生物科学发展史

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

必修本第一册

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。（P3）

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。（P32）

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。（P41）4．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。（P45）

5．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；

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。（P53）

6．溶液培养法：土壤中的矿质元素是否都是植物生活所必需的，科学家通过溶液培养法进行了研究。溶液培养法是指用含有全部或部分矿质元素的营养液培养植物的

方法。（P62）

7．矿质元素运输：科学家用不透水的蜡纸将柳树茎的韧皮部和木质部隔开，并在土壤中施用含42K的肥料，5h后测得42K大量集中在木质部中，从而证明根吸收的

矿质元素是通过导管向上运输的。（P63）

8．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；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；1934年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。（P80）

9．克隆哺乳动物：1997年2月7日《自然》杂志报道，英国生物学家维尔莫特首次用羊的体细胞（乳腺细胞）成功克隆出一只小母羊，取名多利（Dolly），在此以前，

我国生物学家曾用胚胎细胞作为供核细胞，培育出了克隆牛和克隆兔，但是，

多利羊在技术上的突破之处在于供核细胞是体细胞。（P101）

10．原肠胚三个胚层的发育：1929年德国胚胎学家福格特设计一个巧妙的实验，用无毒的染料将琼脂薄片染上颜色，再将薄片紧贴在早期原肠胚的表面，从而得出三

个胚层的发育情况；近年来动物胚胎学家用同位素标记等方法研究原肠胚三个

胚层的发育，同样取得了理想的结果。（P111）

必修本第二册

11．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）

12．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）

13．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。（P8）

14．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）

15．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。（P33）

16．性别决定基因：20世纪90年代以后，随着对基因研究的进一步深入，科学家发现，人的性别实际上是由性染色体上的基因决定的。Y染色体上的性别决定基因叫