生物历史

在自然科学发展之前的古代，人们对五光十色、五彩缤纷的生物感到迷惑。他们往往把生命和无生命物体视为两个完全不同、互不相关的领域，认为生命不受无生命物体运动规律的支配。

很多人还把各种生命现象归结为一种非物质的力量，即“生命力”的作用。

这些毫无根据的推测已经随着生物学的发展逐渐被抛弃，在现代生物学中没有立足之地。

20世纪以来，特别是20世纪40年代以来，生物学吸收了数学、物理和化学的成果，逐渐发展成为一门精确、定量和分子科学。

人们已经认识到生命是物质的运动形式。

生命的基本单位是细胞，细胞是由蛋白质、核酸、脂质等生物大分子组成的物质系统。

生命现象是这个复杂系统中物质、能量和信息综合运动和传递的表现。

生命具有许多无生命物质所没有的特征。

比如，生命可以在常温常压下合成多种有机化合物，包括复杂的生物大分子；它可以利用环境中的物质，使体内的各种物质远远超出机器的生产效率，而不排放污染环境的有害物质；能够高效地存储和传输信息；它具有自我调节功能和自我复制能力；个体发展和物种进化是以不可逆的方式进行的。

揭示生命过程中的机制具有重要的理论和现实意义。

现代生物学是一个庞大的知识体系，有许多分支。本文着重论述生物学研究的对象、分支、方法和意义。

生命的本质和生物发展的历史将分别在“生命”和“生物史”中阐述。

生物学的各个分支都有各自的研究内容，相互依存，相互交叉。

另外，生命作为物质运动的一种形式，有其自身的生物规律，同时又包含并遵循着物理和化学的规律。

因此，生物与物理和化学密切相关。

生物分布在地球表面，是构成地球景观的重要因素。

因此，生物学和地球科学也相互渗透和交叉。

早期生物学

主要是对自然的观察和描述，是对自然历史和形态分类的研究。

所以，生物学最初是按照群体来划分学科的，比如植物学、动物学、微生物学。

由于生物物种的多样性和人们对生物学的认识越来越多，学科的划分也越来越细化，一个学科往往会划分为几个学科，比如植物学可以分为藻类学、苔藓学、蕨类学等；动物学分为原生动物学、昆虫学、鱼类学和鸟类学。微生物并不是一个自然的生物类群，而是一种人工的划分。细菌、单细胞真菌、藻类、原生动物等一切微小生物都可以称为微生物，没有细胞形态的病毒也可以包含在微生物中。

因此，微生物学又进一步分为细菌学、真菌学、病毒学等。

按照生物类群划分学科，有利于从各个侧面了解一个自然类群的生物学特征和规律性。

但不管具体对象是什么，研究课题无非是分类、形态学、生理学、生物化学、生态学、遗传、进化等等。

为了强调按类型分类的学科不仅包括形态学、分类学等经典内容，还包括其他过程和层次，人们倾向于把植物学称为植物生物学，动物学称为动物生物学。

生物在地球历史上大约有40亿年的历史。

约654.38+05万种生物已经灭绝，它们的一部分遗骸保存在地层中形成化石。

古生物学专门通过化石研究地质历史中的生物。早期的古生物学主要关注化石的分类和描述。近年来，生物学的各个分支被引入古生物学，产生了古生态学、古地理学等分支。

现在有人建议用广义的古生物学代替原来仅限于化石分类和描述的古生物学。

生物有如此多的类群，需要一门专门的学科来研究类群的划分。这个学科就是分类学。

林奈时期的分类是以物种不变性理论为指导的，只是根据某些可区分的特征进行分类，称为人工分类。

现代的分类是以进化论为基础的，根据物种进化的距离，称为自然分类。

现代分类学不仅对形态结构进行比较，还吸收了生物化学和分子生物学的成果在分子水平上进行比较，从而更深入地揭示了生物在进化上的关系。

现代分类学可以定义为研究生物的系统分类和生物间进化关系的科学。

生物学有许多分支是根据生命运动的属性、特征或生命过程来划分的。

形态学是生物学中研究动物和植物形态结构的一门学科。

显微镜发明之前，形态学仅限于动物和植物的宏观观察，如脊椎动物的大体解剖和比较解剖。

比较解剖学是用比较和历史的方法研究脊椎动物的结构异同，从而找出这些类别的亲缘关系和历史发展。

显微镜发明后，组织学和细胞学也相应建立起来。随着电子显微镜的使用，形态学深入到超微结构领域。

但是，形态结构的研究不能完全脱离功能的研究。现在形态学已经跳出了简单描述的圈子，使用了各种先进的实验手段。

生理学是研究生物功能的学科，生理学的研究方法主要是实验。

按研究对象分为植物生理学、动物生理学和细菌生理学。

植物生理学是在农业生产发展过程中建立起来的。

生理学根据生物体的结构层次也可分为细胞生理学、器官生理学和个体生理学。

早期的植物生理学多以种子植物为研究对象；动物生理学多与医学有关，以人、狗、兔、蛙等为研究对象；后来逐渐扩展到低等生物的生理学研究，从而发展了比较生理学。

遗传学

它是研究生物性状遗传和变异并阐明其规律的学科。

遗传学是在育种实践的推动下发展起来的。

1900年，孟德尔遗传规律被重新发现，遗传学开始建立。

后来由于T.H .摩根等人的工作，建立了完整的细胞遗传学体系。

从65438年到0953年，遗传物质DNA的分子结构被揭示，遗传学深入到分子水平。

基因组计划的进展，遗传信息从基因组、蛋白质组到代谢组学的传递，以及细胞信号转导和基因表达调控网络的研究，系统遗传学的概念、词汇和原理的提出和发表在中科院65438-0994。

目前，遗传信息的传递和基因的调控机制已被逐渐了解。遗传学理论和技术正在农业、工业和临床医学实践中发挥作用，并在生物学的各个分支中占据重要地位。

生物学中的许多问题，如个体发育和生物进化的机制、物种的形成和种群的概念等，都必须应用遗传学的成果来深入理解。

胚胎学

它是研究生物个体发育的学科，原本属于形态学的范畴。

1859年达尔文进化论的发表，极大地促进了胚胎学的研究。

19世纪下半叶，对胚胎发育和受精过程的形态学进行了详细而准确的描述。

此后，动物胚胎学从观察和描述发展到对发育机制的实验研究，从而建立了实验胚胎学。

目前对个体发育的研究采用生物化学的方法，吸收分子生物学的成果，进一步在分子水平上分析发育和性状分化的机制，将对发育的研究从胚胎延伸到生物的整个生活史，形成发育生物学。

生态学

它是一门研究生物之间、生物之间以及生物与环境之间关系的学科。

研究范围包括个体、种群、群落、生态系统和生物圈。

揭示生态系统中食物链、生产力、能量流动和物质循环的相关规律，不仅具有重要的理论意义，而且与人类生活密切相关。

生物圈是人类的家园。

人类生产活动不断消耗自然资源，破坏自然环境。

特别是进入20世纪后，由于人口的快速增长和工业的快速发展，自然环境遭受了前所未有的破坏性冲击。

保护资源、维护生态平衡是人类当前的一项紧迫任务。

生态学是环境科学的重要组成部分，因此也可以称为环境生物学。

人类生态学涉及人类社会，已经超出了生物学的范畴，与社会科学相关。

生命活动无非是物质的转化和传递，能量的转化和传递，信息的传递。

因此，用物理、化学和数学的方法研究生命是必要的，也是有效的。

生物化学、生物物理学和生物数学等跨学科的学科就是这样产生的。

生物化学是研究生物的化学成分和生物的各种化学过程的学科，自20世纪以来发展迅速。

生物化学的成就提高了人们对生命本质的认识。

生物化学和分子生物学的内容不同，但也有相似之处。

一般来说，生物化学主要研究生命的化学过程，参与这一过程的试剂、产物和酶的作用机理。

比如细胞呼吸和光合作用过程中物质和能量的转换、传递和反馈机制，都是生物化学的研究内容。

分子生物学是从研究生物大分子的结构发展起来的，现在更多的还是研究生物大分子的结构与功能的关系，以及基因表达与调控的机制。

生物物理学是用物理学的概念和方法研究生物的结构和功能以及生命活动的物理和物理化学过程的一门学科。

早期的生物物理学研究是从生物发光、生物电等问题开始的。此后，随着生物学的发展，量子物理、信息论等物理学新概念的出现，以及X射线衍射、光谱、光谱等新技术的使用，生物物理学的研究范围和水平得到了拓宽和深化。

一些重要的生命现象，如光合作用初始时刻捕捉光能的反应，生物膜的结构和机理等，都是生物物理学的研究课题。

生物大分子的晶体结构，量子生物学，生物控制论也属于生物物理学。

生物数学是数学和生物学结合的产物。

它的任务是用数学方法研究生物学问题和生命过程的数学规律。

早期，人们只是运用统计学、几何学和一些初等的分析方法，对生物现象进行静态的、定量的分析。

20世纪20年代以后，人们开始建立数学模型来模拟各种生命过程。

现在生物数学在生理学、遗传学、生态学、分类学等生物学的各个领域发挥着重要作用，使得这些领域的研究水平迅速提高。另一方面，生物数学本身在解决生物学问题方面已经发展成为一门独立的学科。

少数生物学科按方法划分，如描述胚胎学、比较解剖学和实验形态学。

按方法分类的学科往往包含在上述按属性和类型分类的学科中，作为更低一级的子学科。

生物界是一个多层次的复杂系统。

为了揭示某一层次的规律及其与其他层次的关系，出现了按层次划分的学科，并受到越来越多的关注。

分子生物学是在分子水平上研究生命过程的学科。

它的任务是从分子的结构和功能以及分子间的相互作用来揭示各种生命过程的物质基础。

现代分子生物学的主要分支之一是分子遗传学，它研究遗传物质的复制、遗传信息的传递和表达及其调控。

细胞生物学是在细胞水平上研究生命过程的一门学科。早期，细胞学主要以形态学描述为主。

之后，细胞学吸收了分子生物学的成果，深入到超微结构的层面，主要研究细胞的生长、代谢、遗传等生物学过程，细胞学发展为细胞生物学。

个体生物学是在个体水平上研究生命过程的学科。

在复合显微镜发明之前，生物学多以个体和器官系统为研究对象。

研究个体过程，就要分析组成这个过程的器官系统过程、细胞过程和分子过程。

但个体过程不同于器官系统过程、细胞过程或分子过程的简单相加。

个体在这个过程中有一个自我调控的机制。通过这种机制，高度复杂的生物体被整合成一个高度协调的整体，它们的协调行为对外界因素做出反应。

个体生物学建立的很早，直到现在仍然很重要。

种群生物学是研究生物种群的结构，种群中个体之间的关系，种群与环境的关系，种群的自我调节和遗传机制。

种群生物学和生态学有很大的重叠。事实上，种群生物学可以说是生态学的一个基础部分。

以上只是目前生物分支的主要格局，实际的学科比以上更多。

例如，随着人类进入太空，宇宙生物学已经在发展。

又如，随着实验精度的不断提高，对实验动物的要求也越来越严格，无菌生物和生态生物学的研究也因需要而建立。

总之，一些新的学科在不断分化，一些学科在走向融合。

这种生物分裂的情况，反映了生物学极其丰富的内容及其蓬勃发展的景象。