生物学定义

生物学最简单的定义是对生命体的研究。它关注所有有生命和可生存的事物。

生命体是指表现出生命的物质，与惰性物质相对。例如，由一个或多个细胞组成的物体将被认为是活的。

这些细胞都能够进行活动，如合成代谢和分解代谢反应，以维持生命。能够对刺激做出反应、适应环境、繁殖和发展的物质也被认为是生命。这些过程需要能量。体内平衡方法也用于控制它们。

动物、真菌、细菌、古细菌和真菌是生命体的五大主要类群。生物学关注这些生物的结构、功能、分布、进化和分类。

现代生物学原理和概念

至今被接受的生物学基本原理是细胞学说、遗传学说和进化论。

细胞学说

细胞学说是科学家西奥多·施旺、马蒂亚斯·雅各布·施莱登和鲁道夫·魏尔肖提出的科学理论。它旨在驳斥旧的自然发生说。它提出了以下原则：

1. 所有生命体都由一个或多个细胞组成。
2. 细胞是结构和功能单位。
3. 细胞来源于预先存在的细胞分裂过程。
4. 所有细胞都具有相同的化学组成。
5. 细胞内部有能量流动。

基因学说

基因是遗传的基本单位。 Punnett 方格图说明了后代特定的表型如何依赖于亲本遗传的等位基因。在这种情况下，继承 Y 等位基因的后代将以黄色作为其显性特征。然而，缺乏显性基因但接收 yy 的后代将表现出隐性特征。

根据基因学说，基因是遗传的基本的、物理的和功能单位。它内部含有 DNA，位于染色体上。基因储存着遗传密码，即定义蛋白质或 RNA 结构的核苷酸序列。由于基因世代相传，它是遗传单位。它是一个生物表型特征的基础。

格雷戈尔·约翰·孟德尔是帮助将遗传学建立为一门科学的关键奠基人之一。因此，他被认为是该领域的创始人。他能够识别出从一代传到下一代的单位变量，这些变量现在被称为基因。他认为这些单位因子成对出现。两对中会有一个显性对（隐性）。为了解释遗传是如何发生的，他创立了孟德尔定律。

进化论

“进化”一词是指由于自然选择、突变、杂交或近亲繁殖，群体中经过多代发生的渐进性遗传变化。这张图片说明了突变和选择如何作为进化的重要元素发挥作用。查尔斯·达尔文是进化论的主要倡导者之一。在他的“小猎犬号”远征期间，他因其著作《物种起源》（通过自然选择）而闻名。

他能够观察到许多植物和动物物种。根据他的研究，他假设生物体具有产生同类后代的内在倾向。因此，物种的生存能力取决于食物和可用空间的数量。由于栖息地支持大量人口的能力有限，生物体必须相互竞争。因此，生存或为生存而战成为一项个人成就。

生物学史

所有科学在其历史上都经历过在很短的时间内取得杰出发展的时期。这些发现通常是两个因素的结果：首先，存在一个富有创造力的头脑，一个足够敏锐能够拒绝先入之见并发展出原创假设的头脑；其次，有可用的技术来执行所需的测试以验证这些想法。

如果没有合适的设备进行探究，即使是最有创造力、最好奇的头脑也会受到严重限制；另一方面，即使是最先进的技术设备本身也无法提供对任何科学过程的见解。

细胞的发现说明了这两个要素之间的关系。几百年来，关于植物和动物的基本结构一直存在猜测。然而，直到光学工具足够先进以揭示细胞，才得以建立一个全面解释植物和动物如何组织的理论——细胞学说。同样，直到技术进步使发现染色体及其在细胞分裂和遗传中的作用成为可能，格雷戈尔·孟德尔关于豌豆遗传机制的发现的重要性被忽视了许多年。

这是因为超速离心机、电子显微镜和自动化 DNA 测序设备等非常复杂的工具是相对较晚才发明的。此外，生物学已经从一门主要关注整个细胞和生物体（本质上是描述性的）的科学，发展成为一个越来越强调生物体的亚细胞和分子特征，并旨在在生物组织的所有层面协调结构和功能的领域。

最早的遗产

尽管生物学研究的起源尚不清楚，但据推测，早期人类至少对当地动植物有所了解。识别无毒食用植物和理解致命捕食者的行为对人类生存至关重要。

根据考古证据，人类在文明开始之前就已经驯化了几乎所有可供他们使用的温顺动物，并且他们还建立了一个可靠且有效的农业系统，足以满足大量聚居人口的需求。因此，生物学史的很大一部分早于人类发明文字和记录。

生物学的范围

生物学实际上应用于许多领域，例如农业、健康、基因工程和食品行业。医学、护理、药理学、科学和研究领域是生物学的专业领域。许多其他教育工作者也发表意见，包括教授和演讲者。

• 医疗领域的每个人，包括医生、护士、医疗保健提供者、牙医等，都与生物学有渊源。
• 源自植物和动物的成分被用于制造各种治疗方法。例如，草药植物可以制造各种药物。
• 杂交植物种子是经过基因改造（GM）的。利用转基因种子可以增加或复制作物产量。
• 有机肥料使土壤更肥沃，同时不损害环境。
• 各种生物，包括蠕虫和微生物（如硝化细菌），可以改善土壤并增加作物产量。
• 生物学通过利用可持续的自然资源作为工业原材料来帮助制造商品。
• 许多企业，如乳制品、渔业和农业工业，都需要具有体能的员工。
• 各种行业会产生多种类型的垃圾。因此，生物学研究有助于减少环境危害并制定解决方案。

在19世纪，科学家声称所有生物都具有一些基本特征，从而使生物学成为一个独立的学科领域。每年有超过一百万篇论文发表在各种医学期刊上，生物学现在是世界各地机构的必修课程。

生物学分支

对生命进行科学研究被称为生物学。它有许多相关的分支。下面列出了主要的生物学子领域，并附有简要解释：

生物学主要分支

以下是生物学一些主要领域的简要讨论：

1. 分类学：分类学是研究识别、命名和分类不同生物的学问。

2. 形态学： 生物学这一分支侧重于研究各种活体器官的外部特征，包括它们的大小、形状、颜色和相对位置。

3. 解剖学： 当一个身体被解剖后，无需借助望远镜即可观察其内部结构。

4. 组织学： 这一研究领域利用光学显微镜检查组织的结构和组织。

5. 细胞学： 这一研究领域检查细胞的形状和组成以及其细胞器（尤其是细胞核）的功能。

6. 细胞生物学： 细胞生物学是对细胞及其组成元素的形态学、组织学、生物化学、生理学、遗传学、发育学、病理学和进化特征进行科学研究的学科。

7. 分子生物学： 它是研究构成和控制各种原生质活动的生物分子的组成、动力学和相互作用的学科。它还涵盖了对这些分子的物理化学组织的研究。

8. 生理学： 这一研究领域检查各种身体过程和活动。

9. 胚胎学： 这一研究领域检查受精卵如何受精、生长、分裂和分化为胚胎或生物发育的早期阶段，直到它们达到最终形态和大小。

10. 生态学： 生态学是研究生物之间以及与环境之间相互作用的学问。

11. 遗传学： 这一研究领域检查遗传，即性状的传播，以及遗传变异。研究性状如何表达并从父母传给后代被称为遗传。

12. 优生学： 这一研究分支检查影响种族（特别是人类）改善或缺陷的因素。

13. 进化： 它研究生命的起源以及基因突变和适应如何导致新类型生物的出现。

14. 古生物学： 这一研究领域检查在不同年代的岩石中发现的已灭绝生物的化石、印记和遗骸。

15. 外星生物学： 这一科学领域探讨宇宙中是否存在生命的可能性。

16. 病毒学 是对病毒所有表现形式的科学研究。

为什么要学习生物学？生物学为什么重要？

如果我告诉你这是“所有生命”的研究，可能无法完全说服你生物学的重要性。让我们继续简化思考。

詹姆斯·赖特提供了他认为学习生物学最重要的六个理由。

• 生物学研究造福人类，
• 在医学中发挥作用，
• 有助于我们理解自然，
• 对环境有积极影响。
• 生物学的生命就是研究
• 生物学也使我们能够理解我们自己的身体以及它们内部发生的变化。

其他科学在许多层面上与生物学密切相关。如果一个人对生物学有基本的理解，那么仅仅是帮助是不够的，才能理解其他科学学科。

生物学是许多人的社会和经济问题

生物学课程通常处理实验室内外的各种问题。生物学与食物分配、商业和公共卫生等重要问题的联系意味着你必须认识生物学，并且仍然是社会的重要和积极成员。

当被问及生物学对重大问题的影响时，无论他们是否是生物学学生，都应该注意。维西克（一位生物学教授回答说）：“我们不必走得太远，看看现在正在发生什么，不是吗？”

我们国家有一半人仍然没有接种疫苗，因为少数人有效地传播了关于 COVID-19、SARS-CoV-2 冠状病毒和 COVID 疫苗（运动）的如此多的虚假信息。这种努力之所以能成功，主要是因为人们需要学习更多生物学知识，才能区分好的信息和虚假信息。

然而，COVID绝不是我们今天面临的唯一生物学问题。对生物学的基本理解越来越需要解决广泛的挑战，包括与环境政策、医疗保健、饮食和营养、农业、生殖健康和药物有关的问题。

因此，尽管我们所有人对生物学有基本的理解很重要，但任何拥有生物学学位并具备出色沟通和教学能力的人都有绝佳的机会来教育公众并帮助他们做出改变生活的重要决定。

生物学如何帮助治疗疾病

现代医学和生物学密切相关，而药理学，作为生物学的一个分支，是现代医学和医疗保健的关键组成部分。止痛药和抗抑郁药的研究和生产都属于药理学领域。

了解各种疾病、它们的病因以及它们对人体的影响，这些有用的信息可以在病理学等领域找到。尽管病毒学仍然侧重于病毒如何影响人类，但它也实现了同样的目的。

你必须认识到生物学如何影响遗传学。科学随着技术进步已经发展到可以预测疾病、了解它们如何世代相传，甚至在最小的尺度上治疗它们的地步。可以说，生物学提供的应用范围令人惊叹，特别是在医学和健康领域。

结论

生物学研究活着的生物体以及维持它们生命的各种过程。生物学如此广阔，因此被分为多个分支。目前的策略基于所涉及的生物组织层次（例如，分子、细胞、个体和种群）以及所研究的具体主题（例如，结构和功能、生长和发育）。

根据这个体系，生物学的主要分支是形态学、生理学、分类学、胚胎学、遗传学和生态学。这些类别中的每一个都有进一步的子类别。生物学的特定分支可以专注于研究一种特定类型的生物，例如植物学（研究植物）、动物学（研究动物）、鸟类学（研究鸟类）、昆虫学（研究昆虫）、真菌学（研究真菌）、微生物学（研究微生物）和细菌学（研究细菌）。