科学技术史（第2版） 第二篇 课件 第十一章 探索生命的奥秘

第十一章探索生命的奥秘对人体结构的研究血液循环的发现从细胞的发现到细胞学说微生物的发现和研究对生物的系统分类生物进化理论目

录对人体结构的研究佛罗伦萨的画家波提切利、达·芬奇和德国的丢勒为画画和绘图，都研究了透视学和解剖学。达·芬奇通过大量的尸体解剖，对人体构造有了相当深入的了解，并将其用图表示出来。他甚至具有“血液循环”概念的雏形，再前进一步就会由解剖学进入生理学。法国医生让·费内尔和比利时出生的医生维萨留斯，是人体结构研究的开创者。维萨留斯29岁写成的《人体的构造》一书。维萨留斯血液循环的发现维萨留斯的同学塞尔维特的《基督教的复兴》中记载了作者对血液肺循环的重要发现，可惜在当时未引起足够重视。法布里修斯1603年发表了《论静脉的瓣膜》一书，但他没有弄明白瓣膜的作用是使血液单向流回心脏，真正理解这一点并发现了人体血液大循环的是他的一个英国学生哈维。哈维通过绑扎上臂血管和计算心脏血流量两个实验做出了划时代的发现绑扎上臂血管时，下方动脉平，静脉鼓；上方则是动脉鼓，静脉平。这表明动脉和静脉中血流相反，构成回路。哈维从细胞的发现到细胞学说在哈维发现血液循环后，生物个体方面的研究就更加深入了。这种研究的深入首先是由于显微镜的应用。一般认为，显微镜是荷兰人詹森在16世纪末发明的，伽利略和惠更斯改进了它。1665年，英国人胡克在用显微镜观察软木切片时发现了细胞。随之，已运用显微镜发现毛细血管的列文虎克发现了微生物和动物的精子，德格拉夫则发现了卵子。在动物精子被发现后，人们在解释生物个体发生过程方面形成了所谓预成论和渐成论两种观点。荷兰人詹森

显微镜

德国学者沃尔夫用显微镜仔细观察了植物的叶、花、果的形成过程后，发现它们不是预成的，而是由一些微小的“突起”发展出来的。在德国从事生物学研究的冯·贝尔发展了胚胎发育理论，彻底打击了预成论，他对比较胚胎学的研究还影响了达尔文的思想。自从胡克发现细胞以来，经过100年的研究，一种完整的细胞学说在19世纪30年代终于形成了。1838年，德国人施莱登发表了《植物发生论》一文，提出细胞是一切植物体的基本单位，植物发育的过程就是新细胞形成的过程。德国人施莱登

微生物的发现和研究1669年，列文虎克用放大倍数近300倍的显微镜观察了一个不刷牙的老人的口腔，发现“在一个人口腔的牙垢里生活的生物。这种生物就是微生物。他把自己的发现写成报告，寄给了英国皇家学会。这一发现开创了一个新的生物研究领域。法国人巴斯德在1857年用显微镜发现细小的酵母菌是发酵的根源。1864年，他做的肉汤实验推翻了微生物的自然发生说。法国人巴斯德

1865年，英国医生李斯特受巴斯德实验的启发，发明了用苯酚做消毒（防腐）剂的方法。这种消毒剂能防止外科手术后伤口的腐烂，大大降低了手术死亡率。此后，法国医生达凡恩（Davenne）在1873年发明了更温和的消毒剂——碘酒。德国医生科赫则发现了引起炭疽的杆菌和多种病原菌。德国人黑尔利盖、法国人布森高和英国人吉尔伯特、劳斯等人都发现了豆科植物根瘤菌的固氮作用。英国医生李斯特

对生物的系统分类近代欧洲人在研究生物个体的结构组织及发育过程时，也在考察生物种群间的关系——对不同的生物进行分类。意大利人契沙尔比诺和马尔比基把生物看成不连续的、界限分明的类群，以生物的少数特征（如生殖器官的性质）为依据对生物进行分类，这便是所谓人为分类法。荷兰人洛比留斯、瑞士人鲍兴和英国人约翰·雷则注重生物之间的连续性，他们按照许多生物的共同特征进行分类，试图找到不同生物之间的亲缘关系，这便是所谓自然分类法。英国人约翰·雷

1735年，瑞典人林耐的《自然系统》一书出版。在这本书中，林耐对当时欧洲人已知的植物做了系统的分类，采用了纲、目、属、种等分类阶元，被沿用至今。林耐初步建立了“二名法”，即双名命名制，将以往紊乱的植物名称归于统一，对植物分类研究的进展影响很大。《自然系统》被视为生物学发展的里程碑。林耐主要采用人为分类法，但也注意种间的亲缘关系。瑞典人林耐

生物进化理论生物进化思想最初是由一些博物学家提出的。法国启蒙运动时代的博物学家布丰认为不同的物种可能是由一种或几种共同的祖先传续而来的，但这种传续可能不是由简单向复杂和完善的进化，而可能是反向的退化。拉马克是一位由研究植物转向研究无脊椎动物的博物学家，他的主要著作《动物哲学》奠定了现代无脊椎动物分类的基础。德国生物学家魏斯曼割掉了连续22代中1592只老鼠的尾巴，但它们的下一代却仍有尾巴。他认为在生物世代遗传过程中，起关键作用的是先天的“种质”，而不是后天的获得性或体质变化。德国生物学家魏斯曼居维叶在1812年出版了《骨化石》，并复原了150种绝种的哺乳类动物标本。居维叶认为，动物是由脊椎型、软体型、节足型和辐射型等四种原型构成的。1859年，英国人达尔文的《物种起源》一书出版，标志着生物进化论的诞生。达尔文的进化论立足于丰富的观察材料，有广阔的理论视野，对生物的进化做了总体上的说明，引起了一场生物学革命。居维叶

根据达尔文的理论，生存斗争和自然选择是生物界的普遍规律。达尔文的著作用大量事实和严密论证说明生物物种不是被造物主分别创造出来的，而是由简单的物种演化而来的，给生命世界引入了发展和变化的思想，使人们不再把动物与植物之间、动物与人之间的区别看作神圣的和绝对的。1831—1836年，达尔文由他在剑桥大学的老师们推荐，作为博物学家乘贝格尔号海军勘探船参加了由政府组织的南太平洋考察。达尔文

在达尔文研究的同时，英国的另一位博物学家华莱士也通过研究和远洋考察形成了与达尔文相同的生物进化思想。当然，达尔文并没有把生命进化的全部过程和细节搞清楚，他的理论，除了不可辩驳的推论，还有不少发散的猜测，某些结论也经不起推敲。具体来看，达尔文只强调了个体的变异怎样得到保存和发展，而对引起个体变异的内在原因、过程和机制却没有进行深入研究。达尔文进化论

小

结

维萨留斯在大学上课时边解剖边讲解，还写了《人体的构造》一书。塞尔维特发现人体血液的肺循环。哈维《动物心血运动的解剖研究》完整描述了人体的血液循环，马尔比基和列文虎克用显微镜观察到毛细血管。这为科学的生理学奠定了基础。近代科学家还用显微镜发现了细胞，研讨了生殖细胞，形成了关于生命发生的预成论和渐成论。到19世纪，施莱登和施旺提出细胞学说，认为细胞是动植物体的基本单位，动植物的发育就是新细胞形成的过程，这一学说被应用于胚胎学和病理学。思考题1、维萨留斯的重要著作是什么？他的研究有什么意义？2、了解血液循环的发现过程。这一发现有何意义？3、哈维在发现血液循环时做了哪两个重要实验？4、细胞生物学的发展依赖于哪种重要仪器？5、什么是预成论？什么是渐成论？6、了解细胞的发现、细胞学说的提出及内容。7、微生物是谁最先发现的？是怎样发现的？8、什么是自然发生说？巴斯德的肉汤实验说明了什么？9、什么是人为分类法？什么是自然分类法？了解林耐的成就。10、了解达尔文进化论的内容和意义，并了解其引发的问题。延伸阅读1、［英］威廉·哈维：《心血运动论》，田洺译，武汉出版社，1992。2、［美］洛伊斯·N玛格纳：《生命科学史》，李难、崔极谦、王水平译，董纪龙校，百花文艺出版社，2002。3、［法］乔治·布封：《自然史》，陈焕文编译，人民日报出版社，2008。4、［英］达尔文：《物种起源（修订版）》，周建人、叶笃庄、方宗熙译，叶笃庄修订，商务印书馆，1995。5、CharlesW

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