高中生物學(xué)史總結(jié)
高中生物學(xué)史總結(jié)
(涵蓋必修一至必修三書(shū)上出現(xiàn)的所有生物學(xué)史內(nèi)容,包括正文和資料分析。)細(xì)胞學(xué)說(shuō):
維薩里比利時(shí)揭示了人體在器官水平的結(jié)構(gòu)。
比夏法國(guó)指出器官低一層次的結(jié)構(gòu)-組織。
虎克英國(guó)通過(guò)顯微鏡觀察植物的木栓組織,細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)者、命名者。虎克荷蘭用自制顯微鏡觀察了不同形態(tài)的細(xì)菌、紅細(xì)胞和精子等。馬爾比基意大利用顯微鏡廣泛觀察了動(dòng)植物微細(xì)結(jié)構(gòu)。
施萊登德國(guó)通過(guò)研究植物的生長(zhǎng)發(fā)育,首先提出了細(xì)胞是構(gòu)成植物體的基本單位。
施旺德國(guó)《關(guān)于動(dòng)植物的結(jié)構(gòu)和一致性的顯微研究》
耐格里不祥用顯微鏡觀察了多種植物分生區(qū)新細(xì)胞的形成,發(fā)現(xiàn)新細(xì)胞的產(chǎn)生原來(lái)是細(xì)胞分裂的結(jié)果。
魏爾肖德國(guó)總結(jié)出“細(xì)胞通過(guò)分裂產(chǎn)生新細(xì)胞。”
細(xì)胞學(xué)說(shuō)的意義:揭示了細(xì)胞統(tǒng)一性和生物體結(jié)構(gòu)統(tǒng)一性。細(xì)胞世界探微三例:
克勞德美國(guó)采用不同的轉(zhuǎn)速對(duì)破碎的細(xì)胞進(jìn)行離心的方法,將細(xì)胞內(nèi)的不同組分分開(kāi)。
德迪夫比利時(shí)發(fā)現(xiàn)某種酶被包在完整的膜內(nèi),當(dāng)膜破裂后,酶得以釋放。這層膜經(jīng)其他科學(xué)家證實(shí)存在,并命名此細(xì)胞器為“溶酶體”。
帕拉德羅馬尼亞發(fā)現(xiàn)了核糖體、線粒體的結(jié)構(gòu),形象地揭示出分泌蛋白的合成、運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外的過(guò)程。
上述事例說(shuō)明:科學(xué)研究離不開(kāi)探索精神、理性思維和技術(shù)手段的結(jié)合。
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高中生物學(xué)史總結(jié)
(涵蓋必修一至必修三書(shū)上出現(xiàn)的所有生物學(xué)史內(nèi)容,包括正文和資料分析。)
細(xì)胞學(xué)說(shuō):
維薩里比利時(shí)揭示了人體在器官水平的結(jié)構(gòu)。
比夏法國(guó)指出器官低一層次的結(jié)構(gòu)-組織。
虎克英國(guó)通過(guò)顯微鏡觀察植物的木栓組織,細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)者、命名者。
虎克荷蘭用自制顯微鏡觀察了不同形態(tài)的細(xì)菌、紅細(xì)胞和精子等。
馬爾比基意大利用顯微鏡廣泛觀察了動(dòng)植物微細(xì)結(jié)構(gòu)。
施萊登德國(guó)通過(guò)研究植物的生長(zhǎng)發(fā)育,首先提出了細(xì)胞是構(gòu)成植物體的基本
單位。
施旺德國(guó)《關(guān)于動(dòng)植物的結(jié)構(gòu)和一致性的顯微研究》
耐格里不祥用顯微鏡觀察了多種植物分生區(qū)新細(xì)胞的形成,發(fā)現(xiàn)新細(xì)胞的產(chǎn)
生原來(lái)是細(xì)胞分裂的結(jié)果。
魏爾肖德國(guó)總結(jié)出“細(xì)胞通過(guò)分裂產(chǎn)生新細(xì)胞!
細(xì)胞學(xué)說(shuō)的意義:揭示了細(xì)胞統(tǒng)一性和生物體結(jié)構(gòu)統(tǒng)一性。
細(xì)胞世界探微三例:
克勞德美國(guó)采用不同的轉(zhuǎn)速對(duì)破碎的細(xì)胞進(jìn)行離心的方法,將細(xì)胞內(nèi)的不同
組分分開(kāi)。
德迪夫比利時(shí)發(fā)現(xiàn)某種酶被包在完整的膜內(nèi),當(dāng)膜破裂后,酶得以釋放。這層
膜經(jīng)其他科學(xué)家證實(shí)存在,并命名此細(xì)胞器為“溶酶體”。
帕拉德羅馬尼亞發(fā)現(xiàn)了核糖體、線粒體的結(jié)構(gòu),形象地揭示出分泌蛋白的合成、
運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外的過(guò)程。
上述事例說(shuō)明:科學(xué)研究離不開(kāi)探索精神、理性思維和技術(shù)手段的結(jié)合。生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程:
歐文頓國(guó)籍不祥發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜對(duì)不同物質(zhì)的通透性不同,其中脂溶性物質(zhì)比非
脂溶性物質(zhì)更易進(jìn)入細(xì)胞膜。由此提出膜是脂質(zhì)組成的。
兩位荷蘭科學(xué)家提出細(xì)胞中脂質(zhì)分子必然排列為連續(xù)的兩層。
羅伯特森國(guó)籍不祥提出所有生物膜均由蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成,
桑格、尼克森
酶的本質(zhì):
巴斯德
李比希
畢希納
薩姆納
切赫、奧特曼
光合作用:
薩克斯
普利斯特
英格豪斯
梅耶
薩克斯描述生物膜為“靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)”。
國(guó)籍不祥提出“流動(dòng)鑲嵌模型”。法國(guó)提出釀酒中的發(fā)酵是由于酵母菌的存在,沒(méi)有活細(xì)胞的參
與,糖類(lèi)是不可能變成酒精的。
德國(guó)提出引起發(fā)酵的是酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì),但只有在酵母菌
死亡并被裂解后才能發(fā)揮作用。
德國(guó)證實(shí)酵母菌中存在引起發(fā)酵的物質(zhì),稱之為“釀酶”。美國(guó)認(rèn)為酶是蛋白質(zhì)、并證明脲酶是蛋白質(zhì)。美國(guó)發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也有生物催化功能。德國(guó)在法國(guó)科學(xué)家首次分離出葉綠素后發(fā)現(xiàn)葉綠素集中在一個(gè)
個(gè)更小的結(jié)構(gòu)中,后來(lái)人們稱之為“葉綠體”。
英國(guó)通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)植物可以更新因蠟燭燃燒或小鼠呼吸而變得
污濁的空氣,但忽略了光對(duì)植物更新空氣的作用。
荷蘭發(fā)現(xiàn)普利斯特的實(shí)驗(yàn)只有在光照下才能成功;植物體只有
綠葉才能更新污濁的空氣。
德國(guó)根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律,提出植物進(jìn)行光合作用時(shí),把
光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)。
德國(guó)葉片半遮光處理實(shí)驗(yàn)成功地證明光合作用的產(chǎn)物除了氧氣還有淀粉。
魯賓、卡門(mén)美國(guó)同位素標(biāo)記法證實(shí)了光合作用釋放的氧氣來(lái)自水。
卡爾文美國(guó)同位素標(biāo)記法研究小球藻的光合作用,探明了二氧化碳在
光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中碳的途徑,即“卡爾文循環(huán)”。
植物細(xì)胞全能性:
斯圖爾德美國(guó)對(duì)胡蘿卜韌皮部細(xì)胞進(jìn)行植物組培,形成新植株,證實(shí)了
高度分化的植物細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整植株的能力,這就是細(xì)胞全能性。
豌豆雜交實(shí)驗(yàn):
孟德?tīng)枈W地利用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法、假說(shuō)演繹法提出了基因分離定律和基因
自由組合定律。
1、在觀察和統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上,對(duì)性狀分離現(xiàn)象的原因提出了如下假說(shuō):
(1)生物性狀由遺傳因子決定。
(2)體細(xì)胞中遺傳因子是成對(duì)存在的,包括純合子、雜合子。
(3)生物體形成配子時(shí)遺傳因子分離,分別進(jìn)入不同的配子中。配子中只含有每
對(duì)遺傳因子中的一個(gè)。
(4)受精時(shí)雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的。
2、對(duì)分離現(xiàn)象解釋的驗(yàn)證:
設(shè)計(jì)了測(cè)交實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了他的假說(shuō)。
基因分離定律:在生物的體細(xì)胞中,控制同一性狀的遺傳因子成對(duì)存在,不相融
合;在形成配子時(shí),成對(duì)的遺傳因子發(fā)生分離,分離后的遺傳因子分別進(jìn)入不同配子中,隨配子遺傳給后代。
3、設(shè)計(jì)了兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn),對(duì)性狀自由組合現(xiàn)象的解釋,并設(shè)計(jì)測(cè)交實(shí)驗(yàn)
驗(yàn)證,提出了基因自由組合定律。
基因自由組合定律:控制不同性狀的遺傳因子的分離和組合是互不干擾的;在形
成配子時(shí),決定同一性狀的成對(duì)的遺傳因子彼此分離,決定不同性狀的遺傳因子自由組合。
注:丹麥生物學(xué)家約翰遜給孟德?tīng)柕摹斑z傳因子”起了一個(gè)新名字,叫做“基因”,并提出了表現(xiàn)形和基因型的概念;蛟谌旧w上的證明:
薩頓美國(guó)用蝗蟲(chóng)細(xì)胞作材料,研究精子和卵細(xì)胞的形成過(guò)程,發(fā)現(xiàn)
基因與染色體的行為有驚人的一致性。因此得出推論:“基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的。也就是說(shuō),基因在染色體上,因?yàn)榛蚝腿旧w行為存在著明顯的平行關(guān)系。”這是典型的“類(lèi)比推理法”。以下是薩頓假說(shuō)內(nèi)容:
項(xiàng)目體細(xì)胞、配子中數(shù)目基因成雙成單一個(gè)來(lái)自父方,體細(xì)胞中來(lái)源一個(gè)來(lái)自母方在配子形成時(shí)雜交:形成配子、受精自由組合一個(gè)來(lái)自母方非同源染色體自由組合染色體成雙成單一個(gè)來(lái)自父方,保持完整性、獨(dú)立性保持穩(wěn)定性
摩爾根美國(guó)此人不相信孟德?tīng)柕倪z傳理論,也對(duì)薩頓假說(shuō)持懷疑態(tài)度。
他以果蠅為實(shí)驗(yàn)材料,發(fā)現(xiàn)果蠅眼色和性染色體相關(guān)。通過(guò)假說(shuō)演繹、實(shí)驗(yàn)(測(cè)交)的方法證明了基因在染色體上。他還發(fā)明了測(cè)定基因位于染色體上相對(duì)位的方法,并繪出了第一個(gè)果蠅各種基因在染色體上的相對(duì)位,說(shuō)明基因在染色體上呈線性排列。
孟德?tīng)栠z傳定律的現(xiàn)代解釋:
基因分離定律的實(shí)質(zhì):
雜合體內(nèi),位于一對(duì)同源染色體上的等位基因具有一定的獨(dú)立性;在減數(shù)分裂生成配子過(guò)程中,等位基因會(huì)隨同源染色體的分開(kāi)而分離,分別進(jìn)入兩個(gè)配子中,獨(dú)立地隨配子遺傳給后代。
基因自由組合定律的實(shí)質(zhì):
位于非同源染色體上的非等位基因的分離或組合是互不干擾的,在減數(shù)分裂的過(guò)程
中,同源染色體上的等位基因分離的同時(shí),非同源染色體上的非等位基因自由組合。
紅綠色盲癥:
道爾頓英國(guó)發(fā)表了《論色盲》,成為第一個(gè)發(fā)現(xiàn)色盲癥的人。
探究DNA的本質(zhì):
格里菲斯英國(guó)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。得出推論:被加熱殺死的S型菌中,
必然含有某種促成這一轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)-“轉(zhuǎn)化因子”。這種轉(zhuǎn)化因子將無(wú)毒性的R型活菌轉(zhuǎn)化為有毒的S型活菌。
艾弗里美國(guó)將S型菌內(nèi)物質(zhì)進(jìn)行提純鑒定,將不同物質(zhì)分別放入R
型活菌培養(yǎng)基內(nèi),發(fā)現(xiàn)只有加入DNA的培養(yǎng)基內(nèi)長(zhǎng)有S型活菌。如果用DNA酶分解從S型菌內(nèi)提取的DNA,就不能使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。由此得出結(jié)論:DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。(因?yàn)镈NA提純度不是很高,故有人對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論表示懷疑。)
赫爾希、蔡斯國(guó)籍不祥噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明:噬菌體侵染細(xì)菌時(shí),
DNA進(jìn)入到細(xì)菌的細(xì)胞中,而蛋白質(zhì)外殼仍留在外邊。因此,子代噬菌體的各種性狀,是通過(guò)親代的DNA遺傳的。DNA才是真正的遺傳物質(zhì)。
注:后來(lái)的研究表明,RNA也可作為遺傳物質(zhì)。因此DNA是主要的遺傳物質(zhì)。
沃森(美國(guó))通過(guò)物理模型法構(gòu)建了DNA分子的模型:將磷酸-脫氧克里克(英國(guó))核糖股價(jià)安排在螺旋外部,堿基安排在螺旋內(nèi)部的雙鏈螺
旋。根據(jù)查哥夫(奧地利)的信息,A=T,C=G。
現(xiàn)代生物進(jìn)化理論:
拉馬克法國(guó)通過(guò)觀察法,提出地球上所有生物都不是神造的,而是由
更古老的生物進(jìn)化來(lái)的;生物是由低等到高等逐漸進(jìn)化的;生物各種適應(yīng)性特征的形成都是由于用盡廢退和獲得性遺傳;這些因用盡廢退而獲得的性狀是可以遺傳給后代的。這是生物進(jìn)化的主要原因。這在人們信奉神創(chuàng)論時(shí)有一定的進(jìn)步意義。
達(dá)爾文英國(guó)通過(guò)觀察法和縝密的思考提出了自然選擇學(xué)說(shuō)。
達(dá)爾文提出的進(jìn)化論從豐富的事實(shí)出發(fā),論證了生物是不
斷進(jìn)化的,并且對(duì)生物進(jìn)化的原因提出了合理的解釋。它揭示了生命現(xiàn)象的統(tǒng)一性是由于所有生物都有共同的祖先,生物的多樣性是進(jìn)化的結(jié)果;生物界千差萬(wàn)別的種類(lèi)間有一定的內(nèi)在聯(lián)系,從而大大促進(jìn)了生物學(xué)各個(gè)分支學(xué)科的發(fā)展。他著有《物種起源》一書(shū)。
關(guān)于遺傳和變異,達(dá)爾文接受了拉馬克關(guān)于器官用盡廢退
和獲得性遺傳的觀點(diǎn),未能正確解釋遺傳變異的本質(zhì),這是他提出的進(jìn)化論的局限性。
注:(1)生存斗爭(zhēng)的理解:
表現(xiàn)原因結(jié)果意義生存斗爭(zhēng)生物與生物;生物與無(wú)機(jī)環(huán)境生物為爭(zhēng)奪有限生存資源生物大量死亡,少數(shù)生存有利種群生存繁衍(2)遺傳與變異的作用:遺傳:微小變異得到積累加強(qiáng)
變異:具有不定向性,為自然選擇提供大量原材料。
(3)達(dá)爾文對(duì)生物進(jìn)化的解釋:
遺傳變異是自然選擇的內(nèi)因;
變異一般是不定向的,自然選擇是定向的;生存斗爭(zhēng)是生物進(jìn)化的動(dòng)力;適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果;
自然選擇是一個(gè)長(zhǎng)期、緩慢、連續(xù)的過(guò)程。(4)達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)的意義與不足:
意義:能夠解釋生存進(jìn)化的原因,以及生物的多樣性和適應(yīng)性。不足:不能對(duì)遺傳變異本質(zhì)做出科學(xué)解釋;對(duì)進(jìn)化的解釋局限在個(gè)體;強(qiáng)調(diào)物種形成是漸變的結(jié)果,不能很好解釋物種大爆發(fā)等現(xiàn)象,F(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容:
注:(1)突變和重組是隨機(jī)的,不定向的,不能決定生物進(jìn)化的方向。
(2)在自然選擇的作用下,種群基因頻率發(fā)生定向改變,導(dǎo)致生物朝著一
定的方向不斷進(jìn)化。
(3)能夠在自然條件下進(jìn)行基因交流(交配)并產(chǎn)生可育后代的一群生物
稱為物種。
(4)不同種群間的個(gè)體,在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象叫隔離。
隔離是物種形成的必要條件。
(5)不同物種間、生物與無(wú)機(jī)環(huán)境間在相互影響中(包括競(jìng)爭(zhēng)、互助等)
不斷進(jìn)化和發(fā)展,這就是共同進(jìn)化。
(6)生物多樣性包括基因多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性三個(gè)層次。(7)有人主張:中性突變(無(wú)利也無(wú)害)的積累決定了生物進(jìn)化的方向。
激素的發(fā)現(xiàn):
沃泰默法國(guó)通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):把稀鹽酸注入狗的上段小腸腸腔內(nèi),會(huì)引起
胰腺分泌胰液。若直接將稀鹽酸注入狗的血液中則不會(huì)引起胰液的分泌。他進(jìn)而切除了通向該段小腸的神經(jīng),只留下血管,再向腸內(nèi)注入稀鹽酸時(shí),發(fā)現(xiàn)這樣仍能促進(jìn)胰液分泌。他的解釋是:這是一個(gè)十分頑固的神經(jīng)反射。(因小腸上微小的神經(jīng)難以剔除干凈)
斯他林、貝利斯英國(guó)提出假設(shè):這不是神經(jīng)反射而是化學(xué)調(diào)節(jié)-在鹽酸的作用下,
小腸黏膜可能產(chǎn)生了一種化學(xué)物質(zhì),這種物質(zhì)進(jìn)入血液后,隨血流到達(dá)胰腺,引起胰液的分泌。為此做的實(shí)驗(yàn)是:將黏膜與稀鹽酸混合加砂子磨碎,制成提取液。將提取液注射到同一條狗的靜脈中,發(fā)現(xiàn)能促進(jìn)胰腺分泌胰液。這證實(shí)他們的假設(shè)是正確的。他們將這種物質(zhì)稱為“促胰液素”,這是人們發(fā)現(xiàn)的第一種激素。
植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn):
達(dá)爾文英國(guó)注意到植物的向光性,并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究原因。實(shí)驗(yàn):?jiǎn)蝹?cè)光照,胚芽鞘向光彎曲生長(zhǎng);
單側(cè)光照,去掉(遮蓋)尖端,直立生長(zhǎng);單側(cè)光照,遮蓋尖端下部,向光彎曲生長(zhǎng)。結(jié)論:?jiǎn)蝹?cè)光照射使胚芽鞘的尖端產(chǎn)生某種刺激,當(dāng)這種刺
激傳遞到下部的伸長(zhǎng)區(qū)時(shí),會(huì)造成背光面比向光面生長(zhǎng)快。
鮑森〃詹森不祥通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明,胚芽鞘尖端產(chǎn)生的刺激可以透過(guò)瓊脂片傳遞
給下部。實(shí)驗(yàn)如下圖:
拜爾不祥通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明,胚芽鞘的彎曲生長(zhǎng),是因?yàn)榧舛水a(chǎn)生的刺激
在其下部分分布不均勻造成的。實(shí)驗(yàn)如下圖:
注:這些實(shí)驗(yàn)初步證明尖端產(chǎn)生的刺激可能是一種化學(xué)物質(zhì),這種化學(xué)物質(zhì)的分布不
均勻造成了胚芽鞘的彎曲生長(zhǎng)。
溫特荷蘭通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明造成胚芽鞘彎曲的刺激確實(shí)是一種化
學(xué)物質(zhì)。他認(rèn)為這可能是一種和動(dòng)物激素類(lèi)似的物質(zhì),并把這種物質(zhì)命名為生長(zhǎng)素。實(shí)驗(yàn)如下圖:林德曼美國(guó)
對(duì)一個(gè)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的天然湖泊-賽達(dá)伯格湖的能量流
動(dòng)進(jìn)行了定量分析,得出了如圖所示數(shù)據(jù):
他的研究發(fā)現(xiàn),能量流動(dòng)的特點(diǎn)是單向流動(dòng),逐級(jí)遞減。
能量流動(dòng)特點(diǎn)的發(fā)現(xiàn):
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