中學(xué)生物學(xué)史

一）細(xì)胞學(xué)說的建立和開展過程

二）生物膜流淌鑲嵌模型的探究歷程

三）酶的發(fā)覺史

四）光合作用的發(fā)覺史

五）遺傳定律的發(fā)覺史

六）遺傳物質(zhì)的發(fā)覺史

七）DNA分子雙螺旋構(gòu)造的發(fā)覺史

八）生物進化史

九）內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)

十）促胰液素的發(fā)覺

十一）植物生長素的發(fā)覺史（

十二）種群與生態(tài)系統(tǒng)探討史

必修一：

（一）細(xì)胞學(xué)說的建立和開展過程

1、1543年，比利時的維薩里發(fā)表?人體構(gòu)造？，提示了人體在器官水平的構(gòu)造。

2、羅伯特虎克：英國人，細(xì)胞的發(fā)覺者和命名者。1665年，他用顯微鏡視察植物的木栓

組織，發(fā)覺由很多規(guī)那么的小室組成，并把“小室〃稱為cell——細(xì)胞。

3、列文虎克：荷蘭人，他用自制的顯微鏡進展視察，對紅細(xì)胞和動物精子進展了精確的

描述°

4、19世紀(jì)30年頭，德國植物學(xué)家施萊登（1804—1881）和動物學(xué)家施旺（1810—1882）

提出了細(xì)胞學(xué)說，指出細(xì)胞是一切動植物構(gòu)造的根本單位。恩格斯曾把細(xì)胞學(xué)說譽為19

世紀(jì)自然科學(xué)三大發(fā)覺之一。

5、魏爾肖：德國人，他在前人探討成果的根底上，總結(jié)出“細(xì)胞通過分裂產(chǎn)生新細(xì)胞〃。

18世紀(jì)末、19世紀(jì)初，德國詩人、自然科學(xué)家J.W.von歌德認(rèn)為有機界的多樣性是

從物質(zhì)的神圣統(tǒng)一性與第一原理衍生出來的，即由共同的原型所組成。德國自然哲學(xué)家、

生物學(xué)家L.奧肯依據(jù)自然哲學(xué)思想與不準(zhǔn)確的視察，提出由球狀小泡開展成的纖毛蟲是

構(gòu)成生命的共同單位。學(xué)者們找尋動植物原型的思想對細(xì)胞學(xué)說的提出有肯定影響。

19世紀(jì)20、30年頭，有些學(xué)者提出“小球〃”小球〃進展描述，并提到與植物細(xì)胞

有相像性。

1838年德國植物學(xué)家M.J.施萊登發(fā)表?植物發(fā)生論？，提出只有最低等的植物，如某

些藻類和真菌是由一個單細(xì)胞組成的。高等植物那么是各具特色的、獨立的單體即細(xì)胞

的集合體；因而認(rèn)為細(xì)胞是組成植物的根本生命單位。他還認(rèn)為細(xì)胞的生命現(xiàn)象有兩重

性：一方面細(xì)胞是獨立的，只與自身生長有關(guān)；另一方面又是附屬的，是構(gòu)成植物整體

的一個組成局部。他探討植物的個體發(fā)育、開展了R.布朗關(guān)于細(xì)胞核的看法，認(rèn)為核與

細(xì)胞的產(chǎn)生有親密關(guān)系，并把它稱為細(xì)胞形成核（cytoblast）。他描述了先由粘液顆粒長

成細(xì)胞形成核，再在其外表出現(xiàn)小囊，逐步形成細(xì)胞的過程。他認(rèn)為全部顯花植物都具

有共同的細(xì)胞形成規(guī)律。

德國動物學(xué)家T.A.H.施萬于1837年10月，得悉M.J.施萊登的探討成果而受到啟

發(fā)，相識到從細(xì)胞核入手而論證植物細(xì)胞與動物細(xì)胞的一樣性有重要意義。他于1839年

出版?動植物的構(gòu)造和生長一樣性的顯微探討？，提出了細(xì)胞學(xué)說。他通過對蝌蚪脊索細(xì)

胞和不同動物軟骨細(xì)胞的探討，闡述了動物細(xì)胞與植物細(xì)胞的相像性。他把動物的永久

性組織分為5類,分別探討了血細(xì)胞，指甲、腱、骨、齒?、肌肉、神經(jīng)等，證明它們都是

有核的細(xì)胞或是細(xì)胞分化的產(chǎn)物。他承受M.J.施萊登的觀點，并開展為細(xì)胞可由細(xì)胞內(nèi)

或細(xì)胞間的一種無構(gòu)造物質(zhì)即細(xì)胞形成質(zhì)(cytoblastema)產(chǎn)生。他依據(jù)探討結(jié)果提出一

切動物和植物都是由細(xì)胞組成的，有機體的各種根本組成都有一個共同的發(fā)育原那么，

即細(xì)胞形成的原那么，并認(rèn)為細(xì)胞是生命的根本單位。一切有機體都從單個細(xì)胞開場生

命活動，并隨著其他細(xì)胞的形成，不斷發(fā)育成長。他還明確指出細(xì)胞有兩類現(xiàn)象，一類

是塑造現(xiàn)象，與細(xì)胞由分子組成有關(guān)；另一類是代謝現(xiàn)象，與細(xì)胞本身組成成分或四周

的細(xì)胞形成質(zhì)中發(fā)生的化學(xué)改變有關(guān)。

細(xì)胞學(xué)說建立后的主要進展是原生質(zhì)理論的建立和動植物細(xì)胞有絲分裂、減數(shù)分裂

一樣性的證明。繼1835年法國原生動物學(xué)家F.迪雅爾丹將根足蟲的內(nèi)含物稱為肉漿，

1839年浦肯野把動物胚胎細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)，稱為原生質(zhì)。1844年C.W.von內(nèi)格利發(fā)覺植物

細(xì)胞壁內(nèi)有一顆粒狀的無色粘液層，同年H.von莫爾稱它為原囊，1846年又稱它為原生

質(zhì)。1850年F.J.科恩證明肉漿和植物原生質(zhì)為同一物質(zhì)。以后扎舒爾策于1861年證明

植物和動物的原生質(zhì)和最低等生物的肉漿是同一物質(zhì)。

“一切細(xì)胞來自細(xì)胞〃的名言。但他們并未正確相識細(xì)胞分裂過程，而且也未完全解除

細(xì)胞游離形成。直到19世紀(jì)70年頭和80年頭中期，通過德國植物細(xì)胞學(xué)家E.A.施特拉

斯布格、德國細(xì)胞學(xué)家W.弗勒明等很多學(xué)者的努力，才正確說明白動、植物細(xì)胞有絲分

裂的過程，并證明它遵循著共同的規(guī)律。比利時胚胎學(xué)家E.van貝內(nèi)登于1883年發(fā)覺馬

蛔蟲性細(xì)胞染色體數(shù)目的削減是對于細(xì)胞減數(shù)分裂的相識的開場。后來德國動物學(xué)家H.

亨金于1891年指出減數(shù)過程是染色體配對及染色體對之間的別離，并指出了脊椎動物、

植物和昆蟲細(xì)胞減數(shù)分裂的一樣性。但是H.亨金的探討成果在當(dāng)時并未得到成認(rèn)。1905

年英國植物學(xué)家J.B.法默和生物學(xué)家J.E.S.穆爾在總結(jié)前人工作的根底上，進一步證明

白動、植物細(xì)胞減數(shù)分裂的共同性，以及兩者之間的某些差異。

(二)生物膜流淌鑲嵌模型的探究歷程

1、1895年，歐文頓發(fā)覺脂質(zhì)更簡潔通過細(xì)胞膜。提出假說：膜是由脂質(zhì)組成的。

2、20世紀(jì)初，科學(xué)家的化學(xué)分析結(jié)果，指出膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成“

3、1925年，兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮從細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)，鋪成單層分子，發(fā)覺面積是細(xì)

胞膜的2倍。提出假說：組胞膜中的磷脂是雙層的

4、1959年，羅伯特森在電鏡下看到細(xì)胞膜由“暗一亮一暗〃的三層構(gòu)造構(gòu)成。

提出假說：生物膜是由“蛋白質(zhì)一脂質(zhì)一蛋白質(zhì)〃的三層構(gòu)造構(gòu)成的靜態(tài)統(tǒng)一構(gòu)造

5、1970年，科學(xué)家用熒光標(biāo)記人和鼠的細(xì)胞膜并讓兩種細(xì)胞融合，放置一段時間后發(fā)覺

兩種熒光抗體勻稱分布。提出假說：細(xì)胞膜具有流淌性

6、1972年，桑格和尼克森堤誕生物膜流淌鑲嵌模型，強調(diào)膜的流淌性和膜蛋白分布的不

對稱性，并為大多數(shù)人所承受。

生物膜組成細(xì)胞膜組成似可分為?膜的骨架（主要是脂質(zhì)）。期在骨架上的物質(zhì)

?蛋白質(zhì)等）。其化學(xué)成分一般由類脂（磷脂、膽固靜）、蛋白質(zhì)、糖類（糖蛋白、糖

脂）、少量的核酸、無機離子以及水分所組成。而類脂和蛋白質(zhì)那么是組成細(xì)胞膜的主

要成分。膜構(gòu)造體系的根本作用是為細(xì)胞供應(yīng)愛護。質(zhì)膜將整個細(xì)胞的生命活動愛護

起來，并進展選擇性的物質(zhì)交換；核膜將遺傳物質(zhì)愛護起來，使細(xì)胞核的活動更加有效;

線粒體和葉綠體的膜將細(xì)胞的能量發(fā)生同其它的生化反響隔離開來，更時地進展能量轉(zhuǎn)

換。膜構(gòu)造體系為細(xì)胞供應(yīng)較多的質(zhì)膜外表，使細(xì)胞內(nèi)部構(gòu)造區(qū)室化。由于大多數(shù)酶定

位在膜上，大多數(shù)生化反響也是在膜外表進展的，膜外表積的擴大和區(qū)室化使這些反響

有了相應(yīng)的隔離，效率更高。另外，膜構(gòu)造體系為細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)運輸供應(yīng)了特殊的運輸

通道，保證了各種功能蛋白剛好精確地到位而又互不干擾。例如溶酶體的酶合成之后不

僅馬上被愛護起來，而且始終處于監(jiān)護之下被運輸?shù)饺苊阁w小泡。細(xì)胞生物膜系統(tǒng)是

指由細(xì)胞膜、細(xì)胞核膜以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體等有膜圍繞而成的細(xì)胞器，在構(gòu)

造和功能上是嚴(yán)密聯(lián)系的統(tǒng)一整體，由于細(xì)胞膜、核膜以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體

等由膜圍繞而成的細(xì)胞器都涉及到細(xì)胞膜或細(xì)胞器膜，所以通常稱此系統(tǒng)為生物膜系統(tǒng)。

細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)在細(xì)胞的生命活動中起著極其重要的作用。此外，探討細(xì)胞生物膜系

統(tǒng)在醫(yī)學(xué)和生產(chǎn)過程中都有很廣袤的前景。

生物膜構(gòu)造如今所認(rèn)知的生物膜構(gòu)造為流體鑲嵌模型。在提出后又有屢次補充,

它們都是以流淌鑲嵌模型為前提。如晶格鑲嵌模型強調(diào)了膜蛋白分子對磷脂分子流淌性

的限制作用，認(rèn)為內(nèi)在蛋白四周結(jié)合的磷脂分子為界面脂，界面脂只能隨內(nèi)在蛋白運動,

并與內(nèi)在蛋白構(gòu)成晶格；板塊模型那么認(rèn)為在流淌的脂雙層中存在著構(gòu)造和性質(zhì)不同，

但有序又可獨立移動的鑲嵌板塊，板塊內(nèi)不同組分的相互作用以及不同板塊間的相互作

用，使生物膜具有困難的生物學(xué)功能。

膜蛋白和膜脂構(gòu)造探討的最新進展主要是以下幾個方面：（1）膜蛋白三維構(gòu)造探

討。膜蛋白可分為外周蛋白和內(nèi)在蛋白，后者占整個膜蛋白的70%?80%,它們局

部或全部嵌入膜內(nèi)，還有的是跨膜分布，如受體、離子通道、離子泵以及各種膜酶等等。

第一個水溶性蛋白質(zhì)-----肌紅蛋白的三維構(gòu)造的解析是由英國人Kendrew于1

957年用X射線衍射法完成的，他因此獲得了諾貝爾獎。迄今蛋白質(zhì)解析出具有原子

辨別率的三維構(gòu)造己達(dá)20000個左右。（2）膜脂構(gòu)造探討進展。膜脂主要包括甘

油脂（即磷脂）、鞘脂類以及膽固醇。對丁?甘油脂探討較多，它們不僅是生物膜構(gòu)造的

骨架，其中有些成員還參加了信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的過程。生物膜作用細(xì)胞膜主要功能有（1）

分隔、形成細(xì)胞和細(xì)胞器，為細(xì)胞的生命活動供應(yīng)相對穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境，膜的面積大大

增加，提高了發(fā)生在膜上的生物功能；（2）屏障作用，膜兩側(cè)的水溶性物質(zhì)不能自由通

過；（3）選擇性物質(zhì)運輸，伴隨著能量的傳遞；（4）生物功能：激素作用、酶促反響、

細(xì)胞識別、電子傳遞等。：5）識別和傳遞信息功能（主要依靠糖蛋白）（6）物質(zhì)轉(zhuǎn)運

功能：細(xì)胞與四周環(huán)境之間的物質(zhì)交換，是通過細(xì)胞膜的轉(zhuǎn)運功能實現(xiàn)的不同的生物膜

有不同的功能。細(xì)胞膜和物質(zhì)的選擇性通透、細(xì)胞對外界信號的識別作用、免疫作用等

親密相關(guān)；神經(jīng)細(xì)胞膜與肌細(xì)胞膜是高度分化的可興奮膜，起著電興奮、化學(xué)興奮的產(chǎn)

生和傳遞作用；葉綠體內(nèi)的類囊體薄膜與光合細(xì)菌膜、嗜鹽菌的紫膜起著將光能轉(zhuǎn)換為

化學(xué)能的作用，而線粒體內(nèi)膜與呼吸細(xì)菌膜那么能將氧化復(fù)原過程中釋放出的能量用于

合成三磷酸腺甘；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜是膜蛋白、分泌蛋白等蛋白質(zhì)及脂質(zhì)的生物合成場所。因此,

生物膜在活細(xì)胞的物質(zhì)、能量及信息的形成、轉(zhuǎn)換和傳遞等生命活動過程中，是必不行

少的構(gòu)造。

細(xì)胞膜的應(yīng)用2.脂質(zhì)體的開展和應(yīng)用1965年，英國學(xué)者Bangha

m將磷脂分散在水中，然后用電鏡視察。發(fā)覺磷脂自發(fā)形成多層囊泡，每層均為類

似生物膜構(gòu)造的脂質(zhì)雙分子層，囊泡中心和各層之間被水相隔開，雙分子層厚度約為4

納米。后來，將這種小囊泡稱為脂質(zhì)體。脂質(zhì)體具有分子小、擴散速度快、脂溶性好及

可生物降解等優(yōu)點，因此可作為藥物和基因等的載體。此外，如在脂質(zhì)體中摻入特異的

組織和細(xì)胞的識別配體或抗體等，脂質(zhì)體即可將藥物和基因靶向運輸，增加藥物作用的

局部濃度和作用時間并削減全身的毒副反響。目前，抗腫瘤化療藥物及腫瘤基因治療的

脂質(zhì)體投送系統(tǒng)的探討和應(yīng)用已取得了較大的進展。3.細(xì)胞膜電穿孔的開展及應(yīng)用

經(jīng)過人們不斷的探討發(fā)覺：細(xì)胞膜的絕緣強度與所加脈沖電場的幅值和持續(xù)時間有關(guān)。

細(xì)胞膜的擊穿電壓值在0.5~1.5V左右，即：假定細(xì)胞膜的厚度為5nm,當(dāng)采納Ls）

ms級的電脈沖時，電場強度應(yīng)當(dāng)在「3kV/cm左右。通常，幅值較低、持續(xù)時間較短

的脈沖刺激僅導(dǎo)致細(xì)胞膜充電，其時間常數(shù)取決于膜電容和充電通路的等效電阻。電穿

孔現(xiàn)象發(fā)生后，膜電導(dǎo)率G（t）增大，跨膜電流增加至nA數(shù)量級。假如在電流陡增前

撤去外電場或者處于兩脈沖的間隔時期，那么膜電位U（t）快速衰減，細(xì)胞膜放電，膜

屏障功能復(fù)原，那么稱此現(xiàn)象為可逆性電擊穿（REB）否那么微孔數(shù)量增加或者孔徑激

增，以至于膜組織斷裂，細(xì)胞死亡,稱此現(xiàn)象為不行逆性電擊穿（IREB定性地說，電穿

孔現(xiàn)象是由電能（因跨膜電位提高而產(chǎn)生的確定性能量）和/KT能量0（因熱波動而產(chǎn)

生的隨機性能量）共同作用而引起的。大量的視察發(fā)覺：電穿孔的發(fā)生主要是一種物理現(xiàn)

象，同時也會引起細(xì)胞膜某些化學(xué)性質(zhì)的改變，應(yīng)當(dāng)建立細(xì)胞膜出現(xiàn)微孔的物理模型來

說明細(xì)胞膜的機械特性、電特性和分子運輸行為。一、生物膜在污水處理中的應(yīng)用

生物膜法是土壤自凈和河床凈化過程的人工模擬和強化。生物膜通常為微生物、原生動

物、后生動物集群生長、繁育的膜狀生物性污泥。與活性污泥法相比,耐沖擊負(fù)荷、耐毒

性、耐泡沫影響且無污泥膨脹問題,是生物膜法的普遍性優(yōu)點。1、多功能人工水草

生物膜處理黑臭河水探討隨著工業(yè)的開展，工業(yè)超標(biāo)排污造成大量的生活用水被污染,

河道黑臭。因此，處理污水成為人們急需解決的問題，城市河道黑臭主要是過量納污導(dǎo)

致水體供氧和耗氧失衡的紜果，水體缺氧乃至厭氧條件下污染物轉(zhuǎn)化并產(chǎn)生氨氮、硫化

氫、揮發(fā)性有機酸等臭惡臭物質(zhì)以及鐵、鎰硫化物等黑色物質(zhì)［1］。近年來，微生物被廣

泛用于黑臭河道的治理，通過選育和培育高效的微生物菌劑，能有效降解COD、N

和P,消退黑臭，提高溶解氧水平［2-3］。但對于成分困難的廢水，單一功能的微生物難

于治理多種污染物［4］。以人工水草作為生物膜載體，結(jié)合光合細(xì)菌球形紅細(xì)菌、枯草

桿菌和氧化硫硫桿菌組合構(gòu)建多功能人工水草生物膜系統(tǒng)，多功能人工水草生物膜對工

業(yè)河黑臭河水具有較好的凈化效果，系統(tǒng)克制了單一功能微生物難于處理多種污染物的

缺陷，能有效地處理成分困難的黑臭河水。2、復(fù)原水解一生物膜工藝處理印染廢

水中試探討。探討人員提出“復(fù)原水解一生物膜〃處理工藝［5］,效果穩(wěn)定、各處理

單元布置合理，能夠適應(yīng)在各種生產(chǎn)階段改變狀況下的該廠廢水的處理，處理后出水能

到達(dá)并低于紡織染整工業(yè)水污染物排放的一級標(biāo)準(zhǔn)［6］,顯示了聯(lián)合工藝優(yōu)良的適應(yīng)性。

利用生物膜法處理剩余污泥產(chǎn)量少，處理效率高，具有很好的推廣應(yīng)用價值。

三、有機廢氣的生物膜處理技術(shù)化工廠和石油化工廠在生產(chǎn)過程中排放各種機廢氣,

其中含有醋、醇、酸、酚、睛、酸、芳煌及雜環(huán)化合物等有機污染物，對人體及環(huán)境危

害很大。與有機廢氣的傳統(tǒng)處理方法相比，生物處理法［9］的主要伏點是工藝設(shè)備簡潔、

管理維護便利、能耗少、運行費用低，且去除效率也比擬高。生物膜法是微生物在填料

外表固定附著生長的生物史理法，有機廢氣中的污染物和空氣中的氧通過相間傳質(zhì)為微

生物膜所吸附，并發(fā)生生物氧化反響，使有機廢氣得到凈化。生物膜法具有以下優(yōu)點：

生物相多樣化，除好氧菌外還存在厭氧菌,生物膜具有較低的含水率，單位體積內(nèi)的生

物量較大，因此生物膜反響器具有較大的處理實力,工藝過程比擬穩(wěn)定，動力消耗較少。

由于具有以上這些優(yōu)點，生物法生物膜法在有機廢氣處理中的應(yīng)用受到了特殊的關(guān)注。

四、生物膜在血液透析中的應(yīng)用血液透析［10］是一種溶質(zhì)通過半透膜與另一種溶質(zhì)交

換的過程。半透膜是一張布滿很多小孔的薄膜，膜的孔隙大小在肯定范圍內(nèi)，使得膜的

兩側(cè)溶液中的水分子和小分子的溶質(zhì)可通過膜孔進展交換，但大分子溶質(zhì)（蛋白質(zhì)）不能

通過。依據(jù)膜平衡原理，半透膜兩側(cè)液體各自所含溶質(zhì)濃度的梯度差及其他溶質(zhì)所形成

的不同滲透濃度，可使溶質(zhì)從濃度高的一側(cè)向濃度低的一側(cè)移動（彌散作用），而水分子

那么從滲透濃度低的一側(cè)向濃度高的一側(cè)滲透（滲透作用），最終到達(dá)動態(tài)平衡。當(dāng)血液

進入透析器時，其代謝產(chǎn)物如尿素、肌醉、胭類、中分子物質(zhì)、過多的電解質(zhì)便可通過

透析膜彌散到透析液中，而透析液中的碳酸氫根、葡萄糖、電解質(zhì)等機體所需物質(zhì)那么

被補充到血液中，從而到達(dá)去除體內(nèi)代謝廢物、訂正水電解質(zhì)紊亂和酸堿失衡的目的

（三）酶的發(fā)覺史

1、斯帕蘭札尼：意大利人，生理學(xué)家。1783年他通過試驗證明胃液具有化學(xué)性消化作用。

2.巴斯德：法國人，微生物學(xué)家，化學(xué)家，提出釀酒中的發(fā)酵是由于酵母菌的存在，沒

有活細(xì)胞的參加，糖類是不行能變成酒精。

3.、李比希：德國人，化學(xué)家。認(rèn)為引起發(fā)酵時酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只

有在酵母細(xì)胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用。

4、畢希納：德國人，化學(xué)家。他從酵母細(xì)胞中獲得了含有酶的提取液，并用這種提取液

勝利地進展了酒精發(fā)酵。

5、薩姆納：美國人，化學(xué)家。1926年，他從刀豆種子中提取到胭酶的結(jié)晶，并用多種方

法證明麻酶是蛋白質(zhì)。榮獲1946年諾貝爾化學(xué)獎。

6、20世紀(jì)80年頭，美國科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)覺少數(shù)RNA也有生物催化作用。

（四）光合作用的發(fā)覺史

1、1648—1653年，比利時醫(yī)生海爾蒙特做了盆栽柳樹稱重試驗，得出植物的重量主要

不是來自土壤而是來自水的推論。他沒有相識到空氣中的物質(zhì)參加了有機物的形成。

2、1771年，英國的普里斯特利發(fā)覺植物可以復(fù)緣由蠟燭燃燒而變污濁的空氣。

3、1773年，荷蘭的英格豪斯證明只有植物的綠色局部在光下才能更新污濁的空氣。

4、1845年，德國的梅耶發(fā)覺植物把光能轉(zhuǎn)化成了化學(xué)能儲存起來。

5、1864年，德國科學(xué)家薩克斯證明光合作用產(chǎn)生了淀粉。

6、1880年，美國生物學(xué)家恩格爾曼利用好氧細(xì)菌證明氧氣是光合作用的產(chǎn)物。

7、1939年，美國的魯賓和卡門利用同位素々進展示蹤試驗證明光合作用釋放的氧氣來

自水。

8、1957年，美國生物學(xué)家卡爾文利用放射性同位素標(biāo)記法，用“C標(biāo)記CO?發(fā)覺了卡爾

文循環(huán)。

試驗一：海爾蒙特試驗

17世紀(jì)早期，比利時科學(xué)家海爾蒙特第一次試圖用定量的方法探討植物

的養(yǎng)料來源。

他把兩百磅的土壤烘干稱重，然后在土里種下5磅重的柳樹種子，收集雨

水澆灌；五年后柳樹長成169磅3盎司重，土壤再烘干稱重，只少了2盎司。

這證明樹木的重量增加來自雨水而非土壤。

試驗二：普利斯特利試驗

普利斯特里（1771年）他點燃一根蠟燭，把它放到預(yù)先放有小老鼠的玻

璃容器中，然后蓋緊容器。他發(fā)覺：蠟燭燃了一陣之后就熄滅了，而小老鼠也

很快死了。這一現(xiàn)象使普利斯特里想到，空氣中也許存在著一種東西，當(dāng)它燃

燒時空氣就會被污染，因而成為不能供動物呼吸，也不能使蠟燭接著燃燒的“受

污染的空氣〃。為了證明這一想法的正確與否，他設(shè)想，能否把受污染的空氣

加以凈化，使它又成為可供呼吸的空氣呢？他為此做了一個新的試驗c他用水

洗滌受污染的空氣，其結(jié)果使他大為驚異，他發(fā)覺，水只能凈化一局部被污染

的空氣，而另一局部未被凈化的空氣，還是不能供呼吸，老鼠在其中照樣要死

去。

擅長思索和鉆研問題的普利斯特里進一步想到，動物在受污染的空氣中會

死去，那么植物又會怎樣呢？對此，他設(shè)計了以下試驗：把一盆花放在玻璃罩

內(nèi)，花盆旁邊放了一支燃燒著的蠟燭來制取受污染的空氣。當(dāng)蠟燭熄滅幾小時

后，植物卻看不出什么改變。他又把這套裝置放到靠近窗子的桌子上，次日早

晨飽發(fā)覺，花不僅沒死，而且長出了花蕾。由此他想到，莫非植物能夠凈化空

氣嗎？為了驗證這一想法，他盡點燃了一支蠟燭，并快速放入罩內(nèi)。蠟燭果真

正常燃燒著，過了一段時間才熄滅。當(dāng)時:科學(xué)家們把一切氣體統(tǒng)稱為空氣。

為了確定終究有幾種空氣，普利斯特里曾屢次重復(fù)自己的試驗。他認(rèn)為，在啤

酒發(fā)酵、蠟燭燃燒以及動物呼吸時產(chǎn)生的氣體，就是早先人們所稱的“固定空

氣〃（實那么二氧化碳）。他對這種“固定空氣〃的性質(zhì)做了深化探討。他證

明，植物汲取“固定空氣〃可以放出“活命空氣〃（實那么氧氣）。還發(fā)覺“活

命空氣〃既可以維持動物呼吸，又能使物質(zhì)更猛烈地燃燒。

結(jié)論：植物可以更新空氣

試驗三：薩克斯試驗

1864年，薩克斯做過這樣的試驗：把綠戶放在暗處數(shù)小時，消耗葉片中

局部養(yǎng)分物質(zhì)，然后把葉片的一局部暴露在光下，另一局部遮光。經(jīng)過一段時

間后，用碘蒸汽處理葉片，結(jié)果遮光的局部葉片無顏色改變，而照光的一局部

葉片顯示深藍(lán)色：證明芻綠葉光合作用產(chǎn)生了淀粉。

試驗四：恩格爾曼試驗

1880年，恩格爾曼用水綿進展了光合作用的試驗。他把載有水綿和好氧

細(xì)菌臨時裝片放在沒有空氣的黑暗環(huán)境里，然后用極細(xì)的光束照耀水綿，通過

顯微鏡視察發(fā)覺，好氧細(xì)菌向葉綠體被光束照耀到的部位集中；假如上述臨時

裝片完全暴露在光下，好氧細(xì)菌那么分布在葉綠體全部受光部位的四周。從而

證明：氧是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進展光合作用的場所。

試驗五：英格豪斯的試驗：

1779年，荷蘭的英格豪斯他用漏斗把簇新水草扣在裝滿水的大燒杯里，

再用裝滿水的試管罩在漏斗頸部一端的開口上，然后給水草光照，并用試管收

集水草承受光照后所產(chǎn)生的氣體。一段時間以后，水草在光照下產(chǎn)生的小氣泡

在倒扣的試管底部越聚越多。英格豪斯?jié)u漸地將試管從水中取出，再把點燃的

蠟燭漸漸靠近試管口，只聽“砰〃的一聲，蠟燭的火焰竄起老高。這個結(jié)果用

當(dāng)時人們已經(jīng)駕馭的化學(xué)學(xué)問，可以說明為是氧氣的助燃現(xiàn)象。英格豪斯同時

還做了不給水草照光的比照試驗，結(jié)果很長時間以后也沒有看到小氣泡產(chǎn)生出

來。

為了讓試驗的結(jié)果更加牢靠，英格豪斯并不忙于下最終的結(jié)論。他又用了

將近3個月的時間，選擇不同的植物反復(fù)進展了總計500屢次試驗，最終找

到了好空氣與壞空氣互變的關(guān)鍵緣由是“光〃.英格豪斯所得出的結(jié)論是：在

光照下，植物會把壞空氣變成好空氣，沒有光的時候那么相反。

理論的聲音：

1845年，德國科學(xué)家梅耶依據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律明確指出，植物在進

展光合作用時，把光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲存起來，

試驗六：梅爾卡文的同位素標(biāo)記法的試驗：

1948年美國的梅爾文卡爾文報告了歷時10年的科研成果，他用碳十四標(biāo)

記的二氧化碳追逐了過合作用過程中碳元素的行蹤，從而進一步了解到光合作

用中困難的化學(xué)反響。二氧化碳中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機物的碳的途

經(jīng)，這一途徑成為卡爾文循環(huán)。

必修二：

（五）遺傳定律的發(fā)覺史

1、孟德爾：奧地利人，遺傳學(xué)的奠基人。他進展了長達(dá)8年的豌豆雜交試驗，通過分析

試驗結(jié)果，發(fā)覺了生物遺傳的規(guī)律。1866年他發(fā)表論文?植物雜交試驗?，提出了遺傳學(xué)

的別離定律、自由組合定律和遺傳因子學(xué)說。

2、約翰遜：丹麥人，植物學(xué)家。1909年，他給孟德爾的“遺傳因子〃重新起名為“基因〃，

并提出了表現(xiàn)型和基因型的概念。

3、魏斯曼：德國人，動物學(xué)家。他預(yù)言在精子和卵細(xì)胞成熟的過程中存在減數(shù)分裂過程,

后來被其他科學(xué)家的顯微鏡視察所證明。。

4、薩頓：美國人，細(xì)胞學(xué)家。1903年，他在探討中發(fā)覺孟德爾假設(shè)的遺傳因子的別離與

減數(shù)分裂過程中同源染色體的別離特別相像，并由此提出了遺傳因子（基因）位于染色

體上的假說。

5、摩爾根：美國人，遺傳學(xué)家，胚胎學(xué)家。他用果蠅做了大量試驗，發(fā)覺了基因的連鎖

互換定律，人們稱之為遺傳學(xué)的第三定律。他還證明基因在染色體上呈線性排列，為現(xiàn)

代遺傳學(xué)奠定了細(xì)胞學(xué)根底。

6、18世紀(jì)英國聞名的化學(xué)家和物理學(xué)家道爾頓，第1個發(fā)覺了色盲癥，也是第1個被發(fā)

覺的色盲癥患者。

（六）遺傳物質(zhì)的發(fā)覺史

1.1928年，格里菲思用肺炎雙球菌在小鼠身上進展體內(nèi)轉(zhuǎn)化試驗，提出細(xì)菌中有轉(zhuǎn)化因

子。

2.1944年,美國科學(xué)家艾弗里和同事進展肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化試驗，確定轉(zhuǎn)化因子是DNA。

肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化試驗證明DNA是遺傳物質(zhì)、蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。

3.1952年，赫爾希和蔡斯進展噬菌體侵染細(xì)菌的試驗，證明DNA是遺傳物質(zhì)。

4.后來，煙草花葉病毒侵染煙草試驗證明RNA也是遺傳物質(zhì)。

5.通過比擬：所以說，DNA是主要遺傳物質(zhì)。

（七）DNA分子雙螺旋構(gòu)造的發(fā)覺史

DNA右手雙螺旋構(gòu)造是由美國科學(xué)家沃森和克里克在1953年發(fā)覺的。

1、1951年，英國的威爾金斯展示了一張DNA的X射線衍射圖譜。

2、1952年，奧地利生物化學(xué)家查哥夫測定了DNA中4種堿基的含量，發(fā)覺：腺膘吟與胸

腺喀咤的數(shù)量相等，鳥膘吟與胞喀咤的數(shù)量相等。

3、1953年，沃森、克里克調(diào)整了堿基配對方式，制作出了DNA雙螺旋構(gòu)造分子模型。

4、1962年，沃森、克里克和威爾金斯三人因這一成果而共同獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)

獎。

5.1962年，沃森、克里克發(fā)表了一篇論文，說明白DNA的半保存復(fù)制機制。

6、1957年克里克提出中心法那么

7、尼倫伯格和馬太勝利破譯了第一個遺傳密碼。

（八）生物進化史

1、拉馬克（1744-1829）：法國人，博物學(xué)家，生物進化論的先驅(qū)。最先提出了生物進

化的學(xué)說，認(rèn)為生物是不斷進化的，生物進化的緣由是用進廢退和獲得性遺傳.

2、達(dá)爾文（1809-1882）：英國人，博物學(xué)家，生物進化論的主要奠基人。1859年，他

出版了科學(xué)巨著?物種起源?，書中充分論證了生物的進化，并明確提出自然選擇學(xué)說來

說明進化機理。他創(chuàng)立的進化論的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了生物學(xué)的范圍，它賜予神創(chuàng)論和物種

不變論以致命的打擊，為辯證唯物主義世界觀供應(yīng)了有力的武器。

現(xiàn)代生物進化理論

必修三：

（九）內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)

1、貝爾納(1813?1878)：法國人，1857年，他提出“內(nèi)環(huán)境〃的概念，并推想內(nèi)環(huán)

境的恒定主要依靠于神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)整。

2、坎農(nóng)(1871?1945)：美國人，生理學(xué)家。1926年，他提出了“穩(wěn)態(tài)”的的概念，并

提出了穩(wěn)態(tài)維持機制的經(jīng)典說明：內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)是在神經(jīng)調(diào)整和體液調(diào)整的共同作用下，

通過機體各種器官、系統(tǒng)分工合作、協(xié)調(diào)統(tǒng)一而實現(xiàn)的。

3、目前普遍認(rèn)為：神經(jīng)一一體液一一免疫調(diào)整網(wǎng)絡(luò)是機體維持穩(wěn)態(tài)的主要調(diào)整機制

動物激素的調(diào)整

(十)促胰液素的發(fā)覺

1、在19世紀(jì)，學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為：胃酸刺激小腸的神經(jīng)，神經(jīng)將興奮傳給胰腺，使胰腺

分泌胰液。胰腺分泌胰液為神經(jīng)調(diào)整。

2、法國學(xué)者沃泰默的論文，聲稱在小腸和胰腺之間存在著一個固執(zhí)的局部反射。試驗是

這樣的：(1)干脆將稀鹽酸溶液注入狗的上段小腸時，會引起胰液分泌。(2)干脆把

稀鹽酸溶液注入狗的血液循環(huán)，那么不能引起胰液分泌。(3)他把試驗狗通向該段小腸

的神經(jīng)全部切除，只保存血管。當(dāng)把稀鹽酸溶液輸入這段小腸后，仍能引起胰液分泌。

但他仍舊堅信這個反響是一個固執(zhí)的神經(jīng)反射，因為他認(rèn)為，小腸的神經(jīng)是難以切除得

干凈、徹底的。

3、1902年1月。當(dāng)英國科學(xué)家貝利斯和斯他林看到沃泰默的論文，并大膽地跳出〃神經(jīng)

反射〃這個傳統(tǒng)概念的框框，設(shè)想：這可能是一個新現(xiàn)象一〃化學(xué)調(diào)整〃。也就是說，在鹽

酸的作用下，小腸粘膜可能產(chǎn)生了一個化學(xué)物質(zhì)，當(dāng)其被汲取入血液后，隨著血流被運

輸?shù)揭认伲鹨纫悍置凇?/p>

4.為了證明上述3中的設(shè)想，斯