高中生物教材科学史

高中生物涉及的科学史高中生物涉及的科学史 1 1 必修一必修一 一 细胞学说建立过程涉及几个重要科学家一 细胞学说建立过程涉及几个重要科学家 1 虎克虎克 英国人 细胞的发现者和命名者细胞的发现者和命名者 他用显微镜观察植物的木栓组织 发现由许多规 则的小室组成 并把 小室 称为 cell 细胞 2 列文虎克列文虎克 荷兰人 他用自制的显微镜进行观察 观察到了不同形态的细菌 红细胞和精 子等 但没用 细胞 来描述其发现 3 施莱登和施旺 施莱登和施旺 19 世纪 30 年代 提出了细胞学说细胞学说 揭示细胞统一性和生物结构统一性 4 魏尔肖魏尔肖 德国人 他在前人研究成果的基础上 总结出 细胞通过分裂产生新细胞 二 生物膜流动镶嵌模型涉及的科学家二 生物膜流动镶嵌模型涉及的科学家 5 欧文顿 欧文顿 1895 年他曾用 500 多种化学物质对植物细胞的通透性进行地上万次的试验 发 现细胞膜对不同物质的通透性不一样 凡是可以溶于脂质的物质 比不能溶于脂质的物质更 容易通过细胞膜进入细胞 于是他提出了膜由脂质组成的假说膜由脂质组成的假说 6 20 世纪初 科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分析出来 化学分析其主要成分是 脂质和蛋白质 7 1925 年 两位荷兰科学家用丙酮从人的红细胞中提取出脂质 在空气 水界面上铺展成单 分子层 测得单分子层的面积为红细胞表面积的两倍 得出结论 细胞膜中的磷脂分子必然 排列为连续的两层 8 罗伯特森罗伯特森 1959 年他在电镜下看到了细胞膜清晰的暗暗 亮亮 暗暗的三层结构 结合其他科学 家的工作 提出了生物膜的模型 所有的生物膜都是由蛋白质 脂质 蛋白质三层结构构成 9 桑格和尼克森 桑格和尼克森 提出 流动镶嵌模型流动镶嵌模型 为多数人所接受 三 与酶的发现有关的科学家三 与酶的发现有关的科学家 10 斯帕兰札尼 斯帕兰札尼 意大利生理学家 1783 年他通过实验证实胃液具有化学性消化作用 11 巴斯德 巴斯德 法国微生物学家 化学家 提出酿酒中的发酵是由于酵母菌的存在 没有活细 胞的参与 糖类是不可能变成酒精 12 李比希 李比希 德国化学家 认为引起发酵时酵母细胞中的某些物质 这些物质只有在酵母细 胞死亡并裂解后才能发挥作用 13 毕希纳 毕希纳 德国化学家 他从酵母细胞中获得了含有酶的提取液 并用这种提取液成功地 进行了酒精发酵 14 萨姆纳 萨姆纳 美国化学家 1926 年 他从刀豆种子中提取到脲酶的结晶 并用多种方法证明 脲酶是蛋白质 荣获 1946 年诺贝尔化学奖 15 切赫和奥特曼切赫和奥特曼 发现少数 RNARNA 也具有生物催化作用也具有生物催化作用 四 光合作用的发现涉及的科学家四 光合作用的发现涉及的科学家 高中生物涉及的科学史高中生物涉及的科学史 2 2 16 普里斯特利 普里斯特利 英国科学家 1771 年 通过实验发现植物可以更新空气 但是 他没有发 现光在植物更新空气中的作用 也不知道更新的是什么气体 17 英格豪斯 英格豪斯 荷兰科学家 1779 年 做普里斯特利的实验 发现只有在阳光照射下才能成 功 植物体只有绿叶才能更新污浊的空气 18 1785 年 发现了空气的组成 明确绿叶在光下放出的气体是氧气 吸收的是二氧化碳 19 梅耶 梅耶 德国科学家 1845 年指出植物在进行光合作用时将光能转换成化学能储存起来 20 萨克斯 萨克斯 德国科学家 1864 年 通过实验证明光合作用产生了淀粉 21 恩格尔曼恩格尔曼 美国科学家 1880 年 通过实验证明叶绿体释放氧气 是植物进行光合作用 的场所 22 鲁宾和卡门 鲁宾和卡门 美国科学家 20 世纪 30 年代 用同位素标记法证明光合作用中释放的氧 全部来自水 23 卡尔文 卡尔文 美国人 在 20 世纪 40 年代 他及其合作者用 14C 标记 14CO2 供小球藻进行 光合作用 追踪其放射性 最终探明了 CO2 中的碳在光合作用中转化成了有机物中的碳的途 径 这一途径称为卡尔文循环 卡尔文循环 必修二必修二 一 遗传方面的科学家一 遗传方面的科学家 1 孟德尔 孟德尔 奥地利人 遗传学的奠基人 被世人公认为遗传学之父 他进行了长达 8 年的豌 豆杂交实验 通过分析实验结果 发现了生物遗传的规律 1866 年他发表论文 植物杂交试 验 提出了遗传学的分离定律 自由组合定律和遗传因子学说 孟德尔并没有发现基因 染 色体 豌豆杂交实验运用假说演绎法 P2 12 2 2 约翰逊 约翰逊 丹麦人 植物学家 1909 年给孟德尔的 遗传因子 重新起名为 基因 并 提出表现型和基因型概念 P12 3 魏斯曼 魏斯曼 德国人 动物学家 他预言在精子和卵细胞成熟的过程中必然有一个特殊的过程 使染色体减半 受精时 精子和卵细胞融合 恢复正常的染色体数目 即预言了减数分裂 过程 后来被其他科学家的显微镜观察所证实 P16 4 萨顿 萨顿 美国人 细胞学家 1903 年 他在研究中发现孟德尔假设的遗传因子的分离与减 数分裂过程中同源染色体的分离非常相似 并由此提出提出假说假说 基因位于染色体上 方法 基因位于染色体上 方法 类比推理 类比推理 P28 5 摩尔根摩尔根 美国人 遗传学家 胚胎学家 他用果蝇做了大量实验 发现了基因的连锁互换 定律 人们称之为遗传学的第三定律 他还证明基因在染色体上呈线性排列证明基因在染色体上呈线性排列 即证明了基因证明了基因 位于染色体上位于染色体上 方法 假说演绎法方法 假说演绎法 为现代遗传学奠定了细胞学基础 P28 6 道尔顿 道尔顿 18 世纪英国著名的化学家和物理学家道尔顿 第 1 个发现了色盲症 也是第 1 个被发现的色盲症患者 P33 高中生物涉及的科学史高中生物涉及的科学史 3 3 二 二 DNADNA 是主要的遗传物质是主要的遗传物质 7 格里菲思 格里菲思 1928 年 英国科学家格里菲思通过实验推想推想 已杀死的 S 型细菌中 含有某 种 转化因子转化因子 使 R 型细菌转化为 S 型细菌 体内转化实验 P43 8 艾弗里 艾弗里 1944 年 美国科学家艾弗里和他的同事 证明证明上述 转化因子 为 DNA 也就是 说 DNADNA 才是遗传物质才是遗传物质 该实验也证明了蛋白质不是遗传物质 体外转化实验 P44 9 赫尔希和蔡斯 赫尔希和蔡斯 1952 年 赫尔希和蔡斯 通过噬菌体侵染细菌的实验证明 在噬菌体中 亲代和子代之间具有连续性的物质是 DNA DNA 是遗传物质 该实验没有证明蛋白质不是遗传 物质 同位素标记实验 32P 35S P45 三 三 DNADNA 分子的结构和复制分子的结构和复制 10 沃森和克里克 沃森和克里克 1953 年 美国科学家沃森和英国科学家克里克提出 DNA 分子双螺旋结构 模型 1957 年克里克提出中心法则 提出 DNA 半保留复制的假说 同位素标记法 密度梯度 离心 11 尼伦伯格尼伦伯格和马太成功破译了第一个遗传密码 四 进化 四 进化 12 拉马克拉马克 法国人 博物学家 生物进化论的先驱 最先提出了生物进化的学说 认为生 物是不断进化的 生物进化的原因是用进废退和获得性遗传用进废退和获得性遗传 13 达尔文 达尔文 英国人 博物学家 生物进化论的主要奠基人 1859 年 他出版了科学巨著 物种起源 书中充分论证了生物的进化 并明确提出自然选择学说提出自然选择学说来说明进化机理 他 创立的进化论的影响远远超出了生物学的范围 它给予神创论和物种不变论以致命的打击 为辩证唯物主义世界观提供了有力的武器 达尔文自然选择学说的主要内容 1 过度繁殖 2 生存斗争 也叫生存竞争 3 遗传和变异 生物进化的动力与基本 4 适者生存 必修三必修三 一 内环境与稳态一 内环境与稳态 34 贝尔纳贝尔纳 法国人 生理学家 1857 年 他提出 内环境 的概念 内环境是生命能独立 和自由存在的首要条件 并推测内环境的恒定主要依赖于神经系统的调节 35 坎农坎农 美国人 生理学家 1926 年 他提出了 稳态 的的概念 稳态不是恒定不变 而是一种动态的平衡 并提出了稳态维持机制的经典解释 内环境稳态是在神经调节和体液 调节的共同作用下 通过机体各种器官 系统分工合作 协调统一而实现的 36 目前普遍认为 神经神经 体液体液 免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制 三者 具有共同的 语言 信号分子 二 动物激素的调节二 动物激素的调节 高中生物涉及的科学史高中生物涉及的科学史 4 4 37 沃泰默沃泰默 法国人 生理学家 他通过实验发现 把通向狗的上段小肠的神经切除 只留 下血管 向小肠内注入稀盐酸时 仍能促进胰液分泌 但是他却囿于定论 认为这是由于小 肠上微小的神经难以剔去干净的缘故 38 斯他林斯他林 英国人 生理学家 1902 年 他和贝利斯从小肠黏膜提出液中发现了促使胰液 分泌的物质 促胰液素 39 巴甫洛夫巴甫洛夫 俄国生理学家 近代消化生理学的奠基人 诺贝尔奖获得者 他和他的学生 们在消化腺的神经调节方面做了大量研究 曾认为胰液分泌属于神经发射 后重复了斯他林 和贝利斯的实验 结果与斯他林一样 他感慨 很明显 我们失去了一个发现真理的机会 40 肯德尔肯德尔 美国学者 从 3t 新鲜的动物甲状腺中才提取出 0 23g 的甲状腺激素 三 生长素的发现过程三 生长素的发现过程 41 19 世纪末 达尔文达尔文注意到植物的向光性 并以此设计实验 提出胚芽鞘的尖端受单侧光 刺激后 就向下面的伸长区传递某种 影响 造成伸长区背光面比向光面生长快 因为胚 芽鞘向光生长 42 詹森詹森 丹麦人 植物生理学家 1910 年 他通过实验证明 胚芽鞘顶尖产生的刺激可以 透过琼脂片传递给下部 43 拜尔拜尔 匈牙利人 植物生理学家 1914 年 他通过实验证明 胚芽鞘的弯曲生长 是因 为顶尖产生的刺激在其下部分布不均匀造成的 44 温特温特 美籍荷兰人 植物生理学家 1928 年 他用实验证明造成胚芽鞘弯曲的刺激是一 种化学物质 他认为这可能是和动物激素类似的物质 并把这种物质命名为生长素 45 1931 年 科学家首先从人尿中分离出首先从人尿中分离出具有生长素效应的化学物质 吲哚乙酸吲哚乙酸 46 1926 年 科学家发现水稻感染赤霉菌后 会出现植物疯长的现象 成为恶苗病 1935 年 科学家从培养基滤液中分离出致使水稻患恶苗病的物质 称之为赤霉素赤霉素 简称 GA 此后又 陆续发现了细胞分裂素等其他植物激素 47 近 20 年来 科学家还发现了植物体内的一些天然物质也在调节生长发育过程 如油菜素 甾体类化合物 四 种群与生态系统四 种群与生态系统 48 马世骏马世骏 我国生态学家 1952 年开始从事解决蝗灾问题 解决了我国千百年来不能根治 的蝗灾问题 后来提出了 生态经济学 设想 生态工程 以及 社会 经济 自然复合生 态系统 等一系列新的观点 49 高斯高斯 生态学家 他通过实验发现草履虫种群数量增长的 S 型曲线 50 林德曼林德曼 美国人 生态学家 他通过对一个结构相对简单的天然湖泊 赛达伯格湖的 能量流动进行的定量分析 发现生态系统的能量流动具有单向流动 逐级递减两个特点 能 量在相邻两个营养级间的传递效率大约是 10 20 高中生物涉及的科学史高中生物涉及的科学史 5 5 选修三选修三 1 1 基因工程 基因工程 P2 3P2 3 1 1944 年艾弗里艾弗里等人通过肺炎双球菌的转化实验 不仅证明了细胞生物的遗传物质是 DNA 还证明了 DNA 可以从一种生物个体转移到另一种生物个体 2 1953 年 沃森 克里克沃森 克里克建立了 DNADNA 双螺旋结构模型双螺旋结构模型 3 1958 年 梅塞尔森和斯塔尔实验证明 DNA 半保留复制的机理 随后确立中心法则 4 1966 年 霍拉纳实验证实经过尼伦贝格等科学家提出的遗传密码的存在 5 1967 年 罗思和赫林斯基发现细菌拟核外的质粒具有自我复制能力 并能在细菌细胞间 转移 6 1970 年 阿尔伯 内森斯 史密斯史密斯等在细菌中发现第一个限制酶 之后相继发现了多种 限制酶和连接酶 以及逆转录酶 7 1972 年 美国斯坦福大学的伯格伯格第一次重组第一次重组 DNADNA 分子获得成功分子获得成功 8 1973 年 科恩和博耶合作 将非洲爪蟾核糖体蛋白基因的 DNA 片段与大肠杆菌的质粒进 行重组 再把重组的 DNA 转入大肠杆菌 成功转录出 mRNA 9 1988 年 穆里斯穆里斯等人发明了 PCRPCR 技术技术 可以在短时间内大量扩增目的基因 PCR 技术成熟的 临门一脚 则是中国科学家钱嘉韵钱嘉韵完成的 是她发现并分离了耐高温的耐高温的 DNADNA 聚合酶聚合酶 2 2 细胞工程 细胞工程 P32P32 1 1902 年 德国哈伯兰特提出细胞全能性的理论 2 1907 年 美国科学家哈里森哈里森用一滴淋巴液培养了蝌蚪的神经元 开创了动物细胞培养的 先河 3 20 世纪 60 年代 我国童第周童第周开展了鱼类的细胞核移植细胞核移植工作 还把黑斑蛙红细胞的细胞核 转移到同种的去核的卵中 得到蝌蚪 4 1937 年 美国怀特用烟草茎段培养出烟草植株 5 1958 年 斯图尔德斯图尔德用胡萝卜韧皮部的组织培养 再次证明了植物细胞的全能性证明了植物细胞的全能性 高中生物涉