高中生物教材中的科学发展史及科学研究方法.doc

高中生物教材中的科学发展史及科学研究方法必修一：一、 细胞学说的建立：1、 1543年，比利时的维萨电指出:器官是由低一层次的结构噺织〃构成2、 1665英国人虎克（Robert Hooke）用占己设计与制造的显微镜（放人倍数为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荷弋人列文虎克（A.van Leeuwenhoek）,首次观察到活细胞，观察过原生动物、人类精了、鮭鱼 的红细胞、牙垢中的细菌等4、 19世纪30年代徳国人施莱窃、施I圧提出“细胞学说（CellTheoryf主要内容：（1） 细胞是一个冇机体，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，既有它口己的生命，又対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牛物体结构的统一性5、1858年德国的魏尔肖:新细胞是通过分裂获得二、 对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“月旨质"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，发现而 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，冇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，放置一段时间示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，意人利科学家斯巴兰让尼川实验证明：胃具有化学性消化的作川;2、 1836年，德国科学家施旺从胃液中提収了胃蛋口酶；3、 巴斯德Z前：发酵是纯化学反应，与生命活动无关4、1875年巴斯徳（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（徳、化学家）6、同年比希纳（徳、化学家）酵母细胞死亡并裂解释放出某种物质，引起发酵。

获得不含酵母细胞的提取液，但未能分离鉴定岀酶7、1926年美、科学家萨姆纳:从刀豆种了提纯出来的脉酶是一种蛋白质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具冇生物催化功能四、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,阳土壤只减轻了 57go扌自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，小鼠不容易窣息而死，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，由于空气纽成的发现，人们明确了绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳5、 1845年，徳国科学家梅耶根据能量守恒和转化定律指出，植物进行光合作川时，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冇空气的黑暗环境中，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，氧是叶绿体释放出來的8、1939年代美国科学家鲁宾卡 口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笫一组相卅i物提供出^0和 CO2,禅放的是辽02；第二纽提供H2O和C18O,禅放的是02光合作用释放的氧全部来自来水9、20世纪40年代，美国科7家卡尔文用放射性同位索方法标记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必修二一、 遗传方面的科学家1、 1866年 奥地利生物学家孟德尔川蜿豆做实验材料，发表论文“植物杂交试验〃，川“假说•演绎〃思想捉出 了遗传学的分离定律、&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擲虫减数分裂，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年美国牛：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、 18111：纪英国著名的化学家和物理学家道尔顿，第1个发现了色盲症，也是第1个被发现的色盲症患者二、 DhA是主要的遗传物质1、 1928年，英国科学家格里菲思通过实验推想，已杀死的S型细菌中，含冇某种“转化因子”，使R型细 菌转化为S型细菌体内转化实验）2、 1944年，美国科学家艾弗里和他的同事，通过实验证明上述“转化因子”为DNA,也就是说DNA才是遗 传物质体外转化实验）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, DNA是遗传物质同位素标记实验即35S）三、 DI3分子的结构和复制1、 1953年，美国科学家沃森和英国科学家克里克提出DNA分子双螺旋结构模型1957年克里克提出中心法 则.提出DNA半保留复制的假说同位素标记法密度梯度离心）2、 尼伦伯格和马太成功破译了笫一个遗传密码四、 进化：1、 1888年拉耳克提出以“用进废退〃和〃获得性可遗传〃为核心的牛•物进化论。

2、 1859年英国博物学家达尔文提岀以“自然选择学说〃为核心的生物进化论环境与稳态：（必修三）一、 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二、 生长素的发现：（1） 1880年达尔文胚芽勒向光性实验：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,造成背光侧牛长快，植物表现向光牛长2） 1910年詹森实验：胚芽鞘去遍产牛的刺激可透过琼脂片传递给卜•部，造成胚芽鞘弯Illi牛长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Illi的刺激是一种化学物质,并命名为牛长素5） 1934年及以后郭葛的分离、提纯、鉴定:生长素的化学本质是口引喙乙酸IAA）三、 种群与生态系统1、 高斯：生态学家他通过实验发现草履虫种群数量增长的S型曲线2、 林德曼：美国人，生态学家。

他通过对一个结构相对简单的天然湖泊——赛达伯格湖的能量流动进行的 定虽分析，发现生态系统的能虽流动具冇单向流动、逐级递减两个特点，能量在相邻两个营养级间的传递效 率大约是10%〜20%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高中生物科学研究方法：分离各种细胞器的方法：研究细胞内各种细胞器的组成成分和功能，需要将这些细胞器分离出来常用的方 法是差速离心法：将细胞膜破坏后，形成由各种细胞器和细胞中英他物质组成的匀浆;将匀浆放入离心管中， 用高速离心机在不同的转速下进行离心，利用不同的离心速度所产生的不同离心力，就能将各种细胞器分离 开模型方法：模型是人们为了某利|特定目的而对认识对象所作的一•种简化的概括性的描述，这种描述可以是定 性的，也可以是定量的；有的借助于具体的实物或其他形象化的手段，有的则通过抽象的形式来表达模型 的形式很多，包括物理模型、概念模型、数学模型等。

以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征，这种 模型就是物理模型沃森和克里克制作的箸名的DNA双螺旋结构模型，就是物理模型，它形象而概括地反映 了所有DNA分子结构的共同特征提出假说：膜的成分和结构的初步阐明，最初都是先根据实验现象和冇关知识，提出假说，而不是通过实验 观察直接证实的假说的提出要冇实验和观察的依据，同时还需要严谨的推理和大胆的相像假说盂要通过 观察和实验进一步验证和完善控制变量：实验过程中可以变化的因索称为变虽其中人为改变的变量称做自变虽，上述实验中氯化铁溶液 和肝脏研磨液，都属于自变量，随着口变量的变化而变化的变量称做因变量，上述实验中过氧化氢分解速率 就是因变量除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对■实验结果造成影响，这些变量称为无 关变量除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验实验中只有反应条件是改变的，对■照实验一 般要设置对照组和实验组，在对照实验中，除了要观察的变虽外，英他变屋都应当始终保持相同对比实验：设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因索与实验对象的关系，这 样的实验叫对比实验同位素标记法：同位索可用于追踪物质的运行和变化规律。

用同位索标记的化介物，化学性质不会改变科 学家通过追踪同位索标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程这种方法叫做同位索标记法孟德尔豌豆杂交实验：（假说——演绎法） 在观察和分析基础上提出问题以后，通过推理和想象提出解 释问题的假说，根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的结论如來实验结來与预期结论相符， 就证明假说是正确的，反Z,则说明假说是错误的这是现代科学研究中常用的一种科学方法，叫做假说一 —演绎法萨顿假说： （类比推理）这是科学研究中常用的方法Z-o他将看不见的慕因与看得见的染色体的行为 进行类比，根据其惊人的一致性，提出某因位于染色体上的假说应当注意的是，类比推理得出的结论并不 具冇逻辑的必然性，其正确与否，还需要观察和实验的检验荧光标记法确定基因在染色体上：现代分子牛物学技术能够用特定的分子，与染色体上的某一个基因结合， 这个分子乂能被带有荧光标记的物质识别，通过荧光显示，就可以知道基因在染色体上的位置样方法：估算种样密度最常用的方法之一，在被调查种样的分布范围内，随机选取若T个样方，通过计数每 个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值。

标志重捕法：在被调查种群的生存环境中，捕获一部分个体，将这些个体进行标志后再放回原来的环境,经 过一段时间后进行重捕，根据重捕中标志个体山总捕获数的比例来佔计该种群的数量是种群密度的常用调 。