生物科学发展史

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生物科学发展史

一、生物科学发展的三个阶段 描述性生物学阶段：20世纪以前

实验生物学阶段：1900年孟德尔遗传规律的重新发现——1953年 分子生物学阶段：1953年DNA分子双螺旋结构模型的建立 二、生物科学研究的方法

1．观察法：生物科学研究最基本的方法，也是从客观世界获得原始的第一手材料的方法。观察包括人的肉眼观察及放大镜、显微镜观察。观察结果必须是可以重复的。只有重复的结果才是可检验的，从而才是可靠的结果。

3．假说和实验：在观察中往往会发现问题，为了要解释或解决这些问题，一般是先是提出某种设想或假说，然后设计实验来验证这个设想或假设。

4．模型研究：常用的生物学模型有以下几种：

①生物模型：又叫模式生物，如大肠杆菌、果蝇、小鼠等

②（物理模型）机械和电子模型：如DNA双螺旋结构、仿生学、人工智能等 ③（数学模型）抽象模型：如生态学、种群遗传学中的数学方程等 三、高中教材中提到的有关生物科学发展史问题

1．细胞学说：19世纪30年代，德国植物学家施莱登和动物学家施旺提出。指出细胞是一切动植物结构的基本单位。

2．染色质：染色质这个名词最早是德国生物学家瓦尔德尔提出来的，主要是指细胞核内容易被碱性染料染成深色的物质，因此叫做染色质。

3．植物细胞全能性：1958年美国科学家斯图尔德将胡萝卜韧皮部的一些细胞进行培养，由于细胞分化而最终发育成完整的新植株。

4、对生物膜结构的探索历程：

19世纪末，欧文顿发现凡是溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞，提出膜是由脂质组成的。20世纪初，科学家分离出红细胞膜，化学分析表明：膜的主要成分是脂质和蛋白质；



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1925年荷兰科学家用丙酮提取脂质，在空气—水界面上铺成单分子层，测得单分子层的面积为红细胞表面积2倍。1959年，罗伯特森用电镜观察细胞膜的三层结构，但认为膜是静态的结构；1970年，科学家用荧光染料标记小鼠和人细胞表面的蛋白质分子，发现细胞膜具有流动性；1972年桑格和尼克森提出流动镶嵌模型。

5．酶的发现： 1773年意大利科学家斯帕兰札尼设计了一个巧妙的实验说明胃具有化学性消化的作用；1836年德国科学家施旺从胃液中提取出了消化蛋白质的物质（即胃蛋白酶）；1926年美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶的结晶并经实验证实脲酶是一种蛋白质；20世纪80年代美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化作用。

6．光合作用的发现：1771年英国科学家普里斯特利通过实验，指出植物可以更新空气；1779年，荷兰科学家英格豪斯发现普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功；植物体只有绿叶才 能更新空气。1945年梅耶指出植物把光能转换成化学能储存起来；1864年德国科学家萨克斯的实验证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉；1880年美国科学家恩格尔曼的一个巧妙实验证明O2是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所；20世纪30年代美国科学家鲁宾和卡门的同位素标记法实验证明了光合作用释放的氧来自水。20世纪40年代，美国科学家卡尔文用放射性同位素发现卡尔文循环。

7．肺炎双球菌的转化实验：1928年英国科学家格里菲思的肺炎双球菌转化实验指出已经被加热杀死的S型细菌中必然含有某种转化因子；1944年美国科学家艾弗里及其同事对S型细菌中的物质进行提纯和鉴定，实验得出转化因子就是DNA。也就是证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。

8．噬菌体侵染细菌的实验：1952年赫尔希和蔡斯的大肠杆菌T2噬菌体侵染实验更进一步的证明了DNA是遗传物质。该实验同样用到了同位素标记法，该实验最关键的设计思路是设法把DNA与蛋白质分开，单独地直接地去观察DNA的作用。（P4）

9．DNA双螺旋结构：1953年美国科学家沃森和英国科学家克里克共同提出了DNA分子的双螺旋结构模型。1962年沃森、克里克和维尔金斯三人共同获得了诺贝尔生理学医学奖。1957年，克里克提出中心法则。

10、1958年，科学家以大肠杆菌为实验材料，运用同位素示踪技术，证实了DNA的确是



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以半保留的方式复制的。

11．遗传密码子的破解：1967年科学家们破译了全部遗传密码子，并且编制出了密码子表。 12．遗传的基本规律：奥国的遗传学家孟德尔用豌豆做试验材料，用了假说演绎法最先揭示了遗传的两个基本规律，孟德尔成功的原因主要有四点：①正确地选用豌豆作为试验材料；②在性状分析时采用了由单因素到多因素的研究方法；③用统计学方法对实验结果进行了分析；④科学地设计了试验程序。

13、1909年，丹麦生物学家约翰逊把遗传因子叫做基因，并且提出了表现型和基因型的概念。

14、1903年，美国遗传学家萨顿推论：基因在染色体上，研究方法是类比推理。美国生物学家摩尔根用果蝇做材料，运用假说演绎法证明了基因在染色体上。

15．色盲症的发现：18世纪英国著名化学家兼物理学家道尔顿是第一发现色盲症的人，也是第一个被发现的色盲患者。人们为了纪念他又把色盲症称为道尔顿症。

16、拉马克是历史上第一个提出进化学说的人，他的主要观点是用进废退和获得性遗传；达尔文提出自然选择学说，科学解释了生物的多样性和适应性，但局限于个体水平的研究，对遗传和变异的本质也不能做出科学的解释。

17、英国科学家斯他林和贝利斯发现促胰液素，促胰液素是人们发现的第一种激素。 18．生长素的发现：1880年达尔文向光性实验推想胚芽鞘的尖端可能会产生某种物质，这种物质在单测光下，对胚芽鞘下面的部分会产生某种影响；1910年，詹森的实验证明，胚芽鞘顶尖产生的刺激可以透过琼脂片向下部传递；1914年，拜尔的实验证明，胚芽鞘的弯曲生长时因为顶尖产生的刺激在其下部分分布不均匀造成的；1928年荷兰科学家温特的实验得出胚芽鞘的尖端确实产生了某种物质，这种物质从尖端运输到下部促使胚芽鞘下面某些部分的生长，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具有生长素效应的化学物质吲哚乙酸，后来荷兰科学家郭葛等人从一些植物中分离出了这种物质，经鉴定为吲哚乙酸。



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