高中生物-生物学史知识总结知识讲解

高中生物-生物学史知

识总结

高中生物学史总结

（涵盖必修一至必修三书上出现的所有生物学史内容，包括正文和资料分析。）

细胞学说：

维萨里比利时揭示了人体在器官水平的结构。

比夏法国指出器官低一层次的结构－组织。

虎克英国通过显微镜观察植物的木栓组织，细胞的发现者、命名者。

虎克荷兰用自制显微镜观察了不同形态的细菌、红细胞和精子等。

马尔比基意大利用显微镜广泛观察了动植物微细结构。

施莱登德国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。

施旺德国《关于动植物的结构和一致性的显微研究》

耐格里不祥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。

魏尔肖德国总结出“细胞通过分裂产生新细胞。”

细胞学说的意义：揭示了细胞统一性和生物体结构统一性。

细胞世界探微三例：

克劳德美国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。

德迪夫比利时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”。

帕拉德罗马尼亚发现了核糖体、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。

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。

生物膜结构的探索历程：

欧文顿国籍不祥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。

罗伯特森国籍不祥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、尼克森国籍不祥提出“流动镶嵌模型”。

酶的本质：

巴斯德法国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。

李比希德国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。

毕希纳德国证实酵母菌中存在引起发酵的物质，称之为“酿

酶”。

萨姆纳美国认为酶是蛋白质、并证明脲酶是蛋白质。

切赫、奥特曼美国发现少数RNA也有生物催化功能。

光合作用：

萨克斯德国在法国科学家首次分离出叶绿素后发现叶绿素集中在

一个个更小的结构中，后来人们称之为“叶绿

体”。

普利斯特英国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。

英格豪斯荷兰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。

梅耶德国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。

萨克斯德国叶片半遮光处理实验成功地证明光合作用的产物除了

氧气还有淀粉。

鲁宾、卡门美国同位素标记法证实了光合作用释放的氧气来自水。

卡尔文美国同位素标记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”。

植物细胞全能性：

斯图尔德美国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。

豌豆杂交实验：

孟德尔奥地利用统计学的方法、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。

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。

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：

萨顿美国用蝗虫细胞作材料，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”。

以下是萨顿假说内容：

摩尔根美国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置的方法，并绘出

了第一个果蝇各种基因在染色体上的相对位

置，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。

红绿色盲症：

道尔顿英国发表了《论色盲》，成为第一个发现色盲症的人。

探究DNA的本质：

格里菲斯英国肺炎双球菌转化实验。得出推论：被加热杀死的S型

菌中，必然含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。

艾弗里美国将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、蔡斯国籍不祥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（美国）通过物理模型法构建了DNA分子的模型：将磷

酸－脱氧

克里克（英国）核糖股价安排在螺旋外部，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。

现代生物进化理论：

拉马克法国通过观察法，提出地球上所有生物都不是神造的，而是

由更古老的生物进化来的；生物是由低等到高等

逐渐进化的；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；这些因用尽废退而获

得的性状是可以遗传给后代的。这是生物进化的

主要原因。这在人们信奉神创论时有一定的进步

意义。

达尔文英国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）生存斗争的理解：

（2）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。

（3）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。

（4）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：

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（包括竞争、互

助等）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。

激素的发现：

沃泰默法国通过实验发现：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、贝利斯英国提出假设：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。

植物生长素的发现：

达尔文英国注意到植物的向光性，并设计实验探究原因。

实验：单侧光照，胚芽鞘向光弯曲生长；

单侧光照，去掉（遮盖）尖端，直立生长；

单侧光照，遮盖尖端下部，向光弯曲生长。

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。

鲍森·詹森不祥通过实验证明，胚芽鞘尖端产生的刺激可以透过琼脂片

传递

给下部。实验如下图：

拜尔不祥通过实验证明，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。实验如下

图：

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。

温特荷兰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。实

验如下图：

能量流动特点的发现：

林德曼美国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，得出了如图所示数

据：

他的研究发现，能量流动的特点是单向流

动，逐级递减。