【生物】人教2019版高中生物学课本重要生命科学史总结

人教2019版高中生物学课本重要生命科学史总结科学家实验、结论、观点、成就维萨里通过尸体解剖发表《人体构造》，揭示人体在器官水平的结构比夏通过对器官的解剖观察，指出器官由组织构成罗伯特·胡克（R.hooke）发现木栓组织由许多小室构成，并把“小室”称为cell——细胞列文虎克（A.vanLeeuwenhoek）用自制的显微镜观察到不同形态的细菌、红细胞、精子等马尔比基用显微镜广泛观察动植物细胞的微细结构，如细胞壁、细胞质施莱登通过对花粉、胚珠和柱头组织的观察，发现这些组织都是由细胞构成的，而且细胞中都有细胞核。在此基础上，他提出植物细胞学说，即植物体都是由细胞构成的，细胞是植物体的基本单位，新细胞从老细胞中产生。施旺研究动物细胞的形成机理和个体发育过程，他认为：动物体也是由细胞构成的，一切动物的个体发育过程，都是从受精卵这个单细胞开始的。并发表研究报告《关于动植物的结构及一致性的显微研究》耐格里用显微镜观察了多种植物分生区新细胞的形成，发现新细胞的产生原来是细胞分裂的结果。魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞”。他的名言是：“所有的细胞都来源于先前存在的细胞。”钮经义等中国科学家人工合成具有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素欧文顿实验内容：用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行实验实验现象：溶于脂质的物质，容易穿过细胞膜；不溶于脂质的物质，不容易穿过细胞膜。实验猜想：细胞膜是由脂质组成的。戈特、格伦德尔实验内容：用丙酮从人的红细胞中提取脂质，在空气—水界面上铺展成单分子层实验现象：单层分子的面积恰为红细胞表面积的2倍实验猜想：细胞膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层丹尼利、戴维森研究内容：细胞膜的张力研究结果：细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力科学猜想：细胞膜除含脂质分子外，可能还附有蛋白质罗伯特森研究内容：用电子显微镜观察细胞膜研究结果：细胞膜呈现出清晰的暗—亮—暗的三层结构科学猜想：所有的细胞膜都由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成，电镜下看到的中间的亮层是脂质分子，两边的暗层是蛋白质分子。并且细胞膜是静态的同一结构。实验内容：发绿色荧光的染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，用发红色荧光的染料标记人细胞表面的蛋白质分子，将小鼠细胞和人细胞融合。实验结果：这两种细胞刚融合时，融合细胞的一半发绿色荧光，另一半发红色荧光。实验结论：细胞膜具有流动性辛格、尼科尔森提出的流动镶嵌模型斯帕兰札尼实验内容：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去实验结果：金属笼内的肉块消失了实验结论：食物在胃中的消化，靠的是胃液中的某种物质施旺胃腺分泌的胃蛋白酶，将它与盐酸混合后，对肉类的分解能力远远大于盐酸的单独作用。巴斯德通过显微镜观察，提出酿酒中的发酵是由酵母菌细胞的存在所致，没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的。李比希引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质，但这些物质只有在酵母菌细胞死亡并裂解后才能发挥作用。毕希纳实验内容：把酵母菌细胞放在石英砂中用力研磨，加水搅拌，再进行加压过滤，得到不含酵母菌细胞的提取液，并在这些汁液中加入葡萄糖。实验结果：这些汁液冒出气泡，糖液居然变成了酒。实验猜想：酵母菌细胞中引起发酵的物质是酿酶萨姆纳从刀豆种子中提取到脲酶，并用多种方法证明脲酶是蛋白质。切赫、奥尔特曼发现少数RNA也具有生物催化功能。恩格尔曼实验1：实验内容：把载有水绵和需氧细菌的临时装片放在没有空气的小室内，在黑暗中用极细的光束照射水绵，观察细菌的分布；再把装置放在光下，观察细菌的分布实验结果：在黑暗中，细菌集中分布在光束照射到的部位；在光下，细菌则分布在叶绿体所有受光的部位实验结论：叶绿体能吸收光能用于光合作用释放氧气实验2：实验内容：用透过三棱镜的光照射实验1的水绵临时装片实验结果：需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域实验结论：叶绿体吸收红光和蓝紫光进行光合作用希尔实验内容：在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO2），观察在光照下能否释放氧气实验结果：在光照下可以释放出氧气实验结论：离体叶绿体在适当条件下发生水的光解，产生氧气鲁宾、卡门实验内容：用氧的同位素18O分别标记H2O和CO2，进行了两组实验：第一组给植物提供H2O和C18O2，第二组给同种植物提供H218O和CO2。在其他条件都相同的情况下，观察两组植物释放的氧气。实验结果：第一组释放的氧气都是O2，第二组释放的都是18O2。实验结论：光合作用产生的氧气来自水的光解阿尔农在光照下，叶绿体可合成ATP，这一过程总是与水的光解相伴随。卡尔文实验内容：用经过14C标记的14CO2，供小球藻进行光合作用，然后追踪放射性14C的去向。实验结果：探明CO2中的碳是如何转化为有机物中的碳（发现了暗反应的全过程）斯图尔德通过将胡萝卜韧皮部细胞培养成为完整的胡萝卜植株，证明了植物细胞具有全能性。孟德尔利用豌豆进行杂交实验，发现基因分离定律和自由组合定律约翰逊给孟德尔的“遗传因子”一词起了一个新名字，叫作“基因”，并且提出了表型（表现型）和基因型的概念。魏斯曼从理论上预测：在精子和卵细胞成熟的过程中，必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半；受精时，精子和卵细胞融合，染色体数目得以恢复正常。（预测了减数分裂的存在）萨顿用蝗虫细胞作实验材料，研究精子和卵细胞的形成过程，提出“基因和染色体的行为存在着明显的平行关系”的假说摩尔根用果蝇为实验材料，研究果蝇的遗传行为。用假说—演绎法证明到了基因在染色体上；发明了测定基因位于染色体上的相对位置的方法；绘制了第一幅果蝇各基因在染色体上的相对位置图，同时也说明了基因在染色体上呈线性排列。发现了基因的连锁互换定律。道尔顿发表了论文《有关色觉的离奇事实——附观察记录》，成为第一个发现色盲的人。格里菲思实验内容：将R型菌、S型菌、加热杀死的S型菌、R型活细菌与加热致死的S型细菌混合物分别注射到小鼠体内，观察小鼠的存活情况。实验结果：注射了R型菌、加热杀死的S型菌的小鼠都存活；注射了S型菌、R型活细菌与加热致死的S型菌混合物的小鼠都死亡，且从死亡的小鼠体内都分离到了活的S型菌。（S型菌、R型菌都是肺炎链球菌）实验猜想：已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子艾弗里实验内容：将加热致死的S型细菌破碎后，设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物。将细胞提取物加入有R型活细菌的培养基中，观察是否有S型细菌产生。实验结果：加入蛋白酶、RNA酶、酯酶处理和不加酶的都有R型和S型菌，加入了DNA酶的只有R型菌。实验结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。实验缺陷：DNA与蛋白质并没有彻底分离开，存在在有DNA存在时蛋白质是遗传物质的可能性。赫尔希、蔡斯实验内容：用被用35S或32P标记的T2噬菌体分别感染没有放射性标记的大肠杆菌。观察放射性出现的位置以及子代噬菌体是否含有放射性。实验结果：35S组上清液放射性高，沉淀物放射性低，子代噬菌体没有放射性35S；32P组上清液放射性低，沉淀物放射性高，子代噬菌体有放射性32P。实验结论：DNA是T2噬菌体的遗传物质威尔金斯、富兰克林应用X射线衍射技术获得了高质量的DNA衍射图谱查哥夫发现在DNA分子中，腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量；鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量，被后人称为查哥夫法则。沃森、克里克发表《核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型》论文，提出DNA分子的双螺旋结构模型梅塞尔森、斯塔尔实验内容：以大肠杆菌为实验材料，先用含有15NH4Cl的培养液培养大肠杆菌，让大肠杆菌的DNA几乎都被15N标记。然后，将大肠杆菌转移到含有14NH4Cl的普通培养液中。在不同时刻收集大肠杆菌并提取DNA，再将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA的位置。实验结果：子一代大肠杆菌的DNA只有中带；子二代大肠杆菌的DNA只有中带和轻带。实验结论：DNA的复制是以半保留的方式进行的。克里克实验内容：以T4噬菌体为实验材料，研究其中某个基因的碱基增加或减少对其所编码蛋白质的影响。实验结果：在相关碱基序列中增加或删除1个或2个碱基，无法产生具有正常功能的蛋白质，但是，当增加或删除3个碱基时，却合成了具有正常功能的蛋白质。实验结论：遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸；遗传密码从一个固定的起点开始，以非重叠的方式阅读，密码子之间没有分隔符。尼伦伯格、马太实验内容：在每个试管中分别加入一种氨基酸，再加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸，观察试管中是否有新肽链合成实验结果：在加入苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链。实验结论：UUU决定苯丙氨酸缪勒发现用X射线照射果蝇，后代发生突变的个体数大大增加。拉马克彻底否定了物种不变论，提出当今所有的生物都是由更古老的生物进化来的，各种生物的适应性特征是在进化过程中逐渐形成的，适应的形成都是由于用进废退和获得性遗传。达尔文发表《物种起源》，提出了以自然选择为核心的生物进化理论。贝尔纳内环境的稳定是生命能独立和自由存在的首要条件，内环境保持稳定主要是依赖神经系统的调节。坎农提出稳态的概念；内环境稳态是在神经调节和体液调节的共同作用下，通过机体各种器官、系统分工合作、协调统一而实现的。沃泰默实验内容及结果：把稀盐酸注入狗的上段小肠肠腔内，会引起胰腺分泌胰液。若直接将稀盐酸注入狗的血液中则不会引起胰液的分泌。他进而切除了通向该段小肠的神经，只留下血管，再向小肠内注入稀盐酸，发现这样仍能促进胰液分泌。对现象的解释：胃液使胰腺分泌胰液是一个顽固的反射。斯他林、贝利斯猜想：盐酸的作用下，小肠黏膜细胞可能产生了一种化学物质，这种物质进入血液后，随血流到达胰腺，引起胰液的分泌。实验内容：把狗的一段小肠剪下，刮下黏膜，将稀盐酸加入黏膜磨碎，并制成提取液。将提取液注射到同一条狗的静脉中，观察胰腺是否分泌胰液。实验结果：提取液注射到狗的静脉中，发现能够促进胰腺分泌胰液实验猜想：盐酸刺激小肠黏膜分泌了促胰液素，促胰液素通过血液运输到胰腺，从而促进胰腺分泌胰液。班廷、贝斯特实验内容：先将狗的胰管结扎，使胰腺萎缩；然后摘除了另一只健康狗的胰腺，造成实验性糖尿病；之后，从结扎的狗身上取出萎缩得只剩胰岛的胰腺做成提取液，注入因摘除胰腺而患糖尿病的狗身上。实验结果：患病狗的血糖迅速下降，血糖恢复了正常。与生化学家合作，抑制胰蛋白酶的活性，可直接提取正常胰腺中的胰岛素。达尔文实验及结果：在受到单侧光照射时，金丝雀虉草胚芽鞘会向光弯曲生长；如果去掉胚芽鞘的尖端，或者用锡箔罩子把尖端罩上，则不发生弯曲；如果罩上的是尖端下面的一段，胚芽鞘仍会弯向光源生长。科学猜想：胚芽鞘的尖端受单侧光刺激后，向下面的伸长区传递了某种“影响”，造成伸长区背光面比向光面生长快，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。鲍森·詹森胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。拜尔胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀温特实验及结果：把切下的燕麦胚芽鞘尖端放在琼脂块上，几小时后，移去尖端，将琼脂切成小块；再将经处理过的琼脂块放在切去尖端的燕麦胚芽鞘一侧，结果胚芽鞘会朝对侧弯曲生长。如果放上的是没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂块，胚芽鞘则既不生长也不弯曲。实验结论：胚芽鞘的弯曲生长是由一种化学物质（生长素）引起的。高斯实验内容：取相等数目的双小核草履虫和大草履虫，以一种杆菌为饲料，放在0.5mL培养液中分别培养和混合培养。每隔24h观察培养液中草履虫数量变化。实验结果：单独培养时，种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定，增长曲线呈“S”型；混合培养时，开始时两个种群的数量也都有增长，但随后双小核草履虫个体数继续增加，而大草履虫个体数下降，最后完全消失。实验结论：种内竞争和种间竞争对种群数量起重要的调节作用哈伯兰特提出了细胞全能性的理论，但相关的实验尝试没有成功。哈里森用一滴淋巴液成功培养了蝌蚪的神经元，首创了动物组织体外培