高三生物专题复习-生物科学发展史

高三生物专题复习生物科学发展史

生物科学发展史既包括科学家对生命现象的研究过程，又包括科学家研究生命现象时所持有的不同观点和态度；既包括生物学理论和方法的形成演变，又包括不同学科之间的联系、科学与社会的相互影响。在近几年的高考题中有关生物科学发展史中的一些实验设计思路、研究方法时有出现。预计今年高考理科综合中的最后2个生物大题有可能以生物科学发展史有背景出题。现就现行高中生物教材中有关生物科学发展的问题进行一次专题小节。

一、生物科学发展的三个阶段

1.描述性生物学阶段：20世纪以前

2．实验生物学阶段：1900年孟德尔遗传规律的重新发现——1953年

3．分子生物学阶段：1953年沃森和克里克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机械和电子模型：如DNA双螺旋结构、仿生学、人工智能等③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

必修Ⅰ《分子与细胞》

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。（P10-11）

（1）1543 年比利时解剖学家维萨里提出：人体器官由低一层次的结构组织构成（2）1665 年英国科学家虎克用显微镜观察植物的木栓组织发现许多小室，命名为“细胞” （3）17 世纪荷兰著名磨镜技师列文虎克，用自制的显微镜观察细菌、红细胞和精子；意大利马尔比基观察动植物的微细结构（4）18 世纪德国一位研究海洋生物的哲学家提出：复杂的有机体都是一种球状小泡似的纤毛虫的聚全体（5）1858 年德国的魏尔肖：细胞通过分裂产生新细胞。

2．探索生物膜结构的历程.（P65-67）（1）19 世纪末欧文顿实验,脂溶性物质易通过，得出膜由脂质组成。（2）20 世纪初初分离并分析出哺乳动物红细胞膜主要成分化学分析，得出膜的主要成分是脂质和蛋白质。（3）1925 年荷兰两位科学家从红细胞膜中提起脂质，在水面上铺成单分子层，发现其面积是红细胞表面积的两倍，得出膜必然为脂双层排列。（4）20 世纪40 年代，有学者推测蛋白质是覆盖在“磷脂双分子层”表面两侧。（5）50 年代，电子显微镜诞生，科学家用它来观察细胞膜（6）1959 年，罗伯特森在电镜下观察细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构，提出三层静态统一结构模型（7）20 世纪60 年代后，科学家看到了一些现象：幻灯投影变形虫择食图片及白细胞吞噬病菌的动画（8）1970 年科学家做人鼠细胞融合实验，得出细胞膜具有流动性，（9）1972 年桑格和尼克森提出流动镶嵌模型。

3、酶的发现过程（P78）（1）1773 年意大利科学家斯帕兰札尼设计了一个巧妙巧妙的实验说明胃具有化学性消化的作用巧妙（2）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）；

4、酶的本质的探索过程（P81-82）（1）巴斯德之前：发酵是纯化学反应，与生命无关（2）1875 年巴斯德（法国）：活细胞参与才能进行发酵（3）同年李比希（德国）认为：酵母细胞死亡并裂解释放出某种物质，引起发酵（4）同年毕希纳（德国）：获得不含酵母细胞的提取液，但未能分离鉴定出酶（5）1926 年美国科学家萨姆纳：用丙酮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；（后来科学家证明了绝大多数酶是蛋白质）（6）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。

5、光合作用的发现（P101-102）（1）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；（2）1779 年荷兰医生英格豪斯做了500 多次实验，发现普里斯特的实验只有在阳光照射下才能成功，但不知道吸收和释放什么气体，直到1785 年科学家发现了空气的组成才知道绿叶在光下放出氧气，吸收二氧化碳。（3）1845 年德国科学家梅耶根据能量转换和守恒定律：指出光能转换成化学能储存起来了（4）1864 年德国植物学家萨克斯做了实验：光能转换成化学能后储存在生成的淀粉中了，验成功地证明光合作用的产物有淀粉等有机物。（5）1880 年美国科学家恩格尔曼，把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境中，用极细的光束照射水绵：证明光合作用产生氧及光合作用的场所是叶绿体。（6）1939 年美国科学家鲁宾和卡门通过放射性同位素标记法放射性同位素标记法追踪水中的氧及二氧化碳中的放射性同位素标记法氧，发现光合作用放出的氧气是来自于水。（7）20 世纪40 年代美国科学家卡尔文用放射性同位素标记法标记 C 做实验：探明二氧化放射性同位素标记法标记放射性同位素标记法碳中的 C 在光合作用中转化成有机物中的碳。

6.植物细胞全能性（P119）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。

必修Ⅱ《遗传与变异》

7.1903年，美国萨顿用蝗虫细胞做材料，研究精子和卵细胞的形成过程，运用类比-推理法提出推论：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的。基因染色体行为存在着明显的平行关系。

8.美国生物学家摩尔根用果蝇做实验材料，证明了基因在染色体上。

9. 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的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。（P3）

10.1952年，赫尔希和蔡斯用T2噬菌体为材料，运用放射性同位素标记技术，更进一步证明了：DNA是遗传物质。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）

11.1953年，沃森和克里克提出DNA分子的双螺旋结构模型。接着，两人发表论文，提出遗传物质自我复制的假说。随后，科学家以大肠杆菌为材料，用同位素示踪技术，证实了DNA以半保留方式进行复制。

12.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。（P15）

13.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。（P39）