生物学有哪些发展历程?

2024-11-15 01:17:06
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“生物学”一词是由法国博物学家拉马克和德国博物学家特来维拉纳斯于1802年分别提出的。经过近200年的发展,生物学经历了一个从形态到结构、从现象到本质、从定性到定量、从简单到复杂的发展过程,而形成了一个具有多层次、多分支、多学科,系统而完整的科学体系。

现代生物学在不同层次(分子、细胞、个体和群体)上研究一切生物体的结构、功能、发生和发展的规律,及其与环境间的相互关系。生物学的研究,其目的在于阐明生命的本质,有效地控制生命活动和能动地加以改造、利用,使之为人类服务。由于生命科学的发展,特别是分子生物学、细胞遗传学、生物化学等基础研究,使生物学结束了描述阶段,而进入了模拟和试验技术的发展阶段,以帮助我们理解最基本的生命过程,在现代技术设备条件下,生物学取得了许多重大突破,从而为生物技术的发展奠定了坚实的基础。生物技术的发展,又推进了生命科学基础研究的进程,使生命科学从单纯说明和利用自然,跃上了改造和创造生命物质的新阶段。

生物工程的发展

(1)创建发酵原理:微生物学奠基人巴斯德在1857年提出的“在化学上不同的发酵是由生理上不同的生物所引起的”重要论断,为发酵技术的发展提供了坚实的理论基础;

(2)发明纯种培养技术:1881年,德国细菌学家科赫发明了营养明胶上划线以分离细菌纯种的方法,后在助手夫人的建议下改用更实用的琼脂来取代明胶,有力地推动了纯种分离技术的发展;1882年,丹麦的汉逊纯化了酵母菌,并把它广泛应用于酿酒行业上;

(3)发现酶及其催化功能:1897年,德国化学家布赫纳用磨碎酵母菌的细胞汁对葡萄糖进行酒精发酵获得成功,并由此开创了微生物生物化学和酶学研究的新纪元。

(4)建立深层通气培养技术:1942年,由于第二次世界大战中救护伤员的迫切需要,推动了青霉素深层液体发酵技术的发展,并导致在发酵工程中建立具有革命性和普遍意义的生物反应器技术;

(5)体外基因重组技术的问世:1973年,美国斯坦福大学医学院的科恩等人和旧金山大学医学院的博耶等人将大肠杆菌中两种不同特性的质粒片段用内切酶和连接酶进行剪切和拼接,获得了第一个重组质粒,然后通过转化技术将它引入大肠杆菌细胞中进行复制,并发现它能表达原先两个亲本质粒的遗传信息,从而开创了遗传工程的新纪元;

(6)固定化酶和固定化细胞技术的出现:日本的千畑一郎等于1969年首先将固定化氨基酰化酶应用于DL氨基酸的拆分工作,1973年,他又进一步利用固定化细胞连续生产L天冬氨酸,开创了固定化酶和固定化细胞工业应用的新局面;

(7)细胞和原生质体融合技术的建立:1962年,日本的冈田善雄利用仙台病毒的促融作用,首次诱导了艾氏腹水瘤细胞的融合,1974年,高国楠利用OEG(聚乙二醇)完成了植物细胞原生质体融合的实验,1979年,生达利用操作简便、快速和无毒的电脉冲技术完成了植物细胞原生质体的融合,从此,这类新兴的细胞融合技术就在动、植物和各种微生物新种的培育过程中发挥着越来越重要的作用。