高中生物学史总结

高中生物学史总结

一、细胞学说：

维萨里揭示了人体在器官水平的结构。

比夏指出器官低一层次的结构－组织。

罗伯特·虎克通过显微镜观察植物的木栓组织，细胞的发现者、命名者。列文·虎克用自制显微镜观察了不同形态的细菌、红细胞和精子等。

马尔比基用显微镜广泛观察了动植物微细结构。

施莱登&施旺通过研究植物的生长发育，首先提出了细胞是构成植物体的基

本单位。提出“细胞学说”

魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞。”修正“细胞学说”

细胞学说的意义：揭示了细胞统一性和生物体结构统一性。

二、细胞世界探微三例

克劳德采用不同的转速对破碎的细胞进行离心的方法，将细胞内的不

同组分分开。

德迪夫发现某种酶被包在完整的膜内，当膜破裂后，酶得以释放。这

层膜经其他科学家证实存在，并命名此细胞器为“溶酶体”。帕拉德发现了核糖体、线粒体的结构，形象地揭示出分泌蛋白的合成、

运输到细胞外的过程（同位素示踪）。

上述事例说明：科学研究离不开探索精神、理性思维和技术手段的结合。

三、生物膜结构的探索历程

欧文顿发现细胞膜对不同物质的通透性不同，其中脂溶性物质比非

脂溶性物质更易进入细胞膜。由此提出膜是脂质组成的。

两位荷兰科学家提出细胞中脂质分子必然排列为连续的两层。

罗伯特森提出所有生物膜均由蛋白质－脂质－蛋白质三层结构构成，

描述生物膜为“静态统一结构”。

桑格、尼克森提出“流动镶嵌模型”。

四、酶的本质

巴斯德提出酿酒中的发酵是由于酵母菌的存在，没有活细胞的参

与，糖类是不可能变成酒精的。

李比希提出引起发酵的是酵母细胞中的某些物质，但只有在酵母菌

死亡并被裂解后才能发挥作用。

毕希纳证实酵母菌中存在引起发酵的物质，称之为“酿酶”。

萨姆纳认为酶是蛋白质、并证明脲酶是蛋白质。

切赫、奥特曼发现少数RNA也有生物催化功能。

五、光合作用

萨克斯在法国科学家首次分离出叶绿素后发现叶绿素集中在一个更小的

结构中，后来人们称之为“叶绿体”。

普利斯特通过实验证实植物可以更新因蜡烛燃烧或小鼠呼吸而变得

污浊的空气，但忽略了光对植物更新空气的作用。

英格豪斯发现普利斯特的实验只有在光照下才能成功；植物体只有

绿叶才能更新污浊的空气。

梅耶根据能量转化与守恒定律，提出植物进行光合作用时，把

光能转化为化学能储存起来。

萨克斯叶片半遮光处理实验证明光合作用的产物除了氧气还有淀粉。

鲁宾、卡门放射性同位素标记法证实了光合作用释放的氧气来自水。

卡尔文同位素标记法&对照法研究小球藻的光合作用，探明了二氧化碳在

光合作用中转化成有机物中碳的途径，即“卡尔文循环”。

六、植物细胞全能性：

斯图尔德对胡萝卜韧皮部细胞进行植物组培，形成新植株，证实了高度分化

的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力，这就是细胞全能性。

七、豌豆杂交实验：

孟德尔用统计学的方法、假说演绎法提出了基因分离定律和基因自由组合

定律。

1、在观察和统计分析的基础上，对性状分离现象的原因提出了如下假说：

（1）生物性状由遗传因子决定。

（2）体细胞中遗传因子是成对存在的，包括纯合子、杂合子。

（3）生物体形成配子时遗传因子分离，分别进入不同的配子中。配子中只含有每对遗传因子中的一个。

（4）受精时雌雄配子的结合是随机的。

2、对分离现象解释的验证：

设计了测交实验，验证了他的假说。

3、设计了两对相对性状的杂交实验，对性状自由组合现象的解释，并设计测交实验

验证，提出了基因自由组合定律。

基因分离定律：在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同配

子中，随配子遗传给后代。

基因自由组合定律：控制不同性状的遗传因子的分离和组合是互不干扰的；在形成配子时，决定同一性状的成对的遗传因子彼此分离，决定不同性状的遗传因子

自由组合。

注：丹麦生物学家约翰逊给孟德尔的“遗传因子”起了一个新名字，叫做“基因”，并提出了表现形和基因型的概念。基因在染色体上的证明：

萨顿用蝗虫细胞作材料，研究精子和卵细胞的形成过程，发现基因与染

色体的行为有惊人的一致性。因此得出推论：“基因是由染色体携

带着从亲代传递给下一代的。也就是说，基因在染色体上，因为基

因和染色体行为存在着明显的平行关系。”这是典型的“类比推理

法”。

摩尔根此人不相信孟德尔的遗传理论，也对萨顿假说持怀疑态度。

他以果蝇为实验材料，发现果蝇眼色和性染色体相关。通过假说演绎、

实验（测交）的方法证明了基因在染色体上。他还发明了测定基因位

于染色体上相对位臵的方法，并绘出了第一个果蝇各种基因在染色体

上的相对位臵，说明基因在染色体上呈线性排列。

孟德尔遗传定律的现代解释：

基因分离定律的实质：杂合体内，位于一对同源染色体上的等位基因具有一定的独立性；

在减数分裂生成配子过程中，等位基因会随同源染色体的分开而分

离，分别进入两个配子中，独立地随配子遗传给后代。

基因自由组合定律的实质：位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的，

在减数分裂的过程中，同源染色体上的等位基因分离的同时，非

同源染色体上的非等位基因自由组合。

八、红绿色盲症：

道尔顿发表了《论色盲》，成为第一个发现色盲症的人。

九、探究DNA的本质：

格里菲斯肺炎双球菌转化实验。得出推论：被加热杀死的S型菌中，必然有

某种促成这一转化的活性物质－“转化因子”。这种转化因子将无

毒性的R型活菌转化为有毒的S型活菌。

艾弗里将S型菌内物质进行提纯鉴定，将不同物质分别放入R型活菌培养

基内，发现只有加入DNA的培养基内长有S型活菌。如果用DNA

酶分解从S型菌内提取的DNA，就不能使R型细菌发生转化。由此

得出结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。（因为

DNA提纯度不是很高，故有人对实验结论表示怀疑。）

赫尔希、蔡斯噬菌体侵染细菌的实验。实验表明：噬菌体侵染细菌时，DNA进入

到细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在外边。因此，子代噬菌体的各

种性状，是通过亲代的DNA遗传的。DNA才是真正的遗传物质。

注：后来的研究表明，RNA也可作为遗传物质。因此DNA是主要的遗传物质。

沃森&克里克通过物理模型法构建了DNA分子的模型：将磷酸－脱氧核糖骨架

安排在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部的双链螺旋。根据查哥夫（奥

地利）的信息，A＝T，C＝G。

十、现代生物进化理论：

拉马克1、所有生物都不是神造的，而是由更古老的生物进化来的

2、生物是由低等到高等逐渐进化的

3、生物各种适应性特征的形成都是由于用尽废退和获得性遗传

达尔文通过观察法和缜密的思考提出了自然选择学说。

达尔文提出的进化论从丰富的事实出发，论证了生物是不

断进化的，并且对生物进化的原因提出了合理的解释。它揭示了生命现象的统一性是由于

所有生物都有共同的祖先，生物的多样性是进化的结果；生物

界千差万别的种类间有一定的内在联系，从而大大促进了生物

学各个分支学科的发展。他著有《物种起源》一书。

关于遗传和变异，达尔文接受了拉马克关于器官用尽废退

和获得性遗传的观点，未能正确解释遗传变异的本质，这是他提出的进化论的局限性。

注：（1）遗传与变异的作用:

遗传：微小变异得到积累加强

变异：具有不定向性，为自然选择提供大量原材料。

（2）达尔文对生物进化的解释：

遗传变异是自然选择的内因：变异一般是不定向的，自然选择是定向的

生存斗争是生物进化的动力

适应是自然选择的结果；

自然选择是一个长期、缓慢、连续的过程。

（3）达尔文自然选择学说的意义与不足：

意义：能够解释生存进化的原因，以及生物的多样性和适应性。

不足：不能对遗传变异本质做出科学解释

对进化的解释局限在个体；

强调物种形成是渐变的结果，不能很好解释物种大爆发等现象。

现代生物进化理论的主要内容：

(1)对遗传变异的研究深入到基因水平，科学的解释遗传和变异的本质

(2)生物进化的研究以种群为单位

注：（1）突变和重组是随机的，不定向的，不能决定生物进化的方向。

（2）在自然选择的作用下，种群基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。

（3）能够在自然条件下进行基因交流（交配）并产生可育后代的一群生物称为物种。

（4）不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象叫隔离。隔离是物种形成的必要条件。

（5）不同物种间、生物与无机环境间在相互影响中（竞争、互助）不断进化和发展，这就是共同进化。

（6）生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。

（7）有人主张：中性突变（无利也无害）的积累决定了生物进化的方向。

十一、激素的发现：

沃泰默通过实验发现：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，再向肠内注入稀盐酸时，发现

这样仍能促进胰液分泌。他的解释是：这是一个十分顽固的神经反射。

（因小肠上微小的神经难以剔除干净）

斯他林&贝利斯提出假设：这不是神经反射而是化学调节－在盐酸的作用下，小肠黏膜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。为此做的实验是：将黏膜与稀盐酸混合加砂子磨碎，制

成提取液。将提取液注射到同一条狗的静脉中，发现能促进胰腺分泌胰

液。这证实他们的假设是正确的。他们将这种物质称为“促胰液素”，

这是人们发现的第一种激素。

十二、植物生长素的发现：

达尔文结论：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的伸长区时，会造成背光面比向光面生长快。

詹森实验证明，胚芽鞘尖端产生的刺激可以透过琼脂片传递给下部。

拜尔实验证明，胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的刺激在其下部分分布不均匀造成的。

注：这些实验初步证明尖端产生的刺激可能是一种化学物质，这种化学物质的分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。

温特通过实验进一步证明造成胚芽鞘弯曲的刺激确实是一种化学物质。他认为这可能是一种和动物激素类似的物质，并把这种物质命名为生长素。1934年科学家首先从人尿中分离出生长素，命名为吲哚乙酸（IAA）

十三、能量流动特点的发现：

林德曼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了定量分析，发现能量流动的特点是单向流动，逐级递减。