高中生物中的科學(xué)發(fā)展史
高中生物中的科學(xué)發(fā)展史
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高中生物教材中的科學(xué)發(fā)展史
一、細(xì)胞學(xué)說的建立： (要重視科學(xué)發(fā)展史)
1、1543 年，比利時的維薩里指出：器官是由低一層次的結(jié)構(gòu)“組織”構(gòu)成。
2、1665 英國人虎克(Robert Hooke)用自己設(shè)計與制造的顯微鏡(放大倍數(shù)為 40-140 倍)觀察了軟木的薄 片，第一次描述了植物細(xì)胞的構(gòu)造，并首次用拉丁文 cella(小室)這個詞來對“細(xì)胞”命名。
3、1680 荷蘭人列文虎克(A. van Leeuwenhoek)，首次觀察到活細(xì)胞，觀察過原生動物、人類精子、 鮭魚的紅細(xì)胞、牙垢中的細(xì)菌等。
4、19 世紀(jì) 30 年代德國人施萊登、施旺提出“細(xì)胞學(xué)說(Cell Theory)” 主要內(nèi)容：
(1)細(xì)胞是一個有機體，一切動植物都由細(xì)胞發(fā)育而來，并由細(xì)胞和細(xì)胞產(chǎn)物所構(gòu)成
(2)細(xì)胞是一個相對獨立的單位，既有它自己的生命，又對其他細(xì)胞共同組成的整體的生命起作用
(3)新細(xì)胞可以從老細(xì)胞中產(chǎn)生
意義：它揭示了細(xì)胞結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一性和生物體結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一性。
5、1858 年德國的魏爾肖：新細(xì)胞是通過分裂獲得。
二、對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程：( 科學(xué)發(fā)展史)
1、1895 年 歐文頓(E.Overton) ：發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)更容易通過細(xì)胞膜，膜是由“脂質(zhì)”組成的。 2、20 世紀(jì)初分離出哺乳動物紅細(xì)胞膜主要化學(xué)成分分析，得出膜的主要化學(xué)成分是“蛋白質(zhì)和脂質(zhì)” 。
3、1925 年荷蘭科學(xué)家 Gorter 和 Grendel 實驗：從細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)，在水面上鋪成單層分子，發(fā)現(xiàn)面積 是細(xì)胞膜的 2 倍，提出假說：細(xì)胞膜中的磷脂是雙層的。
4、20 世紀(jì) 40 年代，有學(xué)者推測蛋白質(zhì)是覆蓋在“磷脂雙分子層”的兩側(cè)。
5、1959 年羅伯特森(J.D.Robertsen)實驗：提出生物膜是由“蛋白質(zhì)---脂質(zhì)---蛋白質(zhì)”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。
6、1970 年 Larry Frye 等實驗：將人和鼠的細(xì)胞膜用不同的熒光抗體標(biāo)記后，讓兩種細(xì)胞融合，雜交細(xì)胞 的一半發(fā)紅色熒光、另一半發(fā)綠色熒光，放置一段時間后發(fā)現(xiàn)兩種熒光抗體均勻分布。提出假說：細(xì)胞膜具有流動性。
7、1972 年桑格和 尼克森提出： “流動鑲嵌模型” 。
三、酶的發(fā)現(xiàn)：
1、1783 年，意大利科學(xué)家斯巴蘭讓尼用實驗證明：胃具有化學(xué)性消化的作用;
2、1836 年，德國科學(xué)家施旺從胃液中提取了胃蛋白酶;
3、巴斯德之前：發(fā)酵是純化學(xué)反應(yīng)，與生命活動無關(guān)。
4、1875 年巴斯德(法、微生物學(xué)家) ：發(fā)酵與活細(xì)胞有關(guān);發(fā)酵是整個細(xì)胞。
5、同年利比希(德、化學(xué)家) ：酵母細(xì)胞死亡并裂解釋放出某種物質(zhì)，引起發(fā)酵。
6、同年比希納(德、化學(xué)家) ：獲得不含酵母細(xì)胞的提取液，但未能分離鑒定出酶。
7、1926 年美、科學(xué)家薩姆納：從刀豆種子提純出來的脲酶是一種蛋白質(zhì)。
8、20 世紀(jì) 80 年代，美國科學(xué)家切赫與奧特曼(美、科學(xué)家) ：少數(shù) RNA 具有生物催化功能。
四、光合作用的探究歷程：
1、1648 年海爾蒙脫(比利時)，把一棵 2.3kg 的柳樹苗種植在一桶 90.8kg 的土壤中，然后只用雨水澆灌而 不供給任何其他物質(zhì)，5 年后柳樹增重到 76.7kg，而土壤只減輕了 57g。指出：植物的物質(zhì)積累來自水
2、1771 年英國科學(xué)家普里斯特利發(fā)現(xiàn)，將點燃的蠟燭與綠色植物一起放在密閉的玻璃罩內(nèi)，蠟燭不容易 熄滅;將小鼠與綠色植物一起放在玻璃罩內(nèi)，小鼠不容易窒息而死，證明：植物可以更新空氣。
3、1779 年荷蘭醫(yī)生英格豪斯，做了 500 多次實驗，發(fā)現(xiàn)普里斯特利的實驗只有在陽光下才能成功。
4、1785 年，由于空氣組成的發(fā)現(xiàn)，人們明確了綠葉在光下放出的氣體是氧氣，吸收的是二氧化碳。
5、1845 年，德國科學(xué)家梅耶根據(jù)能量守恒和轉(zhuǎn)化定律指出，植物進(jìn)行光合作用時，把光能 轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲存起來。
6、1864 年,德國科學(xué)家薩克斯把綠葉放在暗處理的綠色葉片一半暴光，另一半遮光(半葉法) 。過一段時 間后，用碘蒸氣處理葉片，發(fā)現(xiàn)遮光的那一半葉片沒有發(fā)生顏色變化，曝光的那一半葉片則呈深藍(lán)色。
證明：綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉。
7、1880 年，德國科學(xué)家恩吉爾曼把水綿和好氧型細(xì)菌放在沒有空氣的黑暗環(huán)境中，用極細(xì)的光束照射水綿。證明：葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場所，氧是葉綠體釋放出來的。 8、1939 年代美國科學(xué)家魯賓卡門采用放射性同位素標(biāo)記法研究了光合作用，追蹤水中的氧和二氧化碳中的氧。第一組相植物提供 H218O 和 CO2，釋放的是 18O2;第二組提供 H2O 和 C18O，釋放的是 O2。光合作用釋放的氧全部來自來水。
9、20 世紀(jì) 40 年代，美國科學(xué)家卡爾文用放射性同位素方法標(biāo)記 14C 做實驗：探明 CO2 中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機物中的碳。
五、植物細(xì)胞的全能性：
1958 年美國科學(xué)家斯圖爾德將胡蘿卜韌皮部中的一些細(xì)胞培養(yǎng)，由于細(xì)胞分化最終發(fā)育成完整的植株。
六、遺傳與進(jìn)化：(必修二)
1、1866 年 奧地利生物學(xué)家孟德爾用豌豆做實驗材料，發(fā)表論文“植物雜交試驗”，用“假說-演繹”思想提出了遺傳學(xué)的分離定律、自由組合定律和遺傳因子學(xué)說。
2、1903 年 美國細(xì)胞學(xué)家薩頓研究蝗蟲減數(shù)分裂，用“類比-推理”思想發(fā)現(xiàn)了： 遺傳因子與染色體的平行關(guān)系，提出了遺傳的染色體學(xué)說。
3、1915 年 美國生物學(xué)家摩爾根通過果蠅眼色遺傳，用“假說-演繹”思想證明了：基因在染色體上及基因在染色體上呈線性排列，創(chuàng)立了現(xiàn)代遺傳學(xué)的基因?qū)W說。
4、1928 年英國科學(xué)家格里菲斯通過肺炎雙球菌在小鼠體內(nèi)轉(zhuǎn)化，提出轉(zhuǎn)化因子的概念。
5、1944 年 美國細(xì)菌學(xué)家艾弗里等通過細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗首次證明 DNA 是遺傳信息的載體。 6、1953 年 美國生物學(xué)家沃森、英國生物物理學(xué)家克里克在英國女生物學(xué)家富蘭克林和英國生物學(xué)家威 爾金斯等人研究成果的基礎(chǔ)上，首先建立了DNA 的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，并提出了DNA 的復(fù)制機制。
7、1954 年 俄裔美國物理學(xué)家伽莫夫提出蛋白質(zhì)的遺傳密碼是由 3 個堿基的排列組合而成的假說。
8、1958 年 英國生物物理學(xué)家克里克提出了蛋白質(zhì)合成的“中心法則”。
9、1970 年美國病毒學(xué)家特明、美國病毒學(xué)家巴爾的摩發(fā)現(xiàn)了“逆轉(zhuǎn)錄酶”，揭示了生物遺傳中存在著由 逆轉(zhuǎn)錄酶 RNA 形成 DNA 的過程，發(fā)展和完善了“中心法則”。
10、2000 年 中、美、日、德、法、英 6 國科學(xué)家聯(lián)合宣布成功繪制出人類基因組草圖。
11、1888 年拉馬克提出以“用進(jìn)廢退”和“獲得性可遺傳”為核心的生物進(jìn)化論。
12、1859 年英國博物學(xué)家達(dá)爾文提出以“自然選擇學(xué)說”為核心的生物進(jìn)化論。
七、環(huán)境與穩(wěn)態(tài)：(必修三)
1、促胰液素的發(fā)現(xiàn)：(最先發(fā)現(xiàn)的激素)
(1)沃泰默的研究狗胰液分泌：研究思路正確，但理解錯誤，堅持促進(jìn)胰液分泌是一個神經(jīng)調(diào)節(jié)過程。
(2)斯他林和貝利斯提出假設(shè)：在鹽酸的作用下，小腸黏膜產(chǎn)生了促進(jìn)胰腺分泌胰液的化學(xué)物質(zhì)。
(3)巴浦洛夫的研究：曾認(rèn)為鹽酸導(dǎo)致胰液分泌屬于神經(jīng)反射，后來認(rèn)同以上兩科學(xué)家的結(jié)論。
2、生長素的發(fā)現(xiàn)：
(1)1880 年達(dá)爾文胚芽鞘向光性實驗：單側(cè)光照射使胚芽鞘的尖端產(chǎn)生某種刺激，當(dāng)這種刺激傳遞到下部伸長區(qū)時，造成背光側(cè)生長快，植物表現(xiàn)向光生長。
(2)1910 年詹森實驗：胚芽鞘尖端產(chǎn)生的刺激可透過瓊脂片傳遞給下部，造成胚芽鞘彎曲生長。
(3)1914 年拜爾實驗：頂尖產(chǎn)生的刺激在其下部分布不均，造成胚芽鞘彎曲生長。
(4)1928 年溫特實驗：(瓊脂實驗)造成胚芽鞘彎曲的刺激是一種化學(xué)物質(zhì)，并命名為生長素。
(5)1934 年及以后郭葛的分離、提純、鑒定：生長素的化學(xué)本質(zhì)是吲哚乙酸。(IAA)
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