生命科学史给我们的启示

1、08300176014卡朋特PTSS119002.01生命科学史生命科学史给我们的启示摘要：生命科学史揭示了人们思考和解决生物学问题的思想历程，展示了生命科学各个学科形成的历史以及各个学科之间的联系，揭示了自然科学的本质，揭示了每一个知识点的产生过程就是一个探究的过程，展示了在探究知识的过程中科学家之间的合作以及科学家所持观点之间的碰撞和论争，展示了成功的实验与选择合适的实验对象之间密切相关，呈现了科学家的科学态度、科学精神和科学世界观。生命科学史对于培养学生的生物学素养乃至科学素养具有积极的意义，在探究性学习中将发挥重要的作用。 关键词：生命科学史；启示；生物学素养；探究性学习 一 生命科学

2、史揭示了人类知识传递的过程创造，继承，发展和创新生命科学史本身就是一本科学书籍，他告诉了我们人类对生命科学的认识历程，而在这个历程中，我们可以看到知识是怎么形成的。为细胞学说的创立做过先驱性工作的有德国科学家L.奥肯(Loronz Oken，1779-1851)和德国诗人、学者J.W.歌德(Johann Wolfgang von Goethe，1749-1832)。 奥肯的后半生主要从事海洋动物的研究，他将自然哲学与他对海洋生物的显微观察结合了起来。他提出存在一种原始的未分化的液体“原液”，原液转变成粘液囊泡，这些粘液囊泡是组成生命的基本单位。已经提出了细胞的概念。 到了19世纪初，英国植物学

3、家R.布朗(Robert Brown，1773-1858)于1831年，用了一台放大倍数约为300倍的植物细胞的细胞核。 继布朗发现植物细胞的细胞核后不久，捷克科学家J.E.普金叶(JOhannes Evange-lista Purkinf，1787-1869)，于1835年，利用显微镜观察到母鸡卵中的胚核。普金叶还提出过，动物的组织，在胚。胎中是由紧密基在一起的细胞质块(还不是我们今天理解的细胞质)组成的，这些细胞质块与植物的组织结构非常相似。这种观点也比较接近细胞学说了。从1837到1838这一年的时间里，普金叶取得了许多研究成果。他发现并描述了神经细胞，包括神经细胞的细胞核、树突、髓鞘和

4、脑皮层中一些后来以他的名字命名的细胞。对于细胞学说的创立来说，普金叶的另一项重大的贡献是他第一次用“原生质”这一词指示细胞物质。最后施旺和施莱登建立了细胞学说。正是因为有了奥肯提出了细胞的概念，才有了布朗的继承，而后来到了普金叶有了进一步的发展，最后由了后来人民的不断创新。二生命科学史展示了各种观点的碰撞和论争过程 生命科学史展示了在探究知识的过程中科学家所持观点之间的碰撞和论争，在碰撞与论争中，知识得到不断的澄清。 达尔文的自然选择学说发表不久，有人提出了“自然选择作用于哪一种变异”的问题，成为当时争论的焦点。达尔文认为选择主要作用于连续的变异类型上。早期的生物统计学家高尔顿（1822191

5、1）、皮尔逊（18571936），与达尔文的判断一致。到了19世纪末，贝特森用事实证明了环境虽呈现连续的变化，而生物的变异却是不连续的，这种不连续性受遗传的控制，而不受环境控制。1904年，在英国科学促进协会的会议上，贝特森与韦尔登进行了最后的争论，贝特森取得了胜利。针对由什么物质引起发酵的问题，李比希和巴斯德展开了争论。巴斯德提出酿酒中发酵是由于酵母细胞的存在，没有活细胞的存在，糖类是不可能变成酒清的；李比希坚持认为引起发酵的是酵母细胞中的某些物质，这些物质只有在酵母细胞死亡并且裂解之后才能发挥作用。1897年毕希纳用实验证明了李比希认为引起发酵的是酵母细胞中的某些物质的观点是对的，即使是伟

6、大的巴斯德也有发生错误的时候。 这些事实给予我们启示：在教学，尤其在生物学探究教学中，生生之间、师生之间和教师之间发生争论是正常的交流。新课程教学提倡这种交流，允许发表各自的观点，即便有错误也是正常的，关键是拿出证据去证实。 三 生命科学史揭示了任何一门学科的发展都离不开其他学科世界上任何一个事物都不能单独存在，其中包括人，动物，当然也包括了生命科学。如果没有物理学的发展，就没有紫外线吸收光谱做定量的份额分析以及DNAX射线衍射资料等，沃森和克里克也不能发现DNA的双螺旋结构；如果孟德尔不运用数学知识对数据进行统计分析，就不能发现遗传规律； 如果没有化学的发展，在1926年J.B.萨姆纳不能制

7、得了脲酶结晶，并证明它是蛋白质。最终确立了酶是蛋白质这一概念，最后也不能开创了生物化学着一个生命科学学科的重要分支。总之，如果不依靠其他学科的发展，生命科学根本不可能发展起来。而反过来，生命科学的发展也进一步促进了其他学科的发展。例如医学，1990年，美国的马里兰州一个研究中心人类第一次运用了基因疗法治好了一个小女孩的病。而在农学方面，也有它重大的意义。1983年，世界上第一株转基因植物，是由美国科学家研发出来的转基因烟草。所以一个学科的的发展离不开其他学科，同时反过来又能够促进其他学科的发展。 所以在现在我们在做研究时，一定要多关注其他学科的发展，尤其是和自己学科相关的学科，并且尽量运用其他

8、学科最前沿的科技。四 生命科学史告诉了我们任何一个科学结论的提出都要经历大量的和实验和仔细的观察对待科学我们一定要持严肃谨慎的态度。要用数据和事实说话。 从1856年，孟德尔就开始了长达8年的豌豆实验。孟德尔首先从许多种子商那里，弄来了34个品种的豌豆，从中挑选出22个品种用于实验。它们都具有某种可以相互区分的稳定性状，例如高茎或矮茎、圆料或皱科、灰色种皮或白色种皮等。孟德尔通过人工培植这些豌豆，对不同代的豌豆的性状和数目进行细致入微的观察、计数和分析。运用这样的实验方法需要极大的耐心和严谨的态度。经历了8个寒暑的辛勤劳作，孟德尔才发现了生物遗传的基本规律。而在18091882年，19世纪自然

9、科学的三大发现之一（其他两个是细胞学说，能量守恒和转化定律）进化论的提出者达尔文以博物学家的身份，参加了英国派遣的环球航行，做了五年的科学考察。在动植物和地质方面进行了大量的观察和采集，经过综合探讨，形成了生物进化的概念。所以在现在我们的科学研究，对待科学一定要严肃认真，任何一个结论的提出都要经历大量的实验验证。五、生命科学史揭示了自然科学的本质 生命科学史揭示了自然科学的本质。自然科学从本质上表现出以下特征：定量化、观察、实验、科学过程、在自我更正中完善和积累。 定量化的特点是将生命科学和数学结合在一起。孟德尔就是运用数学统计方法对实验数据进行统计分析，才发现分离和自由组合规律的；如果没有群

10、体遗传学家对群体进行研究，建立数学模型，那么自然选择学说的机制也许就不会被揭示。只有对不同环境下获得的大范围的样品进行遗传方差的统计分析，才能将遗传引起的变异与环境引起的变异区分开。精确的定量化使生命科学成为人们公认的真正意义上的科学。 观察与实验是生命科学的基石。通过实验来研究事物，特别是通过精确的对照实验来研究问题是自然科学的又一突出特征。在自然科学领域，实验是向自然界提出真正的、必须解决的问题，并且寻找答案的方法。实验方法首先在生理学领域得到运用。19世纪70、80年代，萨克斯（18321897）领导的植物学派，对于生物学中实验方法的运用起了特别重要的作用。19世纪80年代，鲁（1850

11、1924）将实验方法引入原先注重描述性工作的胚胎学领域。通过胚胎学，实验方法又扩展到细胞学和遗传学，最后又扩展到进化论的研究中。到了20世纪30年代，大多数生物学领域，除了古生物学和系统分类学，都采用了实验分析和物理、化学方法而取得新进展。 生命科学史显示了产生每个知识点的科学过程。例如，20世纪初，萨顿和鲍维里在孟德尔遗传学以及19世纪末在染色体的变化、体细胞与生殖细胞的分裂等方面的成果上，提出了染色体学说，即（孟德尔所说的）遗传因子可能就在染色体上。但是当时拿不出证据证明他们的观点。直到1910年，摩尔根通过一系列实验发现，控制果蝇眼色的基因位于性染色体上，才证明了萨顿、鲍维里的假说。从“

12、基因位于染色体上”这一知识点的形成过程，可以看到科学过程的步骤。 生命科学也是在自我更正的过程中积累和进步的。达尔文建立了以自然选择为核心的进化论，可人们在承认生物进化论的同时，却不愿意接受达尔文对进化原因进行臆想的方法，不满意达尔文对进化机制的解释。德弗里斯将实验方法引入对进化论的研究中，提出了“突变学说”，以此来解释达尔文的自然选择学说。在20世纪的头十年，得到生物学界的广泛接受。然而，1910年，果蝇遗传学的发展表明，果蝇群体中不断发生着突变，却没有产生物种的变化。19121915年细胞学的精确研究，沉重地打击了德弗里斯的学说，他所认为的大规模突变产生的性状实际上是已有性状的复杂重组。4

13、(26-32)细胞遗传学，尤其是群体遗传学的建立，才阐明了自然选择的机制。40年代，在达尔文进化论的基础上，提出了综合进化论。在综合进化论盛行了多年之后，1968年，木村资生提出了“分子进化的中性学说”。1972年，埃尔德雷奇和S.J.古尔德提出了间断平衡论，引起了科学界的重视和研究。进化理论还在发展之中。 从进化论的发展可以看出，生命科学知识是在科学家对前人的结论不断质疑、不断证实的基础上进行自我更正的过程中积累起来的。了解生命科学史，对培养研究者和学习者的批判性思维是有积极意义的，同时也能加深学习者正确认识绝对真理和相对真理的关系，从事实中提高哲学素养。 参考文献1王荐.把生命科学史引入中学生物学教学J.课程教材教法，2002，22（1）：52-54. 2美玛格纳（Magner L.N.）.生命科学史M.李难，崔极谦