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高中生物:科学史探索历程汇总

发布者: L先生 | 发布时间: 2020-4-3 17:38| 查看数: 143| 评论数: 0|帖子模式

高中生物科学史科学家及其成就总结
必修一
★细胞
施莱登、施旺
细胞学说建立者
罗伯特·虎克
细胞的发现者、命名者
列文·虎克
观察到不同形态的细胞
克劳德
摸索出差速离心法来分离细胞内的各种组分
德迪夫
发现溶酶体
帕拉德
发现核糖体和线粒体的结构,用放射性同位素示踪法研究了分泌蛋白合成分泌的过程
魏尔肖
细胞通过分裂产生新细胞、所有细胞来源于先前存在的细胞
★细胞膜
欧文顿
膜是由脂质组成(提出假设)
后人提取膜
成分分析:膜主要成分是脂质和蛋白质
荷兰科学家
膜中脂质排列成连续的两层
罗伯特森
电镜观察“暗-亮-暗”提出“蛋白质-脂质-蛋白质”静态结构
桑格、尼克森
膜流动镶嵌模型
★酶
巴斯德
显微观察,酿酒中发酵是酵母细胞的存在
李比希
发酵是酵母细胞中的某些物质,酵母死亡后裂解释放
毕希纳
酵母细胞提取液引起发酵,称为酿酶
萨姆纳
提取脲酶,证明为蛋白质
切赫、奥特曼
少数RNA也具有催化功能
拉瓦锡
物质燃烧需氧气,把呼吸作用比作碳氢“缓慢燃烧”
★光合作用
普利斯特利
植物可以更新污浊的空气
英格豪斯
更新只有在有光,绿叶条件
梅耶
光能转化为化学能
萨克斯
光合作用产物有淀粉(进行光合作用需要光)
恩格尔曼
好氧细菌检测水绵叶绿体光合作用产生氧
鲁宾、卡门
标记H218O 、C1802 证明氧气来自H2O
卡尔文
14C02在光合作用中转化成有机物途径,卡尔文循环
必修二
★遗传
孟德尔
豌豆、“假说-演绎”分离/自由组合定律
约翰逊
将“遗传因子”命名“基因”提出表现型、基因型
魏尔曼
理论推导减数分裂 、受精作用
萨顿
类比推理 假说:基因由染色体携带着从亲代到子代
摩尔根
实验证明(白眼果蝇)基因位于染色体上
道尔顿
发现色盲、患者
★DNA是遗传物质
格里菲斯
肺炎双球菌体内转化实验:S菌中存在转化因子使得R型菌转化为S型菌
艾弗里
肺炎双球菌体外转化实验:DNA是遗传物质,蛋白质等不是遗传物质
赫尔希&蔡斯
噬菌体侵染细菌实验:DNA是遗传物质
沃森、克里克
构建DNA双螺旋模型;
提出DNA自我复制的假说:DNA半保留复制,(后人同位素示踪技术证明)
克里克
中心法则DNA(复制)—RNA—蛋白质 (后人补充RNA复制,逆转录)
★进化
拉马克
用进废退,获得性遗传
达尔文
过度繁殖、遗传变异、生存斗争、适者生存
必修三
★内环境稳态
贝尔纳
内环境恒定主要依赖于神经调节。提出内环境的概念和内涵,并在指出内环境稳定是生命能独立和自由存在的首要条件。
坎农
稳态是在神经调节,体液调节共同作用,通过各种器官,系统分工合作协调
统一,稳态是中动态平衡
现在
神经-体液-免疫调节
★动物激素
沃森默
促进胰液分泌是神经调节
斯他林、贝利斯
发现在盐酸作用下,小肠黏膜产生化学物质-并命名为促胰液素
肯德尔
从动物甲状腺中提取出甲状腺激素
★植物激素
达尔文
向光性
鲍森.瞻森
胚芽鞘尖端产生的影响可通过琼脂传递给下部
拜尔
胚芽鞘弯曲生长是尖端产生的影响在下部分布不均匀造成的
温特
胚芽鞘弯曲生长是由化学物质引起,命名”生长素”
后人
提取证明为吲哚乙酸类
高斯
从大草履虫实验中得出种群“S”型增长曲线
大小草履虫实验中分析中间关系—竞争
林德曼
能量流动:单向流动、逐级递减
选修三
韦尔穆特
用成年绵羊乳腺细胞得到体细胞核移植后代。即多莉羊
米尔斯坦、科勒
单克隆抗体制备
张明觉、奥斯汀
精子获能
美国著名经济学家L.R.布朗著《生态经济》。
荧光标记:膜具有流动性
人教版高中生物教材中的科学探索历程
近几年高考注重对科学发展史的考查,旨在培养考生实验精神,现将人教版必修教材中经典实验总结如下:一、细胞学说的建立:   1、1543 年,比利时的维萨里指出:器官是由低一层次的结构“组织”构成。  2、1665 英国人虎克(Robert Hooke)用自己设计与制造的显微镜(放大倍数为 40-140 倍)观察了软木的薄片,第一次描述了植物细胞的构造,并首次用拉丁文 cella(小室)这个词来对细胞命名。   3、1680 荷兰人列文虎克(A. van Leeuwenhoek),首次观察到活细胞,观察过原生动物、人类精子、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细菌等。  4、19 世纪 30 年代德国人施莱登、施旺提出“细胞学说(Cell Theory)” 主要内容:  (1)细胞是一个有机体,一切动植物都由细胞发育而来,并由细胞和细胞产物所构成  (2)细胞是一个相对独立的单位,既有它自己的生命,又对其他细胞共同组成的整体的生命起作用  (3)新细胞可以从老细胞中产生   意义:它揭示了细胞结构的统一性和生物体结构的统一性。5、1858 年德国的魏尔肖:新细胞是通过分裂获得二、生物膜结构的探索历程:  11895 年欧文顿(E.Overton):发现脂质更容易通过细胞膜,膜是由脂质组成的。     2、20 世纪初分离出哺乳动物红细胞膜主要化学成分分析,得出膜的主要化学成分是蛋白质和脂质” 。3、1925 年荷兰科学家 Gorter 和 Grendel 实验:从细胞膜中提取脂质,在水面上铺成单层分子,发现面积是细胞膜的 2 倍,提出假说:细胞膜中的磷脂是双层的。4、20 世纪 40 年代,有学者推测蛋白质是覆盖在磷脂双分子层的两侧。5、1959 年罗伯特森(J.D.Robertsen)实验:提出生物膜是由“蛋白质---脂质---蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构。6、1970 年 Larry Frye 等实验:将人和鼠的细胞膜用不同的荧光抗体标记后,让两种细胞融合,杂交细胞的一半发红色荧光、另一半发绿色荧光,放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布。提出假说:细胞膜具有流动性。 7、1972 年桑格和尼克森提出: 流动镶嵌模型” 三、酶的发现:1、1783 年,意大利科学家斯巴兰让尼用实验证明:胃具有化学性消化的作用;2、1836 年,德国科学家施旺从胃液中提取了胃蛋白酶;3、巴斯德之前:发酵是纯化学反应,与生命活动无关。4、1875 年巴斯德(法、微生物学家):发酵与活细胞有关;发酵是整个细胞。5、同年利比希(德、化学家):酵母细胞死亡并裂解释放出某种物质,引起发酵。6、同年比希纳(德、化学家):获得不含酵母细胞的提取液,但未能分离鉴定出酶。7、1926 年美、科学家萨姆纳:从刀豆种子提纯出来的脲酶是一种蛋白质。8、20 世纪 80 年代,美国科学家切赫与奥特曼(美、科学家):少数 RNA 具有生物催化功能。四、光合作用的探究历程: 1、1648 年海尔蒙脱(比利时),把一棵 2.3kg 的柳树苗种植在一桶 90.8kg 的土壤中,然后只用雨水浇灌而不供给任何其他物质,5 年后柳树增重到 76.7kg,而土壤只减轻了57g。指出:植物的物质积累来自水 2、1771 年英国科学家普里斯特利发现,将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内,蜡烛不容易熄灭;将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内,小鼠不容易窒息而死,证明:植物可以更新空气。3、1779 年荷兰医生英格豪斯,做了 500 多次实验,发现普里斯特利的实验只有在阳光下才能成功。4、1785 年,由于空气组成的发现,人们明确了绿叶在光下放出的气体是氧气,吸收的是CO2。5、1845 年,德国科学家梅耶根据能量守恒和转化定律指出,植物进行光合作用时,把光能转换成化学能储存起来。6、1864 年,德国科学家萨克斯把绿叶放在暗处理的绿色叶片一半暴光,另一半遮光(半叶法)。过一段时间后,用碘蒸气处理叶片,发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化,曝光的那一半叶片则呈深蓝色。 证明:绿色叶片在光合作用中产生了淀粉7、1880 年,德国科学家恩吉尔曼把水绵和好氧型细菌放在没有空气的黑暗环境中,用极细的光束照射水绵。证明:叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所,氧是叶绿体释放出来的。 8、1939 年代美国科学家鲁宾卡门采用放射性同位素标记法研究了光合作用,追踪水中的氧和二氧化碳中的氧。第一组相植物提供 H218O和 CO2,释放的是 18O2;第二组提供 H2O 和 C18O,释放的是 O2。光合作用释放的氧全部来自来水 9、20 世纪 40 年代,美国科学家卡尔文用放射性同位素方法标记 14C 做实验:探明CO2 中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳五、植物细胞的全能性: 1958 年美国科学家斯图尔德将胡萝卜韧皮部中的一些细胞培养,由于细胞分化最终发育成完整的植株。六、遗传与进化(必修二)(一)遗传方面的科学家及研究历程1、1866 年奥地利生物学家孟德尔   用豌豆做实验材料,发表论文“植物杂交试验”,用假说-演绎”思想提出了遗传学的分离定律、自由组合定律和遗传因子学说。2、1903 年美国细胞学家萨顿     研究蝗虫减数分裂,用类比-推理思想发现了:遗传因子与染色体的平行关系,提出了遗传的染色体学说。3、1915 年美国生物学家摩尔根通过果蝇眼色遗传,用“假说-演绎”思想证明了:基因在染色体上及基因在染色体上呈线性排列创立了现代遗传学的基因学说。 (二) DNA是遗传物质的探究历程1、1928 年英国科学家格里菲斯   通过肺炎双球菌在小鼠体内转化,提出转化因子的概念。2、1944 年美国细菌学家艾弗里及其同事   通过细菌转化实验首次证明DNA 是遗传信息的载体。3、 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。(三) DNA分子的结构和复制1、1953 年美国生物学家沃森、英国生物物理学家克里克在英国女生物学家富兰克林和英国生物学家威尔金斯等人研究成果的基础上,首先建立了DNA 的双螺旋结构模型,并提出了DNA 的复制机制。2、1954 年俄裔美国物理学家伽莫夫提出蛋白质的遗传密码是由 3 个碱基的排列组合而成的假说。3、1958 年英国生物物理学家克里克提出了蛋白质合成的“中心法则”。4、1970 年美国病毒学家特明、美国病毒学家巴尔的摩发现了逆转录酶,揭示了生物遗传中存在着由逆转录酶 RNA 形成 DNA 的过程,发展和完善了“中心法则”。5、2000 年中、美、日、德、法、英 6 国科学家联合宣布成功绘制出人类基因组草图。(四)生物进化1、1888 年拉马克提出以“用进废退”和“获得性可遗传”为核心的生物进化论。2、1859 年英国博物学家达尔文提出以“自然选择学说”为核心的生物进化论。七、环境与稳态:(必修三)1、内环境与稳态(1)贝尔纳  提出“内环境”概念,并推测内环境的恒定主要依赖于神经系统的调节。(2)坎农  提出“稳态”的概念,并提出稳态维持的经典解释。2、促胰液素的发现:(最先发现的激素) (1)沃泰默的研究狗胰液分泌:研究思路正确,但理解错误,坚持促进胰液分泌是一个神经调节过程。(2)斯他林和贝利斯提出假设:在盐酸的作用下,小肠黏膜产生了促进胰腺分泌胰液的化学物质。(3)巴浦洛夫的研究:曾认为盐酸导致胰液分泌属于神经反射,后来认同以上两科学家的结论。  3、生长素的发现:(1)1880 年达尔文胚芽鞘向光性实验:单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种刺激,当这种刺激传递到下部伸长区时,造成背光侧生长快,植物表现向光生长。(2)1910 年詹森实验:胚芽鞘尖端产生的刺激可透过琼脂片传递给下部,造成胚芽鞘弯曲生长。(3)1914 年拜尔实验:顶尖产生的刺激在其下部分布不均,造成胚芽鞘弯曲生长。(4)1928 年温特实验:(琼脂实验)造成胚芽鞘弯曲的刺激是一种化学物质,并命名为生长素。(5)1934 年及以后郭葛的分离、提纯、鉴定:生长素的化学本质是吲哚乙酸。(IAA)4、种群与生态系统(1)高斯通过实验发现草履虫种群数量增长的S型曲线。(2)林德曼 通过对一个结构相对简单的天然湖泊的能量流动进行定量分析,发现生态系统的能量流动特点是单向流动、逐级递减,能量在相邻两个营养级间的传递效率约为10%-20%。八、选修1、动物细胞工程 1976年,阿根廷科学家米尔斯坦和德国科学家柯勒,通过细胞融合制备出单克隆抗体。2、斯图尔得用胡萝卜韧皮部的细胞培养成了胡萝卜植株,证明了高度分化的植物细胞具有全能性。3、韦尔穆特等在体外条件下将羊体细胞培养成了成熟个体,证明了哺乳动物体细胞核具有全能性。

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