍了自然知识，描绘了物种起源和发展过程。《自然史》一书的重要意义不只是它在科学普及方面的重大影响，更主要是它里面所表达的自然界的进化思想。

信息电子工程学院

布丰的进化思想引起了宗教界的不满，布丰只好公开表示放弃自己的观点，但他内心并不服气，在他后来的著作中继续阐发自己的思想。本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论信息电子工程学院布丰《自然史》扉页本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

布丰首次给出了自然界演化的图景

他在《自然史》和《地球理论》的书中描绘了地球的演化过程：（1）太阳与彗星碰撞形成太阳系，炽热的熔岩冷却形成地球；（2）地球表面发生造山运动，形成山脉和海床；（3）海洋出现；（4）海水冲蚀地表面形成沉积层；（5）出现陆地和陆上植物；（6）陆上出现动物；（7）人类诞生科技史概论进化思想的萌芽（3）信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节法国生物学家拉马克首次提出生物进化的思想AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论

拉马克(J.B.deLamarck,1744-1829)青年时当过兵，随军到过荷兰、比利时等国。复员回到巴黎，在一家银行当小职员。后结识著名学者卢梭，在其指导下开始研究植物学。皇家花园是拉马克研究之地。拉马克一生勤奋，写出了无数本著作，但生活对他始终不公平。居维叶处处打击这位对他有恩和与之观点不同的科学家。77岁双目失明，85岁时在穷困中去世。拉马克进化思想的萌芽（4）信息电子工程学院拉马克首次提出生物进化的思想

1801年，拉马克在《无脊椎动物的分类系统》一书中，根据自己多年的研究成果，第一次提出生物进化的思想。1809年，拉马克出版了《动物哲学》一书，提出了比较完整的生物进化学说。他认为：（1）生物的进化遵循一条由低级到高级、由简单到复杂的阶梯发展序列。

（2）生物的进化并不是严格的直线发展，而是不断分叉，形成树状谱系。本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论进化思想的萌芽（5）信息电子工程学院

在进化机制方面，拉马克认为生物进化的动力有两种：（1）生物体内部固有的向上发展的倾向；（2）外部环境对生物体的影响。拉马克还提出了“用进废退”和“获得性遗传”两条重要法则。本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论进化思想的萌芽（6）信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节

拉马克提出的一个著名的例子是长颈鹿。拉马克设想，古代羚羊为了更多地采集到树叶,便不断伸长脖子、舌头和四肢……这一变化被传给了后代，日久天长，日积月累，古代羚羊就变成了长颈鹿。AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论拉马克艰苦奋斗自强不息的一生

1778年，拉马克完成《法国植物志》一书。1781年，拉马克被聘为国王的植物学顾问，有机会到欧洲各地进行植物考察，回国后为《法国百科全书》写过关于植物学的长篇论文。1793年建立巴黎博物院。从此一直在博物院工作。拉马克后期转向研究动物学，首先把动物区分为脊椎动物和无脊椎动物，创立动物分类学。1809年出版著名《动物学哲学》一书。1815-1822年出版了《无脊椎动物自然史》一书。晚年双目失明，仍坚持科学著述。拉马克是提倡生物进化学说的先驱。与当时占统治地位的物种不变论者进行过激烈斗争。可惜其思想在当时很少为人们接受。信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论5.2.2

现代生物学的发展

信息电子工程学院AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY科技史概论导言

进入19世纪，随着实验条件的改善，作为一门实验科学的生物学取得重大进展，最突出的成就是细胞学说的提出、达尔文的生物进化论的建立和遗传学的诞生。信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论

细胞学说的创立（1）

早在1665年，英国化学家物理学家胡克(R.Hooke,1635-1703)用自制的显微镜观察软木的切片，发现有许多由壁包围着的小室（蜂巢样的构造），他把这种小室称为“细胞”，这一概念被生物学沿用至今，用来表示生物有机体的基本结构单位。信息电子工程学院英国化学家物理学家胡克发现了“细胞”本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论信息电子工程学院英国科学家胡克（1）本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

胡克（R.Hooke,1635-1703）曾在奥克斯福德大学学习两年，没有取得学位，但他在这里结识了波义耳。20岁时，加入了以威尔金森为核心的科学家俱乐部，当了波义耳的实验助手。他为波义耳设计并制造了空气泵，波义耳于1660年利用这一装置发现了著名的波义耳定律。1660年他发表了有关毛细管现象的论文。1665年发表《显微图》一书。他是皇家学会创始人之一，是创始人中唯一一个没有学位称号的。

胡克科技史概论信息电子工程学院

胡克在生物学方面也创下了巨大的业绩。

1665年出版了巨著《微生物》一书。并且用自制的显微镜发现了“细胞”。

右图为胡克《显微图》中的插图：软木塞的细胞结构。AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY科技史概论本章结束本章开始上一节下一节◆

细胞的结构和组成剖视图信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论信息电子工程学院

图为胡克设计的实验装置。下面是显微镜，左上是气压计，右上是磨镜片机。

选自胡克的著作《显微图（1665年）》科技史概论信息电子工程学院胡克《显微图》一书的扉页（1665）上一节本章结束本章开始下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论信息电子工程学院胡克发明的显微镜AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY本章结束本章开始上一节下一节◆

科技史概论英国皇家学会所在的葛莱顿大学，胡克曾在此授课并发表研究成果信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论细胞学说的创立（2）信息电子工程学院

1805年，奥肯（L.Oken,1779-1851）在《论发生》一书中，根据对草履虫的粘液囊泡形态的观察，猜想生命的基本单位是类似这种囊泡的东西——“原胞”，并认为它是从海洋中的无机物“原浆球”表皮逐渐加厚演化而成的。

德国医学家兼自然哲学家奥肯本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论细胞学说的创立（3）

布朗（R.Brown，1773-1858）生于苏格兰蒙特罗斯。曾在阿伯丁大学和爱丁堡大学学习。1795-1798年任英国陆军军官。1801-1805年在大洋洲进行考察，搜集到大量植物标本。1811年被选为英国皇家学会会员。1827年被聘为英国博物馆植物部主任。他还是爱丁堡自然历史学会会员。布朗是第一个不用林耐分类法而改用自然分类法进行植物分类的植物学家。信息电子工程学院

英国植物学家布朗观察到植物细胞核本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论细胞学说的创立（3）信息电子工程学院

布朗研究过4000多种植物生理现象，发现植物细胞核、植物受精方式和花粉作用，确定花与茎轴、化各部分之间关系。1827年发现“布朗运动”。布朗著有《荷兰及文典群岛新植物志序论》（1810）、《澳洲植物志》等书.本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论

细胞学说的创立（4）

普金叶（J.E.Purkinje,1787-1869）等人观察到动物的细胞核。但都未引起人们重视。

1835年前后，普金叶等人从不同的材料中，观察到细胞里存在活着的有生命的质块。信息电子工程学院捷克生理学家普金叶本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论细胞学说的创立（5）信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论

德国植物学家斯莱登作出重要贡献

1838年，斯莱登（M.Schleiden,1804-1881）发表《植物发生论》一文，提出细胞是一切植物结构的基本单位，植物体所有器官组织都是由细胞组成的。植物发育的基本过程就是细胞形成的过程。

细胞学说的创立（6）信息电子工程学院

1839年，施旺(T.Schwann,1810-1881)在《关于动植物的结构和生长的一致性的显微研究》一书中，把斯莱登的学说扩大到动物界，形成了整个生物界的细胞学说。由此细胞学说正式创立。施旺还明确提出形成代谢是细胞生命活动的基本特点。用细胞学说解释一切生物，打破了动物界和植物界的界限，把世界上一百多种动物和三十多种植物在细胞结构的基础上统一起来。德国动物学家施旺将细胞学说推广到动物界本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论细胞学说的创立（7）微耳和

19世纪50年代末，微耳和（R.L.K.Virchow，1821-1902）在《细胞病理学》一书中，总结了40年代的一些研究成果，作出“细胞生自细胞”的论断，从而把细胞学说引入了病理学领域。对细胞理论完善、发展作出重要贡献。信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

德国病理学家微耳和建立细胞病理学科技史概论细胞学说的创立（8）斯特拉斯布格

19世纪70年代末80年代初，斯特拉斯布格（E.Strasburger，1844-1912年）描述了植物细胞的分裂。德国生物学家弗莱明（W.Flemming，1843-1915）阐明了动物细胞的分裂。信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

德国生物学家斯特拉斯布格科技史概论细胞学说的创立（9）威尔逊

1892年，德国解剖学家赫特维希（O.Hertwing，1849-1922）出版了《细胞与组织》一书，试图从细胞的结构与功能来阐述生物现象。1896年美国细胞学家威尔逊（E.B.Wilson，1856-1939年）出版的《细胞》一书，进一步阐述了细胞发育和遗传方面的意义。这两本书的出现，是细胞学形成的重要标志。信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

美国细胞学家威尔逊科技史概论生物进化论的创立（1）

由于《圣经》中上帝创造万物的思想的影响，中世纪以来,欧洲人对生物界的认识一直受神创论的统治，坚持物种不变论的观点。

文艺复兴之后，人们的思想不断变化。一些有自由思想的哲学家表现出不同程度的进化观点。后来，生物学家也不断提出自己的进化理论。从18世纪中期的法国博物学家布丰和19世纪的初期的法国生物学家拉马克，到19世纪中期的英国生物学家达尔文(C.R.Darwin,1809-1882)，经过100多年艰苦斗争，进化论思想才得以确立。信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论生物进化论的创立（2）信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节英国生物学家达尔文的贡献AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

达尔文（C.R.Darwin,1809-1882）生于希罗普郡施鲁斯伯里。从小喜欢采集动植物标本。1825年进入爱丁堡大学学医。期间组织普林尼学会探讨各种科学问题，包括拉马克进化论等。1828年进入剑桥大学神学院学习，仍用大量时间研读自然科学书籍，对昆虫研究发生浓厚兴趣。31岁时的达尔文科技史概论信息电子工程学院达尔文乘坐的“贝格尔”号船

1831年，达尔文以博物学家身份随“贝格尔”号舰环球考察了五年。

本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论贝格尔号舰环球航行路线图生物进化论的创立（3）信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节

1838年，达尔文偶然读到英国经济学家马尔萨斯的著作《人口论》。其关于人类为争夺食物所导致的灾难性竞争的观点，给达尔文留下了深刻印象。他自然想到了自然界生物一定也有类似的生存竞争。马尔萨斯AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论生物进化论的创立（4）信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

1858年夏天，英国青年生物学家华莱士（A.R.Wallace,1823-1913）给达尔文寄来请教的准备发表的一篇进化论论文——“论变种无限地离开其原始模式的倾向”，华莱士用自己的材料，独立地达到了同达尔文完全相同的观点和结论。华莱士英国青年生物学家华莱士科技史概论生物进化论的创立（5）信息电子工程学院本章结束本章开始

达尔文看了华莱士的论文，深感惊讶，准备把进化论的发明权让给这位青年人。达尔文的朋友们深知达尔文的研究情况，为了免得重踏牛顿与莱布尼茨争微积分发明权而造成科学界分裂的教训，赖尔等人建议华莱士的论文和达尔文在1842年和1844年早已写就的230页的详细提纲同时发表，事情就这样妥善解决了。

华莱士上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论生物进化论的创立（6）信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节达尔文的工作AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

达尔文1839年被选为英国皇家学会会员。1878年被选为法国科学院院士。1859年出版《论通过自然选择或生存斗争保存良种的物种起源》（简称《物种起源》）一书。接着又出版了《动物和植物在家养下的变异》（1868）和《人类的由来及性选择》（1871）等书。达尔文科技史概论达尔文确立物种进化论信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

达尔文生物进化论的主要思想是：

（1）生物普遍具有变异现象。在环境条件发生改变的情况下，生物可以在结构、功能上、习性上发生变异。（2）一切生物都具有巨大的繁殖力，繁殖过剩为自然选择提供了必要性和可能性。（3）生物必然为争取生存和传留后代而彼此进行竞争——即生存斗争。达尔文科技史概论达尔文确立物种进化论的意义

达尔文的进化论第一次对整个生物界的发生、发展作出了规律性的解释，并用历史的观点和方法武装了生物学，使生物学各个分支学科相互联系起来，有了共同的理论基础。这是生物学乃至整个自然科学领域里的划时代的变革。信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

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达尔文物种进化论遭到人们激烈反对科技史概论

右图为英国一本书——《巨大的海龙》中的插图，表现了达尔文《物种起源》一书关于人类起源的论述——“人类最早的祖先是外表丑陋、身体矮小、全身长毛、毫无魅力的哺乳动物”。

这从一定程度上表现了当时人们对达尔文进化思想的嘲笑和不理解。信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

《物种起源》问世曾招致各种漫骂和诋毁

这是一幅“人类是某种蠕虫的演变产物”的漫画，所表达的思想在过去曾是嘲笑，而现在却是人们的共识——包括人在内的所有高等动物都是由最低等的生物演变而成。科技史概论达尔文在肯特郡党村的故居

环球航行胡来之后，达尔文在伦敦度过了5年，后因健康状况及科研工作需要宁静的环境，在父亲的资助下，在伦敦的肯特郡买下了一个旧庄园。从1842年入住，直到1882年去世。信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论遗传学的建立——

奥地利生物学家孟德尔的工作信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论

达尔文的进化学说给生物学带来研究有机体进化的历史方法，促进了遗传和变异知识的发展，但达尔文在进化机制方面更多地注意到变异，对遗传则谈及较少。对遗传学进行深入研究并作出重大贡献的是奥地利生物学家孟德尔。孟德尔遗传学的建立——孟德尔的贡献

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科技史概论

孟德尔（G.J.Mendel，1822-1884）生于一个农民家庭。从小爱好园艺。因家贫没有读完大学，入布台恩一所修道院。1847年获牧师职位。1850年到维也纳大学理学院深造。其间参加了维也纳动植物学会。1853年夏回布台恩，在时代学校任动植物学教师。结合教学从事植物杂交试验工作。1865年在布台恩自然科学协会上发表《植物杂交实验》论文，首先提出遗传单位（现叫基因）概念，阐明遗传规律，被称为“孟德尔规律”。孟德尔

当时，孟德尔从事豌豆遗传学实验研究的花园。

信息电子工程学院科技史概论信息电子工程学院1/4纯高株

矮株

纯种高株高株

非纯高株纯矮株1/42/4自花授粉矮株

矮株

矮株

纯种一代代高株

高株

高株

纯种1/3一代代高株

高株

高株

矮株非纯种1：3其余

孟德尔豌豆实验示意图AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY本章结束本章开始上一节下一节◆

科技史概论信息电子工程学院

孟德尔遗传规律：

植物种子内存在稳定的遗传因子，它控制着物种的性状，每一性状由来自父本和母本的一对遗传因子所控制，它们只有一方表现出来，另一方不表现出来，不表现的一方并不消失，它在下一代会以四分之一比例重新表现出来。AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY本章结束本章开始上一节下一节◆

科技史概论孟德尔和修道士在一起信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论遗传学的建立——孟德尔的贡献

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科技史概论

孟德尔是近代遗传学奠基者。但孟德尔遗传规律的发现当时并未受学术界重视，直到1900年，孟德尔逝世16年后，才有荷兰植物学家德弗里斯、德国植物学家科伦斯和奥地利植物学家西森内格-切马克分别予以证实，成为近代遗传学基础。孟德尔遗传规律的再发现

20世纪第一春，荷兰科学家德弗里斯（H.deVries，1848-1935）、德国科学家科伦斯(C.E.Correns,1864-1933)和奥地利科学家西森内格-切马克（E.vonSeysenegg-Tschermak，1871-1962）。当时，在从事植物的杂交实验工作时，得到了孟德尔早已得出自己正要得出的结论。更加证实了孟德尔遗传规律的价值。信息电子工程学院AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY本章结束本章开始上一节下一节◆

科技史概论

德弗里斯科伦斯西森内格-切马克遗传学建立过程中——

英国遗传学家贝特生的遗憾信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论

贝特生（W.Bateson，1861-1926）在三位孟德尔遗传规律重新发现者提出他们的研究成果之前，就独立提出了孟德尔当年工作所运用的同样方法。后来，他又创造了今天在遗传学中仍为大家所遵循的一些术语。1906年，提出“遗传学”这一学科。遗憾的是贝特生却反对染色体理论，并阻止自己的学生关注有关染色体的研究，坚持认为染色体不可能与孟德尔遗传规律有什么关系.遗传学的建立——

德国生物学家魏斯曼的贡献

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科技史概论

魏斯曼的研究，奠定了现代分子生物学的基础。

为遗传学作出贡献的还有德国生物学家魏斯曼(AWeismann，1834-1914)。魏斯曼早年在哥廷根学医，后放弃医学专门研究动物学。1865年发表了《作为遗传理论基础的物质连续性》的论文，指出：遗传是有一定化学成分的、首先是具有一定分子性质的物质，从亲代向子代传递实现。他还通过对细胞分裂和多方面的显微研究指出：细胞分裂的复杂机制，实际上其唯一意义在于分裂染色体，而染色体是细胞核内最重要的成分。魏斯曼

遗传学的建立——

德国解剖学家W.弗莱明的贡献信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

1879年，德国解剖学家W.弗莱明（W.Flemming,1843-1905）运用染色的方法观察细胞，发现细胞中的有些部分能吸收某些染料，他称这些物质为染色质。1882年，弗莱明发现在细胞分裂过程中，开始时染色质先是缩成短短的线状体（即染色体），接着染色体的数目增加一倍，分裂完毕，两个子细胞各分得与母细胞数目相同的染色质。由于当时弗莱明不知道孟德尔的遗传学说，因而也没有深究染色体在遗传学上的意义。W.弗莱明科技史概论

遗传学的建立——

美国生物学家萨顿的贡献

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1904年，萨顿(W.S.Sutton,1877-1916)证明了染色体总是成对存在，而每个性细胞只具有每一对染色体中的一个。针对染色体数目少而遗传特征多样的情况，萨顿提出每一条染色体上带有多个遗传因子。

萨顿科技史概论遗传学的建立——

美国生物学家摩尔根的贡献信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

摩尔根（T.H.Morgan,1866-1945）生于弗吉尼亚州列克星顿。曾在肯塔基大学和获普金斯大学学习生物学。1891-1904年任布林马尔大学动物学副教授。后来相继担任哥伦比亚大学实验动物学教授、加利福尼亚理工学院生物学教授。1919年被选为英国皇家学会会员。1927-1931年任美国国家科学院院长。1929-1930年任美国科学促进会主席。1933年获诺贝尔生理学和医学奖。摩尔根科技史概论遗传学的诞生——

摩尔根建立完整的基因遗传理论体系

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1909年，摩尔根开始选用果蝇做遗传学实验。1910年，他发表了关于果蝇性连锁遗传的论文，将基因和染色体行为联系起来，发现了基因连锁现象，并绘制了基因染色体的连锁图。从而发展了染色体遗传学说，并证明了作为“遗传单位”的基因在染色体上做直线排列。摩尔根科技史概论信息电子工程学院AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY本章结束本章开始上一节下一节◆

科技史概论遗传学的诞生——

摩尔根建立完整的基因遗传理论体系

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1915年，摩尔根和他的合作者出版了《孟德尔遗传学原理》，1919年和1926年又相继出版了《遗传的物质基础》和《基因论》等著作，建立了完整的基因遗传理论体系，将孟德尔的性遗传学推进到细胞遗传学的新阶段。摩尔根也因此获得了1933年诺贝尔生理和医学奖。摩尔根科技史概论摩尔根主要著作：信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

《进化与适应》（1903年）《实验动物学》（1907年）《遗传与性别》（1913年）《遗传的物理基础》（1919年）《进化的科学基础》（1932年）《基因论》（1926年）《胚胎学与遗传学》（1933年）摩尔根科技史概论5.2.3

分子生物学的诞生和发展信息电子工程学院AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY科技史概论导言

分子生物学是20世纪50年代兴起的一门新学科，它主要研究在各种生命过程中生物大分子的结构及其功能之间的关系。所谓生物大分子是指细胞成分中的高分子聚合物，即蛋白质、核酸、糖类、脂肪和它们相结合的产物。1953年，DNA双螺旋结构模型的阐明，标志着分子生物学的诞生。信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论蛋白质的研究——

德国化学家费舍尔的工作信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

19世纪末20世纪初，德国化学家费舍尔(E.Fischer，1852-1919)等科学家经过研究发现了三种氨基酸，并提出了蛋白质结构的肽键理论，即蛋白质是由许多氨基酸以肽键连接起来的链状高分子结构。肽键是一个氨基酸分子上的羧基同另一个氨基酸分子上氨基相连接成的化学键。1907年，费舍尔在实验室合成了18肽的长链分子，从而地证明了蛋白质结构的肽键理论的正确性。费舍尔科技史概论信息电子工程学院蛋白质由20种氨基酸按不同的组合方式构成，蛋白质是一切生命的基础。本章结束本章开始上一节下一节◆

AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY科技史概论信息电子工程学院氨基酸的结构科技史概论核酸的研究——

瑞士生物化学家米歇尔的工作信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

1868年，瑞士年轻的生物化学家米歇尔（J.F.Miescher,1844-1895）用胃蛋白酶水解从病人绷带上取下来的脓细胞，发现了一种不同于蛋白质的含磷物质，称之为“核质”。后来有人发现“核质”呈酸性，故改称“核酸”。米歇尔科技史概论核酸的研究——

美国化学家列文发现RNA和DNA信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论1911年，俄裔美国化学家列文（P.A.T.Levene,1869-1940）系统研究核酸的结构，发现核酸有两种：一种是所谓核糖核酸——RNA,另一种是所谓脱氧核糖核酸——DNA。

列文建立了一个简单的核酸结构模型。列文DNA结构的研究（1）——

美国细菌学家艾弗里的工作信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论

1944年，艾弗里(O.T.Avery,1877-1955)领导的小组，在研究肺炎球菌时，发现不同种的肺炎双球菌之间的转化因子是脱氧核糖核酸——DNA。第一次用实验证明了遗传信息的载体是DNA而不是蛋白质。但是，艾弗里的工作没有马上得到公认，人们怀疑艾弗里所提取的转化因子不是纯粹的DNA，可能还有蛋白质。

后来，美国科学家又进行了噬菌体感染实验，用同位素硫和磷分别标记噬菌体的外壳蛋白质和DNA，进行遗传信息传递的研究，获得了DNA是遗传物质的直接证据。德裔美国生物学家德尔布吕克

对艾弗里结论的支持信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论

艾弗里的工作并未得到人们的公认，人们甚至怀疑艾弗里所提取的转化因子并不是纯粹的DNA。

不久之后，美国美国生物学家德尔布吕克（MaxDelbruck,1906-1981）关于噬菌体的研究有力地支持了艾弗里的结论。实验中发现噬菌体反之过程中，只是将自己的DNA注入细菌体。德尔布吕克DNA结构的研究（2）——

奥地利生物化学家查伽夫的工作信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论

1952年，奥地利生物化学家查伽夫（E.Chargaff，1905-1995）通过实验发现4种碱基的含量并不相等，从而否定了列文提出的“四核苷酸假说”。查伽夫的工作为后来DNA双螺旋结构中起重要作用的碱基配对原则奠定了科学基础。查伽夫DNA结构的研究（3）信息电子工程学院AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY科技史概论

从30年代末到50年代，奥地利出生的晶体学家佩鲁茨(M.F.Perutz，1914-)和英国化学家肯德鲁（J.C.Kendrew，1917-）在英国剑桥大学卡文迪许实验室用X射线衍射法，研究并弄清了血红蛋白和肌蛋白的详细结构。他们创造了把重原子引入蛋白质分子的分析方法和应用电子计算机处理衍射数据的方法。佩鲁茨和肯德鲁（右）本章结束本章开始上一节下一节◆

DNA结构的研究——

维尔金斯和弗兰克林的研究

英国生物物理学家维尔金斯（M.H.F.Wilkins,1916-）和女科学家弗兰克林(R.Franklin,1920-1958)小组也在进行DNA晶体结构的研究，并拍下了非常清晰的DNA纤维的X射线衍射图。

维尔金斯弗兰克林信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

科技史概论DNA结构的研究——

美国科学家鲍林的研究信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

美国加州理工学院的科学家鲍林（L.C.Pauling，1901-1994）等人，也在进行DNA晶体结构的研究工作，并取得丰富成果。

鲍林从化学角度解决了DNA的结构问题，认识到DNA的多链和氢键问题，但未能掌握X射线晶体分析方面的最新成果，也不能运用功能和信息的方法研究基因复制，因此对碱基互补问题束手无策。尽管他知道核酸内有嘌呤和嘧啶，但他始终没有想到碱基配对问题。

鲍林科技史概论DNA结构的研究——

克里克和沃森的贡献信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

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最后完成DNA结构建立的是英国物理学家克里克（左）和美国生物学家沃森。

他们在他人研究的基础上发现了DNA双螺旋结构。1953年克里克和沃森DNA结构的研究——

克里克和沃森的工作信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

美国遗传学家沃森（J.D.Watson，1928-）生于芝加哥。1947年毕业于芝加哥大学，获理学士学位。1961年获理学博士学位。1951-1953年在英国剑桥大学卡文迪许实验室从事研究工作。1956年到哈佛大学任教，1961年成为教授。是美国国家科学院院士。沃森主要研究分子生物学。与英国生物学家克里克共同阐明了DNA分子的双螺旋结构。沃森科技史概论DNA结构的研究——

克里克和沃森的工作信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆

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英国生物学家克里克(F.Crick,1916-)生于北安普敦。1938年毕业于伦敦大学，获理学士学位。

1953年，克里克与沃森，根据英国生物物理学家维尔金斯对DNA的X线衍射资料及碱基含量分析、键长键角资料和酸减滴定行为等数据，提出了双螺旋结构模型。

1962年沃森与克里克、维尔金斯共获诺贝尔生理学和医学奖。克里克

关于DNA结构的研究信息电子工程学院AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY本章结束本章开始上一节下一节◆

DNA双螺旋结构

两条螺旋链之间四种碱基配对结构：腺嘌呤（A）和胸腺嘧啶（T），鸟