教材科学发展史归纳 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： 1.1895 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：在电镜下看到了细胞膜清晰的暗 -亮 -暗的三层结构，提出 生物膜的模型：所有生物都是由蛋白质 -脂质 -蛋白质构成的，中间的亮层是脂质分子，两边的暗层 是蛋白质分子，他把生物膜描述为静态的统一结构。 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） ：发酵是由于酵母细胞的存在,没有活细胞的参与糖类是不可 能变成酒精的。 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） ：把酵母细胞放在石英砂中研磨，加水搅拌后，过滤得到获得不含酵 母细胞的提取液，在葡萄糖中加入该提取液后，糖液变成了酒。结束了两人的争执。但未能分离鉴 定出酶。 7.1926 年美、科学家萨姆纳：从刀豆种子中提取出了脲酶，并证明了脲酶就是蛋白质。 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,他被世人公认为“遗传学之父”。 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。 4.18 世纪 英国道尔顿，第一个发现色盲，也是第一个被发现的色盲患者，为了纪念他，又把色盲 症叫做道尔顿症。 （二） DNA 是遗传物质的探究历程 1.1928 年英国科学家格里菲斯 已被加热杀死的 S 型细菌中，必然含有某种活性物质——“转化因 子”，这种转化因子将 R 型活细菌转变为 S 型活细菌。 2.1944 年 艾弗里和他的同事通过实验证明，DNA 才是使 R 型细菌产生稳定遗传变化的物质。但由 于艾弗里实验中提取出的 DNA，纯度最高时仍含有 0.02%的蛋白质，因此仍有人对实验结论表示怀 疑。 3.1952 年 赫尔希和蔡斯以 T2 菌体为实验材料，利用放射性同位素标记的新技术，证明 DNA 才是 真正的遗传物质，但该实验不能证明蛋白质不是遗传物质。 4.一些 RNA 病毒如：烟草花叶病毒中提取出来的蛋白质不能使烟草感染病毒，但从这些病毒中提取 出来的 RNA 能使烟草感染病毒，因此在这些病毒中 RNA 是遗传物质。 （三） DNA 分子的结构和复制 1.1951 年英国著名生物物理学家威尔金斯展示了一张他和同事富兰克林提供的 DNA 的 X 射线衍射 图谱。 2.1952 年奥地利的著名生物化学家查哥夫提供了一个重要信息，腺嘌呤的量总是等于胸腺嘧啶的 量，鸟嘌呤的量总是等于胞嘧啶的量。 3.1953 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。 4.1954 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。 5.1958 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”。 6.1961 年 克里克是第一个用实验证明遗传密码中三个碱基编码一个氨基酸的科学家。同时证明了 遗传密码从一个固定的起点开始，以非重叠的方式阅读，编码之间没有分割符。 7.1970 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”。 8.2000 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） （一）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。 （二）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。 （三）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） （四）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%。