生物学重大发现的启迪

1、生物学重大发现的启迪,1、细胞学说的提出,细胞学说的提出与什么技术的发展有关？,显微镜技术,细胞学说提出的意义是什么？,细胞学说是19世纪自然科学三大发现之一。 细胞学说阐明了生物界的统一性； 细胞学说标志着生物学研究进入到细胞水平； 细胞学说为进化论的提出奠定了基础。,2、帕拉德对分泌蛋白合成和运输的研究 实验材料是豚鼠的胰腺腺泡细胞，该材料的优点是什么？ 向胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，放射性先后主要出现在什么结构中？ 放射性还可能出现在哪些结构中？ 该实验利用了哪些技术？,分泌蛋白合成旺盛,粗面内质网上的核糖体、内质网、高尔基体、分泌小泡、细胞膜,游离核糖体、细胞核、线粒体、溶酶体

2、,动物细胞培养技术、放射性同位素标记技术、 电子显微镜技术等,3、酶的发现 微生物学家巴斯德认为酒精发酵是酵母细胞代谢活动的结果，没有活细胞的参与不能进行。化学家李比希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裂解后才能发挥作用。化学家毕希纳是怎样解决这一争论的？ 首先提取出纯酶的是美国科学家萨姆纳，他从刀豆种子中提取出脲酶，并证明了脲酶的化学本质是什么？ 切赫与奥特曼发现_也具有生物催化作用。 如何定义酶?,将活酵母细胞破碎，获得有活性的酵母汁，仍然可以进行发酵。,酶是活细胞产生的，具有催化功能的有机物。,4、光合作用的研究史 （1）普利斯特利用小鼠、植物和能够密闭的

3、钟罩所做实验的结果是什么？结论是什么？ 单独罩蜡烛，蜡烛很快熄灭；单独罩小鼠，小鼠很快死亡；将蜡烛与植物一起罩住，蜡烛燃烧时间长；将小鼠与植物一起罩住，小鼠存活时间长。结论：植物可以更新空气 （2）萨克斯用实验证明光合作用能产生淀粉。他的实验方法是怎样的？结果是什么？ 绿叶先暗处理（消耗掉叶片中的营养物质），然后叶片一半曝光，一半遮光，一段时间后用碘蒸气处理叶片（或对叶片用酒精脱色后用碘液染色）。结果：曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半没有颜色变化。结论：光合作用的产物有淀粉,（3）恩格尔曼用水绵和好氧细菌为材料，通过实验证明光合作用的场所是叶绿体。他的实验方法是怎样的？结果是什么？ 将水绵和好氧

4、细菌制成临时装片，放在显微镜下用极细的光柱照射水绵。结果：当光柱照射到水绵叶绿体时，好氧性细菌在照光的叶绿体附近聚集。结论：叶绿体是光合作用的场所。 （4）鲁宾和卡门是怎样探究光合作用产生的氧气的来源的？ 用18O分别标记H2O和CO2，然后分别向植物提供H218O和C18O2，结果表明光合作用释放的氧气全部来自水 （5）卡尔文是用什么方法探究碳反应过程的？ 用14C标记CO2，供小球藻进行光合作用，然后追踪检测其放射性，最终探明碳反应过程。,5、基因分离定律和基因自由组合定律的提出孟德尔是怎样发现基因分离定律和基因自由组合定律的？,孟德尔运用了现代科学研究经常使用的假说演绎法，即：观察现象提

5、出假说（对现象的解释）实验验证科学理论。 他首先从杂交和自交后代的性状出发，做出了六点假设来解释这一现象，为了验证这一假设，他又设计了测交实验，即用隐性纯合子只产生一种类型的（隐性）配子 ，在个体性状水平上来检验杂合子能够产生的配子类型，最后得出正确的结论。,孟德尔获得成功的原因有哪些？ 孟德尔获得成功的原因可以归纳为五点： 1、正确选用实验材料 2、由单因素到多因素的研究方法 3、应用统计学方法分析实验结果 4、科学设计试验程序：假说演绎法 5、热情、意志和严谨的科学态度。 理解孟德尔成功的原因对我们今后的学习和研究有很多启迪，任何一项科学研究都要选择正确的实验材料、确定正确的试验程序、应用

6、正确的研究方法，孟德尔的成功不是偶然，是经过大量的实验、严谨的推理、科学的思考后得出的。,6、基因在染色体上的发现,（1）萨顿是如何用“类比推理”的方法推论出基因位于染色体上的？,类比推理得出的结论还需要观察和实验的检验,基因和染色体行为存在明显的平行关系,1930年（美）范尼尔发现紫硫细菌的光合作用为 CO2+2H2S(CH2O)+H2O+2S,另一个类比推理的例子：,可类比推理得出结论：绿色植物光合作用产生的氧气来自水,（2）摩尔根是如何用实验证明果蝇的红白眼基因位于X染色体上的？,首先摩尔根知道，果蝇的4对染色体中，有一对是决定性别的。其中雌性果蝇中的两条性染色体完全一样，记为XX染色体

7、；雄性果蝇中的性染色体一大一小，记为XY染色体。 当他用白眼雄蝇与正常的红眼雌蝇交配后，由于红眼是显性，因此后代不论雌雄，都是红眼果蝇； 当F1进行相互杂交，出现了F2代中的白眼雄类型 用杂合红眼雌和白眼雄做测交实验，后代中红白眼比例为1：1（雌雄都有）； 用白眼雌和红眼雄交配，后代雄性都是白眼，雌性都是红眼。由此摩尔根判断，白眼基因位于X染色体上。,7、DNA是遗传物质的发现（1）格里菲斯以小鼠和两种肺炎双球菌为材料的实验结果是怎样的？结论是什么？,将无毒性的R型活细菌注射到小鼠体内，小鼠存活； 将有毒性的S型活细菌注射到小鼠体内，小鼠患败血症而死； 将加热杀死后的S型细菌注射到小鼠体内，小

8、鼠存活； 将R型活细菌和加热杀死后的S型细菌型细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠患败血症而死，同时从小鼠体内分离出S型活细菌。 实验结论：在已加热杀死的S细菌中，必然含有某种促成这一转化的物质转化因子。,（2）在格里菲斯实验的基础上，艾弗里是如何用实验证实DNA是遗传物质的？,1944年艾弗里等人进行的体外转化实验其设计原则是：将DNA和蛋白质、多糖、RNA等物质分开，单独与R型细菌一起培养，直观地观察是否能使R型细菌转化，才能确定究竟谁是遗传物质。最后发现只有DNA和R型细菌一起培养，才观察R型细菌转化为S型细菌。从而证实DNA是遗传物质。,（3）赫尔希和蔡斯以大肠杆菌和T2噬菌体为实验材料，

9、证实DNA是遗传物质。该实验的实验方法是怎样的？实验结果是怎样的？,实验中采用了放射性同位素示踪技术。选用32S和35P分别对噬菌体的蛋白质和DNA作标记，然后用这两种噬菌体分别去侵染没有任何放射性同位素的大肠杆菌，检测大肠杆菌内的子代噬菌体内是否含有放射性。 35S标记实验发现上清有放射性而沉淀无放射性，新形成的噬菌体中没有检测到35S，说明噬菌体的外壳并没有进入到细菌内部而是留在了细菌的外部，说明蛋白质不是遗传物质。32P标记实验发现上清无放射性而沉淀有放射性，新形成的噬菌体中能够检测到32P标记，说明是噬菌体的DNA进入了细菌内部，DNA是遗传物质。 32P标记实验中上清含有微弱的放射性

10、是由于有些噬菌体没有完成侵染过程，保温时间过短，上清放射性就高（未完成侵染的噬菌体多），保温时间过长，细菌裂解，上清放射性也高。 35S标记实验中，沉淀含有微弱放射性是由于部分噬菌体外壳没有被搅拌脱离而随大肠杆菌一起沉淀。保温时间对实验结果无明显影响,8、DNA双螺旋结构的发现沃森和克里克用模型方法阐述了DNA的双螺旋结构。什么是模型？高中生物学习中还构建或者使用了什么模型？,模型是对认识对象所做的一种简化描述，模型的形式有物理模型（实物模型）、概念模型、数学模型等。,物理模型：真核细胞模型、减数分裂中染色体的动态模型；数学模型：种群的J型和S型增长数学模型；,9、DNA半保留复制的发现科学家

11、是怎样获得DNA上带有15N标记的大肠杆菌的？怎样用上述大肠杆菌和普通培养液进行实验，证实DNA是半保留复制的？,用含有15N标记培养基培养大肠杆菌，若干代之后我们认为大肠杆菌的DNA上带有15N标记，记做 G0代细胞。 然后将G0代细胞移至含有14N的普通培养基中培养，经过第1、2次细胞分裂后，分别得到G1、G2代细胞，再从G0、G1、G2代细胞中提取出DNA，由于DNA分子质量不同，因此经CsCl密度梯度离心后在离心管内得到不同的条带。,10、中心法则的提出科学家最初提出的中心法则是怎样的？对RNA病毒的研究对中心法则进行了那些补充？,中心法则即遗传学上的信息流，即信息的流动方向图解如下：

12、 科学家最初提出的中心法则包含了三个方面：遗传信息可以从DNA到DNA，即完成DNA的复制；也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译过程；这是几乎所有生物都具有的遗传信息的3个传递方向（图中红色箭头）。 对RNA病毒的研究发现也可以以RNA为模板合成RNA即完成RNA的复制过程，如：烟草花叶病毒；并且还发现某些病毒在寄主细胞内还能以RNA为模板，在逆转录酶的作用下合成DNA，如艾滋病病毒（HIV）。因此对对中心法则进行了补充（图中蓝色箭头）,11、生物进化理论（1）最早提出比较完整的进化学说的是哪位科学家？,拉马克，他的核心思想： 生物不是神造的，而是由古代生物由低等到高等逐渐进化的； 适应性的形成是由于用进废退和获得性遗传。,（2）达尔文根据哪些证据提出了自然选择学说？,他的专著名称是什么？自然选择学说的主要内容是什么？,对不同地区现存生物的观察；化石证据；人工选择实验,自然选择学说能够解释哪些现象？它的局限性是什么？,物种起源；过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存。,能够解释：生物进化的原因，生物适应