生物学史复习题

生物学史复习题

一、生物学史的内涵、研究对象及研究内容。

内涵：生物学史是研究生物学的产生与发展，揭示其发展规律的历史科学。

研究对象：前人探究生物学知识的科学过程,包括科学家的思维过程（好奇心、求知欲、质疑、推理等）和研究方法。

研究内容：1)生物学的形成与发展；

2)生物学在人类社会发展中的地位和作用；

3)人类社会（尤其是创新意识）对生物学发展的影响；

4)科学方法论对生物学发展的影响。

二、学习生物学史有何意义？

1、揭示了人们思考和解决生物学问题的思想历程

思想受文化背景和科技水平制约，生物学新知识的产生需要首先从思想方法上有所突破。“物种演变”思想是对“物种不变”思想的突破。思想影响认识。反过来，通过对事物的科学探究，获得对事物的正确认识，又会改变人的思想，认识上产生一次飞跃。

2、展示了生命科学各个分支学科形成的历史

它能够从整体上告诉我们各个学科是在解决什么问题的过程中发展起来的，还能告诉我们各个学科之间的联系。这有助于研究者发现尚未解决的问题和需要进一步解决的问题，有助于学习者建立知识点之间的联系，建构完整的知识结构。

3、揭示了自然科学的本质

自然科学的本质特征：定量化；观察、实验；在自我更正中完善和积累。

4、展示了人们的合作过程

生命科学史展示了在探究知识的过程中，相同研究方向的人们之间和不同研究方向的人们之间的合作。

5、展示了各种观点的碰撞和论争过程

生命科学史展示了在探究知识的过程中科学家所持观点之间的碰撞和论争，在碰撞与论争中，知识得到不断的澄清。

6、展示了成功的实验与选择合适的实验对象是分不开的

7、呈现着科学家的科学态度、科学精神和科学世界观

科学态度:实事求是；

科学精神:敢于怀疑、敢于求真、敢于创新；

科学世界观:世界是可知的，关注科技发展对社会的影响，养成负责任的态度。

三、亚里士多德思想的缺陷

1、在没有了解事物本质之前，急于解决“为什么”的问题，往往容易导致错误的结论。

如：亚里士多德解释呼吸的目的：使空气与血液接触，以冷却血液，这一结论明显是错误的。

2、关于世界的起源和性质的设想

（1）持续时间短的静止世界（犹太-基督教创造世界）；

（2）持续时间无限的静止世界（亚里士多德的世界观）；

（3）循环变化的世界，鼎盛期与衰败期交相更替；

（4）逐渐进化的世界（拉马克，达尔文的观点）。

亚里士多德坚信世界基本完美无缺从而排除了进化的观点。

3、他认为人是最完善的动物，而其它动物都是低劣的、有缺陷的，因此在描述动物的特征时总要与人作比较。

如：海豹缺乏外耳，他认为这是一种畸形。

他认为女人也是男人缺少某些器官的产物。在新个体产生过程中，男人提供“形”的要素（产生和发育的动力）即精液，而女人则贡献以经血为主的质料。

四、论述盖仑的“三精气学说”，该学说有何主要缺陷？

他从生命最终取决于空气（气）概念出发，提出了“三精气说”。即人体内有三种“精气”：自然精气、生命精气、动物精气。

1、自然精气：产生于肝脏，由静脉运输；盖仑认为，食物经过消化，变成乳糜，经门静脉输入肝脏，形成血液并加入在那里产生的自然精气，再由静脉将充满自然精气和营养物质的血液送到身体各部，提供营养和生长；

2、生命精气：产生于心脏，由动脉运输；盖仑认为，心脏产生的生命精气，它是热的，加入动脉血中，并由动脉送至全身，使身体各部分温暖和活化；

3、动物精气：产生于脑，由神经运输。盖仑认为，有一部分动脉血送向脑，脑产生的动物精气由神经传送到全身，使机体生成感觉和运动。

盖仑的“三精气学说”的主要缺陷：

由于他对宗教的信仰和当时知识水平的局限，他的理论不可避免地有许多错误，但由于迷信权威，竟在相当长的时期内阻碍了生理学的发展，直到1000多年后，英国的哈维才鼓起勇气将它推倒。

1、盖仑是神创论者，他认为神的智慧创造的世界和生物。加之“三精气学说”符合基督教“三位一体”的教义，因此，盖仑的著作很容易被基督教徒和穆斯林接受。他试图用实验证明造物主的力量和智慧，展示神在设计万物时的伟大构想。

2、盖仑的最大错误是认为动脉、静脉是两种互相隔离的脉管系统，不互相沟通。

他认为血液在这两种脉管内部像潮水时涨时落那样作前后进退的运动；左右心室间隔上存在着许多纤细的、肉眼看不见的“小孔”，血液可以通道这些小孔不断地从右心室渗向左心室。

3、他认为神经与血管同样是中空的。这些“精气”送至全身组织后，被组织利用。剩下的“废气”则由人的呼气排出体外，就如通过烟囱把燃烧生成的“烟尘”排向大气一样。

4、以动物的解剖结构来代表人。

如：认为人的肝脏是5叶的，大腿骨是弯曲的等。这在狗是对的，但在人是错误的。他否认心脏是肌肉的，因此认为心脏搏动是膨胀，而不是收缩

五、试述维萨里和哈维的主要贡献。

安德烈·维萨里：比利时人，是著名的医生和解剖学家，近代人体解剖学的创始人。维萨里与哥白尼齐名，是科学革命的两大代表人物之一。维萨里经常与学生一起，深夜里在城市郊外，寻找墓地，掘墓盗取尸骨；或者趁更深人静之际，独个儿出去，把绞刑架上已经腐烂不堪、发出恶臭的尸体放下来，割下有用的肢体，包起来藏在大衣里面带回家，然后彻夜工作，研究人体秘密。因而被称为“盗尸医学家”。他冒着受宗教迫害的危险，亲自从事人体解剖，著有《人体构造》（1543年）这一伟大的解剖学巨著，全书共七册，系统完善地记述了人体各器官系统的形态构造，纠正了很多Galen的错误论点，为医学的新发展开辟了道路。

1.唯物主义的治学方法和解剖学的成就

维萨里在他的《人体构造》一书中这样写道：“我在这里并不是无端挑剔盖仑的缺点。相反，我肯定盖仑是一位伟大的解剖学家，他解剖过很多动物。但限于条件，就是没有解剖过人体，以致造成很多错误，在一门简单的解剖学课程中，我能指出他二百种错误。”

2.勇于实践、寻求真理

维萨里这种勇于实践、寻求真理的精神和他这本书的发表引起了当时的解剖学家和医生们的震惊。盖仑的后继者们更是疯狂地攻击维萨里。宗教的书报检查机关严密地检查了他的解剖学著作，竟以荒谬的所谓的“根据”攻击维萨里。

3.勇于实践、寻求真理

这“根据”就是《圣经》：男人身上的肋骨应该比女人少一根，因为圣经上说，上帝命令亚当抽去一根肋骨变成夏娃。再如：维萨里在书中说人的股骨是直的，而不是像狗的那样是弯的。他们却硬说什么：人体结构自盖仑时代以来有了变化，人们现在之所以看到人的腿骨是直的而不是弯的，是由于当代人穿紧腿窄裤把腿骨弄直的。假如不是人为的结果，在自然状态下人腿还应该是弯的

威廉·哈维（1578～1657）：英国17世纪著名的生理学家和医生。他发现了血液循环的规律，奠定了近代生理科学发展的基础。

哈维从老师的发现中受到启发，他从实验入手，做了绑扎人体上臂血管和计算血流量的实验。

他发现，当用丝带扎紧人的上臂时，丝带下方的静脉鼓起来，动脉却变得扁平；在丝带另一方，动脉膨鼓起来，静脉变平。这表明，动脉和静脉中血液流动的方向相反：一个从心脏流向肢端，一个从肢端流回心脏。

哈维还对动物搏动着的心脏进行了仔细观察。他发现，左右心房和左右心室的房室口的瓣膜是单向阀，静脉中的静脉瓣也是单向

阀。很明显，血液从心脏里被推送出来后，沿着动脉流到全身，又循着静脉回到心脏，瓣膜起到防止血液倒流的作用。

通过观察动物搏动着的心脏，哈维还对血流量进行了计算。他发现，心脏每半小时搏送出来的血量将超过全身所含的血液总量。

盖伦认为血液是由肝脏制造出来的，哈维从血流量的计算感到，肝脏不可能在半小时内造出这么多血，而且血液也不可能在肢体末端这么快地吸收掉。

唯一可能的是，血液在全身沿着一个闭合路径作循环运动。哈维提出了血液循环学说：静脉血从右心房进入右心室，然后流入肺中，在那里接触空气，暗红的静脉血变成鲜红的血液，流回左心房，再从左心室进入动脉血管中，流遍全身；血液逐渐变成暗红色，再通过静脉流回右心房，一个循环完成。

心脏的不断搏动，推动着血液循环不止地流动。

哈维在1616年公布了他的发现，1628年出版了《心血运动论》一书，系统地阐述了他的理论。在书中，哈维用大量实验材料论证了血液的循环运动。

他特别强调了心脏在血液循环中的重要作用，通过对40种不同动物的解剖观察，他证明心脏的收缩和舒张是血液循环的原动力。他把心脏比作水泵，并认为心脏在人体中的地位，就像宇宙中的太阳，而太阳是宇宙的心脏。《心血运动论》同维萨里的《人体的构造》一样，也遭到了当时学术界、医学界、宗教界权威人士的攻击，但由于哈维当时是英国国王查理一世的御医，才使他没有像维萨里那样付出生命的代价。

六、试述生物进化理论的发展、演化。

生物进化论简称进化论，是生物学最基本的理论之一。

进化（Evolution），是指生物在变异、遗传与自然选择作用下的演变发展，物种淘汰和物种产生过程。生物进化论最早是由查尔斯·罗伯特·达尔文提出的，在其名著《物种起源》有详细的论述。进化论有三大经典证据：比较解剖学、古生物学和胚胎发育重演律。

生物进化理论的发展主要经历了以下几个阶段：神创论、拉马克的进化学说、达尔文的自然选择学说、新达尔文主义、现代达尔文主义（现化生物进化理论）。

1.神创论：十八世纪的欧洲是宗教的世纪,神创论压抑着生物学科的发展。“万事万物皆由神创”是条当时的“真理”,神创造了世界,那么事物就不会改变,就连当时的生物学家林耐也承认神创论。这一定律直到了拉马克的出现才被打破。

2.拉马克的进化学说：

内容：⑴环境对生物的影响

拉马克认为一切生物都具有变异性。环境条件的变化是生物产生变异的根本原因,生物的多样性是环境多样性直接或间接影响的结果。

⑵用进废退与获得性遗传

用进废退与获得性遗传是拉马克进化学说的核心。

拉马克认为,生物在新的环境直接影响下,某些器官经常使用就发达增大,不使用的器官就削弱或衰退，直至消灭。拉马克认为上述的变化是可以遗传的,即获得性遗传。生物经过这样长期地不断地加强和完善适应性状,便能形成新种。通过这些后天的获得性遗传,使生物持续演变,不断进化。

⑶生物具有按等级向上发展的倾向

拉马克不仅肯定了生物的进化,而且提出向上发展的方向。他认为生物的形态结构、生理机能都是由简单向复杂,由低级向高级的方向进化,这种进化是连续、缓慢和不可逆转的过理。

缺陷：⑴关于生物进化的原理和机制问题拉马克以用进废退与获得性的遗传来解释生物性状产生的机制和进化的原理。尽管科学发展到了今天,生物的进化已从宏观的个体形态结构的描述进入到微观的分子水平上的分析,而拉马克的获得性遗传的理论始终得不到现代科学的证明。

⑵关于进化的动力和方向问题拉马克认为生物具有天生向上发展的倾向和内在的愿望,是生物体内要求完善化的冲动,是改进自己来适应环境的努力。事实上,生物的进化同任何事物的发展变化一样,有内因也有外因,外因通过内因而起作用。

环境条件的变化和自然选择是外因,生物的遗传物质的变化而引起的变异是内因,从大量的不定变异中选择出适应的性状是决定生物进化方向的力量。

3.达尔文的自然选择学说：

自然选择学说内容有四方面：

⑴过度繁殖：各种生物都具有很强的繁殖能力，产生很多的后代。远远超过环境的承爱能力。

⑵生存斗争：生物的生存资源有限，要生存就必须与无机环境、异种及同种的其他个体进行斗争

⑶遗传变异：生物产生的后代会发生变异，产生各种不同于亲代的性状。

⑷适者生存：生物的变异有的比亲代更适应环境，因而在斗争中得以生存；有的却不适应环境而被淘汰。

达尔文自然选择学说的主要缺陷：达尔文的自然选择学说很好地解释了生物的适应性。但限于当时的科技水平无法解释遗传变异的原因，而且仅限于对生物进化个体的分析，因而对于生物的多样性尤其是高等生物和低等生物并存的现象无法作出圆满的解释。

4.新达尔文主义：

新达尔文主义的主要代表

?魏斯曼（1834－1914）：种质连续论

?孟德尔（1822－1884）：遗传因子说

?德弗里斯（1848－1935）：突变论

?摩尔根（1866－1946）：基因论

魏斯曼通过自己的实验研究，认真探讨了遗传和进化问题。他做了著名的小鼠尾巴切割实验,发现连续切割22代,小鼠尾巴并未变短，他由此否定获得性状遗传。

他提出了种质连续论：

⑴多细胞生物由种质和体质组成：种质指生殖细胞，负责生殖和遗传；体质指体细胞，负责营养活动；

⑵种质是“潜在的”，世代相传，不受体质和环境影响，所以获得性状不能遗传；

⑶体质由种质产生，是“被表达的”，不能遗传；

⑷种质在世代间连续，遗传是由具有一定化学成分和一定分子性质的物质(种质)在世代间传递实现的。

摩尔根的基因论：摩尔根在研究果蝇时，发现了大量的突变，并且通过对突变的研究，证明了基因位于染色体上。就证实了魏斯曼的种质学说，从而彻底否定了后天获得性能够遗传。基因突变被视为是产生新性状的唯一源泉，进化中的变化都是由于出现新的突变导致的。

5.现代达尔文主义：由杜布赞斯基（T.Dobzhansky)等提出。现代达尔文主义是达尔文主义选择论和新达尔文主义基因论综

合和提高的产物。现代达尔文主义重申了达尔文自然选择学说在生物进化中的主导地位，并用选择的新概念（“选择模式”）解释达尔文进化论中的许多难点，否定了“获得性状遗传是进化普遍法则”等流行很久的假说，使生物进化论进入现代科学行列。

现代达尔文主义认为种群是生物进化的基本单位；自然选择决定生物进化的方向；突变、选择和隔离是物种形成和生物进化的基础。种群进化的实质是种群内基因频率的改变，并引起生物类型的逐步演变。

七、论述关于发生学理论的演化过程。

1.2500年前，希波克拉底(Hippocrates)首先推测说,个体身上的各部分能产生各种“精液”(是“精华之液”的意思,而非现今男性之精液),幼体是亲体各部分“精液”凝合而成的,所以子代都类似于亲代。希波克拉底虽没把自己的观点定位为“先成论”,事实上，他是先成论的开山鼻祖。

2.亚里士多德最早提出了个体发育的两种可能性：

⑴先成论（preformation，又称预成论），即胚胎中的每件东西从一开始就预先形成好了，发育期间只是简单地放大。

⑵后成论(epigenesis，又称渐成论)，即新的结构是在发育期间渐渐产生的，并将其比喻为织网。

?亚里士多德在观察鸡胚和其它动物胚胎的发生后,认为胚胎发生是由简单到复杂的整体活动。

?亚里士多德虽没用“渐成论”(epigenesis)这一名词，但他是赞成渐成论观点的人,但他同时又是唯心论者，认为这是由灵魂在支配。

?此后很长一段时间内，先成论因神创论的支持而占有统治性地位。

3.中世纪：中世纪在欧洲是宗教统治的一段黑暗时期,“先成论”是不容怀疑的。

4.公元15世纪,欧洲进入到了文艺复兴时期,人们的思想逐渐从神权的禁锢中解脱出来而变得活跃起来。

?17~18世纪，显微镜发明后，许多学者报道了很多过去用肉眼看不到的胚胎发育资料。

?如列文虎克(Leeuwenhoek，1677)看到了精子;

?格拉夫(Graf，1672)看到了卵泡等；

?随着胚胎发育资料的不断积累与丰富，继而又引发出先成论与渐成论的争辩。

5.沃尔夫：1759年德国胚胎学家沃尔夫(Wolff)提出渐成论，他用显微镜观察鸡胚，发现卵是没有组织结构的一团物质,各种组织结构是此基础上逐渐发展起来的。沃尔夫认为从受精卵到新生个体的生长和发育是一个渐变的过程。

6.冯·贝尔：1827年,德裔俄国胚胎学家冯·贝尔观察到人和各种脊椎动物的早期胚胎极为相似，于次年提出了著名的“生物发生律”(Biogenetic)，阐明了胚胎发育和进化的联系，后经达尔文、海克尔的研究进一步确证：个体发育是对种系进化史简单而迅速的复演。这一认识彻底否定了机械扩大的先成论。

7.细胞理论：1839年德国施来登和施旺提出细胞理论(Cell Theory)，指出所有生物有机体都由细胞构成，细胞是生命的基本单位；通过细胞的有丝分裂产生其他细胞。因此，发育必然是逐渐变化的过程。

自沃尔夫以后,那种认为卵内预先存有小个体的说法,即先成论受到了重创。胚胎发育过程中的各种结构是从无到有,从简单到复杂逐渐形成的,渐成论成为主流。

8.新先成论：新先成论(Neopreformation)反对卵(或精子)内存有小个体的看法,主张卵(或精子)内存有决定胚胎发育成为亲体相类似的新个体的因素,亦即遗传物质。如像“微粒”、“种质”、“决定子”，直至后来提出的“基因”。

摩尔根(T.H.Morgan，1912)以“基因”这个名词作为遗传的物质单位，创立了20世纪最有影响的基因学说。

?遗传的物质单位是基因,它呈直线排列在染色中,在细胞分裂或减数分裂时,染色体分离或交换,基因也随之交换。

?动物的一切特征都预先存在于基因,即动物的一切性状是由核内染色体上的基因所控制的,发育的基础是在核内预先规定好了的。变异是由于基因突变。

?摩尔根学说属于先成论体系。

?特别是摩尔根学说的许多基本论点不断被现代遗传学和现代分子生物学的研究所佐证,所以摩尔根被认为是新先成论的奠基者。

?从上世纪50年代以来，大量的分子生物学、细胞生物学的研究成果，不断地揭示着“基因”(DNA)的化学本质及其功能。1953年,Watson和Crick用x射线衍射法,得出了DNA分子双螺旋结构模型,从而使Morgan使用的那个遗传物质单位“基因”初露真容。

?1982年，发明了扫描隧道显微镜(Scanning Tunnel Microscope)，人们已能够真正直接地用扫描隧道显微镜对DNA表面形貌进行观察。

?1989年《Science》上首次展示了DNA真真实实的图像，宣告了基因的客观存在。

小结：“新先成论”：生物个体发育中一切形态、生理特征表现的依据无不预先存在于基因之中。至今并没有看到有一个系统有据的“新渐成论”与之对恃和抗衡。

八、从生物电理论的发展过程，你能得到哪些启示？

生物电的提出及发展

1.2000年以前，发现尼罗河中有一种鱼可以放电。200年前才了解此鱼是电鳗，放电器官为特化的肌肉组织，每一肌肉细胞为一放电单位，所放电压为0.14伏，每一电鳗有5000-6000个放电单位，总电压可达600伏。

2.伽瓦尼①提出“动物电”理论；②设计著名的“非金属实验”。

3.伏打：①提出“物理电”理论；②发明“蓄电池”（伏打电池）

4.雷蒙：19世纪中叶，雷蒙提出：损伤电位。

A:将电极置于神经干表面，无电位差存在。

B:将神经干切断或损伤，将一电极放在损伤表面，另一电极放在完整表面，可见电位计发生偏转，损伤部位为负，完整部位为正，称为损伤电位。

5.化学通透性理论---膜学说建立的基础

1890年，著名的化学家Ostwald提出了膜的通透性理论，即如果在电解质弥散的途径上有一层半透膜，它只允许一种离子通过，而带有相反电荷的另一种离子不能通过，就会通过静电作用限制透过膜的离子不能进一步弥散，如此，在膜两侧就会形成电位差，它的大小可按Nernst公式计算。

6.膜学说：伯恩斯坦（Bernstein)，接受了Ostwald通透性理论，于1902年提出生物电发生的膜学说。

?实验依据：细胞内液含较多的K+，而损伤处电位较完好处为低。

?推测：静息时细胞膜只对K+有通透性，K+顺浓度差扩散到膜外，相应的负电荷仍留在膜内，使细胞膜呈现外正内负的极化状态，形成静息电位。

?当细胞兴奋时，膜的通透性改变（选择性消失），对各种离子均具有通透性。

如何证明细胞膜内外两侧电位差的存在？

?方法：细胞内记录，两电极，一内一外。

?细胞内记录电极：微电极。

?难点：微电极直径太大（几十个微米）。

7.Hodgkin和Huxley的主要贡献

①首次通过细胞内微电极技术，证明细胞膜内外两侧电位差（生物电）的存在。

②提出离子假说，通过电压钳技术证实离子假说，并提出了“通道”的概念。

8.Eccles的主要贡献

利用微电极技术，记录并阐明了兴奋性和抑制性突触引起的电反应。