高中生物：科學史探索歷程彙總

高中生物科學史科學家及其成就總結

必修一

★細胞

施萊登、施旺

細胞學說建立者

羅伯特·虎克

細胞的發現者、命名者

列文·虎克

觀察到不同形態的細胞

克勞德

摸索出差速離心法來分離細胞內的各種組分

德迪夫

發現溶酶體

帕拉德

發現核糖體和線粒體的結構，用放射性同位素示蹤法研究了分泌蛋白合成分泌的過程

魏爾肖

細胞通過分裂產生新細胞、所有細胞來源於先前存在的細胞

★細胞膜

歐文頓

膜是由脂質組成（提出假設）

後人提取膜

成分分析：膜主要成分是脂質和蛋白質

荷蘭科學家

膜中脂質排列成連續的兩層

羅伯特森

電鏡觀察“暗-亮-暗”提出“蛋白質-脂質-蛋白質”靜態結構

桑格、尼克森

膜流動鑲嵌模型

★酶

巴斯德

顯微觀察，釀酒中發酵是酵母細胞的存在

李比希

發酵是酵母細胞中的某些物質，酵母死亡後裂解釋放

畢希納

酵母細胞提取液引起發酵，稱為釀酶

薩姆納

提取脲酶，證明為蛋白質

切赫、奧特曼

少數RNA也具有催化功能

拉瓦錫

物質燃燒需氧氣，把呼吸作用比作碳氫“緩慢燃燒”

★光合作用

普利斯特利

植物可以更新汙濁的空氣

英格豪斯

更新只有在有光，綠葉條件

梅耶

光能轉化為化學能

薩克斯

光合作用產物有澱粉（進行光合作用需要光）

恩格爾曼

好氧細菌檢測水綿葉綠體光合作用產生氧

魯賓、卡門

標記H218O 、C1802 證明氧氣來自H2O

卡爾文

14C02在光合作用中轉化成有機物途徑，卡爾文循環

必修二

★遺傳

孟德爾

豌豆、“假說-演繹”分離/自由組合定律

約翰遜

將“遺傳因子”命名“基因”提出表現型、基因型

魏爾曼

理論推導減數分裂 、受精作用

薩頓

類比推理 假說：基因由染色體攜帶著從親代到子代

摩爾根

實驗證明（白眼果蠅）基因位於染色體上

道爾頓

發現色盲、患者

★DNA是遺傳物質

格里菲斯

肺炎雙球菌體內轉化實驗：S菌中存在轉化因子使得R型菌轉化為S型菌

艾弗裡

肺炎雙球菌體外轉化實驗：DNA是遺傳物質,蛋白質等不是遺傳物質

赫爾希&蔡斯

噬菌體侵染細菌實驗：DNA是遺傳物質

沃森、克里克

構建DNA雙螺旋模型；

提出DNA自我複製的假說：DNA半保留複製，(後人同位素示蹤技術證明)

克里克

中心法則DNA（複製）—RNA—蛋白質 （後人補充RNA複製，逆轉錄）

★進化

拉馬克

用進廢退，獲得性遺傳

達爾文

過度繁殖、遺傳變異、生存鬥爭、適者生存

必修三

★內環境穩態

貝爾納

內環境恆定主要依賴於神經調節。提出內環境的概念和內涵，並在指出內環境穩定是生命能獨立和自由存在的首要條件。

坎農

穩態是在神經調節，體液調節共同作用，通過各種器官，系統分工合作協調

統一，穩態是中動態平衡

現在

神經-體液-免疫調節

★動物激素

沃森默

促進胰液分泌是神經調節

斯他林、貝利斯

發現在鹽酸作用下，小腸黏膜產生化學物質-並命名為促胰液素

肯德爾

從動物甲狀腺中提取出甲狀腺激素

★植物激素

達爾文

向光性

鮑森.瞻森

胚芽鞘尖端產生的影響可通過瓊脂傳遞給下部

拜爾

胚芽鞘彎曲生長是尖端產生的影響在下部分佈不均勻造成的

溫特

胚芽鞘彎曲生長是由化學物質引起,命名”生長素”

後人

提取證明為吲哚乙酸類

高斯

從大草履蟲實驗中得出種群“S”型增長曲線

大小草履蟲實驗中分析中間關係—競爭

林德曼

能量流動:單向流動、逐級遞減

選修三

韋爾穆特

用成年綿羊乳腺細胞得到體細胞核移植後代。即多莉羊

米爾斯坦、科勒

單克隆抗體製備

張明覺、奧斯汀

精子獲能

美國著名經濟學家L.R.布朗著《生態經濟》。

熒光標記:膜具有流動性

人教版高中生物教材中的科學探索歷程

近幾年高考注重對科學發展史的考查，旨在培養考生實驗精神，現將人教版必修教材中經典實驗總結如下：

一、細胞學說的建立：

1、1543 年，比利時的維薩里指出：器官是由低一層次的結構“組織”構成。

2、1665 英國人虎克(Robert Hooke)用自己設計與製造的顯微鏡（放大倍數為 40-140 倍)觀察了軟木的薄片，第一次描述了植物細胞的構造，並首次用拉丁文 cella（小室)這個詞來對“細胞”命名。

3、1680 荷蘭人列文虎克（A. van Leeuwenhoek），首次觀察到活細胞，觀察過原生動物、人類精子、鮭魚的紅細胞、牙垢中的細菌等。

4、19 世紀 30 年代德國人施萊登、施旺提出“細胞學說（Cell Theory)” 主要內容：

（1）細胞是一個有機體，一切動植物都由細胞發育而來，並由細胞和細胞產物所構成

（2）細胞是一個相對獨立的單位，既有它自己的生命，又對其他細胞共同組成的整體的生命起作用

（3）新細胞可以從老細胞中產生

意義：它揭示了細胞結構的統一性和生物體結構的統一性。

5、1858 年德國的魏爾肖：新細胞是通過分裂獲得。

二、生物膜結構的探索歷程：

1、1895 年歐文頓（E.Overton）：發現脂質更容易通過細胞膜，膜是由“脂質”組成的。

2、20 世紀初分離出哺乳動物紅細胞膜主要化學成分分析，得出膜的主要化學成分是“蛋白質和脂質” 。

3、1925 年荷蘭科學家 Gorter 和 Grendel 實驗：從細胞膜中提取脂質，在水面上鋪成單層分子，發現面積是細胞膜的 2 倍，提出假說：細胞膜中的磷脂是雙層的。

4、20 世紀 40 年代，有學者推測蛋白質是覆蓋在

5、1959 年羅伯特森（J.D.Robertsen）實驗：提出生物膜是由“蛋白質---脂質---蛋白質”的三層結構構成的靜態統一結構。

6、1970 年 Larry Frye 等實驗：將人和鼠的細胞膜用不同的熒光抗體標記後，讓兩種細胞融合，雜交細胞的一半發紅色熒光、另一半發綠色熒光，放置一段時間後發現兩種熒光抗體均勻分佈。提出假說：細胞膜具有流動性。

7、1972 年桑格和尼克森提出： “流動鑲嵌模型”。

三、酶的發現：

1、1783 年，意大利科學家斯巴蘭讓尼用實驗證明：胃具有化學性消化的作用；

2、1836 年，德國科學家施旺從胃液中提取了胃蛋白酶；

3、巴斯德之前：發酵是純化學反應，與生命活動無關。

4、1875 年巴斯德（法、微生物學家）：發酵與活細胞有關；發酵是整個細胞。

5、同年利比希（德、化學家）：酵母細胞死亡並裂解釋放出某種物質，引起發酵。

6、同年比希納（德、化學家）：獲得不含酵母細胞的提取液，但未能分離鑑定出酶。

7、1926 年美、科學家薩姆納：從刀豆種子提純出來的脲酶是一種蛋白質。

8、20 世紀 80 年代，美國科學家切赫與奧特曼（美、科學家）：少數 RNA 具有生物催化功能。

四、光合作用的探究歷程：

1、1648 年海爾蒙脫(比利時)，把一棵 2.3kg 的柳樹苗種植在一桶 90.8kg 的土壤中，然後只用雨水澆灌而不供給任何其他物質，5 年後柳樹增重到 76.7kg，而土壤只減輕了57g。指出：植物的物質積累來自水

2、1771 年英國科學家普里斯特利發現，將點燃的蠟燭與綠色植物一起放在密閉的玻璃罩內，蠟燭不容易熄滅；將小鼠與綠色植物一起放在玻璃罩內，小鼠不容易窒息而死，證明：植物可以更新空氣

3、1779 年荷蘭醫生英格豪斯，做了 500 多次實驗，發現普里斯特利的實驗只有在陽光下才能成功。

4、1785 年，由於空氣組成的發現，人們明確了綠葉在光下放出的氣體是氧氣，吸收的是CO2。

5、1845 年，德國科學家梅耶根據能量守恆和轉化定律指出，植物進行光合作用時，把光能轉換成化學能儲存起來。

6、1864 年,德國科學家薩克斯把綠葉放在暗處理的綠色葉片一半暴光，另一半遮光（半葉法）。過一段時間後，用碘蒸氣處理葉片，發現遮光的那一半葉片沒有發生顏色變化，曝光的那一半葉片則呈深藍色。

證明：綠色葉片在光合作用中產生了澱粉。

7、1880 年，德國科學家恩吉爾曼把水綿和好氧型細菌放在沒有空氣的黑暗環境中，用極細的光束照射水綿。證明：

8、1939 年代美國科學家魯賓卡門採用放射性同位素標記法研究了光合作用，追蹤水中的氧和二氧化碳中的氧。第一組相植物提供 H218O和 CO2，釋放的是 18O2；第二組提供 H2O 和 C18O，釋放的是 O2。光合作用釋放的氧全部來自來水。

9、20 世紀 40 年代，美國科學家卡爾文用放射性同位素方法標記 14C 做實驗：探明CO2 中的碳在光合作用中轉化成有機物中的碳。

五、植物細胞的全能性：

1958 年美國科學家斯圖爾德將胡蘿蔔韌皮部中的一些細胞培養，由於細胞分化最終發育成完整的植株。

六、遺傳與進化（必修二）

（一）遺傳方面的科學家及研究歷程

1、1866 年奧地利生物學家孟德爾 用豌豆做實驗材料，發表論文“植物雜交試驗”，用“假說-演繹”思想提出了遺傳學的分離定律、自由組合定律和遺傳因子學說。

2、1903 年美國細胞學家薩頓 研究蝗蟲減數分裂，用“類比-推理”思想發現了：遺傳因子與染色體的平行關係，提出了遺傳的染色體學說。

3、1915 年美國生物學家摩爾根通過果蠅眼色遺傳，用“假說-演繹”思想證明了：基因在染色體上及基因在染色體上呈線性排列，創立了現代遺傳學的基因學說。

（二） DNA是遺傳物質的探究歷程

1、1928 年英國科學家格里菲斯

2、1944 年美國細菌學家艾弗裡及其同事 通過細菌轉化實驗首次證明DNA 是遺傳信息的載體。

3、 1952年赫爾希和蔡斯通過噬菌體侵染細菌的實驗證明：在噬菌體中，親代和子代之間具有連續性的物質是DNA。

（三） DNA分子的結構和複製

1、1953 年美國生物學家沃森、英國生物物理學家克里克在英國女生物學家富蘭克林和英國生物學家威爾金斯等人研究成果的基礎上，首先建立了DNA 的雙螺旋結構模型，並提出了DNA 的複製機制。

2、1954 年俄裔美國物理學家伽莫夫提出蛋白質的遺傳密碼是由 3 個鹼基的排列組合而成的假說。

3、1958 年英國生物物理學家克里克

4、1970 年美國病毒學家特明、美國病毒學家巴爾的摩發現了“逆轉錄酶”，揭示了生物遺傳中存在著由逆轉錄酶 RNA 形成 DNA 的過程，發展和完善了“中心法則”。

5、2000 年中、美、日、德、法、英 6 國科學家聯合宣佈成功繪製出人類基因組草圖。

（四）生物進化

1、1888 年拉馬克提出以“用進廢退”和“獲得性可遺傳”為核心的生物進化論。

2、1859 年英國博物學家達爾文提出以“自然選擇學說”為核心的生物進化論。

七、環境與穩態：（必修三）

1、內環境與穩態

（1）貝爾納 提出“內環境”概念，並推測內環境的恆定主要依賴於神經系統的調節。

（2）坎農 提出“穩態”的概念，並提出穩態維持的經典解釋。

2、促胰液素的發現：（最先發現的激素）

（1）沃泰默的研究狗胰液分泌：研究思路正確，但理解錯誤，堅持促進胰液分泌是一個神經調節過程。

（2）斯他林和貝利斯提出假設：在鹽酸的作用下，小腸黏膜產生了促進胰腺分泌胰液的化學物質。

（3）巴浦洛夫的研究：曾認為鹽酸導致胰液分泌屬於神經反射，後來認同以上兩科學家的結論。

3、生長素的發現：

（1）1880 年達爾文胚芽鞘向光性實驗：單側光照射使胚芽鞘的尖端產生某種刺激，當這種刺激傳遞到下部伸長區時，造成背光側生長快，植物表現向光生長。

（2）1910 年詹森實驗：胚芽鞘尖端產生的刺激可透過瓊脂片傳遞給下部，造成胚芽鞘彎曲生長。

（3）1914 年拜爾實驗：頂尖產生的刺激在其下部分佈不均，造成胚芽鞘彎曲生長。

（4）1928 年溫特實驗：（瓊脂實驗）造成胚芽鞘彎曲的刺激是一種化學物質，並命名為生長素。

（5）1934 年及以後郭葛的分離、提純、鑑定：生長素的化學本質是吲哚乙酸。（IAA）

4、種群與生態系統

（1）高斯通過實驗發現草履蟲種群數量增長的S型曲線。

（2）林德曼 通過對一個結構相對簡單的天然湖泊的能量流動進行定量分析，發現生態系統的能量流動特點是單向流動、逐級遞減，能量在相鄰兩個營養級間的傳遞效率約為10%-20%。

八、選修

1、動物細胞工程 1976年，阿根廷科學家米爾斯坦和德國科學家柯勒，通過細胞融合製備出單克隆抗體。

2、斯圖爾得用胡蘿蔔韌皮部的細胞培養成了胡蘿蔔植株，證明了高度分化的植物細胞具有全能性。

3、韋爾穆特等在體外條件下將羊體細胞培養成了成熟個體，證明了哺乳動物體細胞核具有全能性。

點擊“瞭解更多”即可掃碼進群瞭解更多小初高幹貨及諮詢！

閱讀更多 成都卓越教育1997 的文章

關鍵字: 原生動物 植物 科學史