新課標高中生物學史

1、新課標高中生物學史分布及使用建議1、孟德爾-自由組合定律和分離定律-豌豆（假說演繹）2、薩頓-基因位于染色體上-蝗蟲（歸納推理）3、摩爾根-基因位與染色體上-果蠅（假說演繹）一、必修一涉及內(nèi)容重大事件：1、施萊登和施旺-細胞學說2、虎克-細胞的發(fā)現(xiàn)者3、羅伯特森-細胞膜三層結構4、桑格和尼克森-流動鑲嵌模型5、薩克斯-研究葉綠體在光合作用中的功能6、恩格爾曼-P100葉綠體功能-葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所，氧是葉綠體釋放出來的。7、普利斯特里-植物的光合作用需要二氧化碳，植物的光合作用釋放出氧氣，小白鼠生活和蠟燭燃燒都消耗氧氣8、魯賓卡門-同位素標記9、卡爾文-卡爾文循環(huán)詳細介紹：（一

2、）與細胞有關的科學家 1、虎克：英國人，細胞的發(fā)現(xiàn)者和命名者。1665年，他用顯微鏡觀察植物的木栓組織，發(fā)現(xiàn)由許多規(guī)則的小室組成，并把“小室”稱為cell細胞。2、列文虎克：荷蘭人，他用自制的顯微鏡進行觀察，對紅細胞和動物精子進行了精確的描述。3、19世紀30年代，德國植物學家施萊登(MJSehleiden，18o4 1881)和動物學家施旺(TSchwann，1810 1882)提出了細胞學說，指出細胞是一切動植物結構的基本單位。4、維爾肖（R.L.C.Virchow）：德國人，他在前人研究成果的基礎上，總結出“細胞通過分裂產(chǎn)生新細胞”。（二）生物膜流動鑲嵌模型涉及的科學家5、歐文頓（E.O

3、verton）：1895年他曾用500多種化學物質對植物細胞的通透性進行地上萬次的試驗，發(fā)現(xiàn)細胞膜對不同物質的通透性不一樣：凡是可以溶于脂質的物質，比不能溶于脂質的物質更容易通過細胞膜進入細胞。于是他提出了膜由脂質組成的假說。6、羅伯特森（J. D. Robertson）：1959年他在電鏡下看到了細胞膜清晰的暗-亮-暗的三層結構，結合其他科學家的工作，提出了生物膜結構的“單位膜”模型。7、桑格（S. J. Singer ）和尼克森：在“單位膜”模型的基礎上提出“流動鑲嵌模型”。強調(diào)膜的流動性和膜蛋白分布的不對稱性。為多數(shù)人所接受（三）與酶的發(fā)現(xiàn)有關的科學家8、斯帕蘭札尼：意大利人，生理學家。

4、1783年他通過實驗證實胃液具有化學性消化作用。巴斯德：法國人，微生物學家，化學家，提出釀酒中的發(fā)酵是由于酵母菌的存在，沒有活細胞的參與，糖類是不可能變成酒精。9、李比希：德國人，化學家。認為引起發(fā)酵時酵母細胞中的某些物質，但這些物質只有在酵母細胞死亡并裂解后才能發(fā)揮作用。10、畢希納：德國人，化學家。他從酵母細胞中獲得了含有酶的提取液，并用這種提取液成功地進行了酒精發(fā)酵。11、薩姆納：美國人，化學家。1926年，他從刀豆種子中提取到脲酶的結晶，并用多種方法證明脲酶是蛋白質。榮獲1946年諾貝爾化學獎。12、20世紀80年代， 美國科學家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也有生物催化作用。（四）光合作

5、用的發(fā)現(xiàn)涉及的科學家13、1771年， 英國科學家普里斯特利，通過實驗發(fā)現(xiàn)植物可以更新空氣。14、1864年，德國科學家薩克斯，通過實驗證明光合作用產(chǎn)生了淀粉。15、 1880年，美國科學家恩格爾曼，通過實驗證明葉綠體是植物進行光合作用的場所。16、20世紀，30年代，美國科學家魯賓(SRuben)和卡門(MKamen)用同位素標記法證明光合作用中釋放的氧全部來自水。17、卡爾文（M.Calvin,1911）：美國人，生物化學家，植物生理學家。在20世紀40年代，他及其合作者開始利用放射性同位素標記法研究光合作用，經(jīng)9年左右的研究，最終探明了CO2中的碳在光合作用中轉化成有機物中的碳的途徑，這

6、一途徑稱為卡爾文循環(huán)。二、必修二涉及內(nèi)容： 18、孟德爾：奧地利人，遺傳學的奠基人。他進行了長達8年的豌豆雜交實驗，通過分析實驗結果，發(fā)現(xiàn)了生物遺傳的規(guī)律。1866年他發(fā)表論文植物雜交試驗，提出了遺傳學的分離定律、自由組合定律和遺傳因子學說。19、約翰遜：丹麥人，植物學家。1909年，他給孟德爾的“遺傳因子”重新起名為“基因”，并提出了表現(xiàn)型和基因型的概念。20、魏斯曼：德國人，動物學家。他預言在精子和卵細胞成熟的過程中存在減數(shù)分裂過程，后來被其他科學家的顯微鏡觀察所證實。21、薩頓：美國人，細胞學家。1903年，他在研究中發(fā)現(xiàn)孟德爾假設的遺傳因子的分離與減數(shù)分裂過程中同源染色體的分離非常相似

7、，并由此提出了遺傳因子（基因）位于染色體上的學說。22、摩爾根：美國人，遺傳學家，胚胎學家。他用果蠅做了大量實驗，發(fā)現(xiàn)了基因的連鎖互換定律，人們稱之為遺傳學的第三定律。他還證明基因在染色體上呈線性排列，為現(xiàn)代遺傳學奠定了細胞學基礎。23、18世紀英國著名的化學家和物理學家道爾頓，第1個發(fā)現(xiàn)了色盲癥，也是第1個被發(fā)現(xiàn)的色盲癥患者。（五）遺傳方面的科學家（1）DNA是主要的遺傳物質24、1928年，英國科學家格里菲思(FGrifith，18771941)，通過實驗推想，已殺死的S型細菌中，含有某種“轉化因子”，使R型細菌轉化為S型細菌。25、1944年，美國科學家艾弗里(OAvery，187719

8、55)和他的同事，通過實驗證明上述“轉化因子”為DNA，也就是說DNA才是遺傳物質。26、1952年，赫爾希(AHershey)和蔡斯(MChase)，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(xù)性的物質是DNA，而不是蛋白質。（2）DNA分子的結構和復制27、1953年，美國科學家沃森和英國科學家克里克共同提出了DNA分子雙螺旋結構模型。1957年克里克提出中心法則28、尼倫伯格和馬太成功破譯了第一個遺傳密碼。（六）育種相關：29、袁隆平他是中國研究雜交水稻的創(chuàng)始人，世界上成功利用水稻雜種優(yōu)勢的第一人，被譽為“雜交水稻之父”。（七）進化相關：30、拉馬克（J.B.Lama

9、rk，17441829）：法國人，博物學家，生物進化論的先驅。最先提出了生物進化的學說，認為生物是不斷進化的，生物進化的原因是用進廢退和獲得性遺傳。31、達爾文（C.R.Darwin，18091882）：英國人，博物學家，生物進化論的主要奠基人。1859年，他出版了科學巨著物種起源，書中充分論證了生物的進化，并明確提出自然選擇學說來說明進化機理。他創(chuàng)立的進化論的影響遠遠超出了生物學的范圍，它給予神創(chuàng)論和物種不變論以致命的打擊，為辯證唯物主義世界觀提供了有力的武器。三、必修三涉及內(nèi)容：（八）內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)32、貝爾納（C.Bernard，18131878）：法國人， 1857年，他提出“內(nèi)環(huán)境”的

10、概念，并推測內(nèi)環(huán)境的恒定主要依賴于神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。33、坎農(nóng)（W.B.Cannon，18711945）：美國人，生理學家。1926年，他提出了“穩(wěn)態(tài)”的的概念，并提出了穩(wěn)態(tài)維持機制的經(jīng)典解釋：內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)是在神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)的共同作用下，通過機體各種器官、系統(tǒng)分工合作、協(xié)調(diào)統(tǒng)一而實現(xiàn)的。34、目前普遍認為：神經(jīng)體液免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡是機體維持穩(wěn)態(tài)的主要調(diào)節(jié)機制(九)動物激素的調(diào)節(jié)35、沃泰默：法國人，生理學家。他通過實驗發(fā)現(xiàn)，把通向狗的上段小腸的神經(jīng)切除，只留下血管，向小腸內(nèi)注入稀鹽酸時，仍能促進胰液分泌。但是他卻囿于定論，認為這是由于小腸上微小的神經(jīng)難以剔去干凈的緣故。36、斯他林：英國人，生理學

11、家。1902年，他和貝利斯從小腸黏膜提出液中發(fā)現(xiàn)了促使胰液分泌的物質促胰液素。1905年，他們提出了“激素”這一名稱，并提出激素在血液中起化學信使作用的概念。37、貝利斯：英國人，生理學家。1902年，他和斯他林從小腸黏膜提出液中發(fā)現(xiàn)了促使胰液分泌的物質促胰液素。1905年，他們提出了“激素”這一名稱，并提出激素在血液中起化學信使作用的概念。38、巴甫洛夫：俄國人，生理學家，現(xiàn)代消化生理學的奠基人。1891年開始研究消化生理，在“海登海因小胃”基礎上，他制成了保留神經(jīng)支配的“巴甫洛夫小胃”，并創(chuàng)造了一系列研究消化生理的慢性實驗方法，揭示了消化系統(tǒng)活動的一些基本規(guī)律。為此，他榮獲1904年諾貝爾

12、生理學或醫(yī)學獎。20世紀初，他的研究重點轉到高級神經(jīng)活動方面，建立了條件反射學說。(十)生長素的發(fā)現(xiàn)過程39、1880年，達爾文通過實驗推想，胚芽鞘的尖端可能會產(chǎn)生某種物質，這種物質在單側光的照射下，對胚芽鞘下面的部分會產(chǎn)生某種影響。40、詹森（B.Jensen）：丹麥人，植物生理學家。1910年，他通過實驗證明，胚芽鞘頂尖產(chǎn)生的刺激可以透過瓊脂片傳遞給下部。41、拜爾（Paal）：匈牙利人，植物生理學家。1914年，他通過實驗證明，胚芽鞘的彎曲生長，是因為頂尖產(chǎn)生的刺激在其下部分布不均勻造成的。42、溫特（F.W.Went，1903）：美籍荷蘭人，植物生理學家。1928年，他用實驗證明造成胚

13、芽鞘彎曲的刺激是一種化學物質，他認為這可能是和動物激素類似的物質，并把這種物質命名為生長素。43、1934年，荷蘭科學家郭葛(FKo )等人從植物中提取出吲哚乙酸 生長素。（十一）種群與生態(tài)系統(tǒng)44、高斯（G.W.Gause）：生態(tài)學家。他通過實驗發(fā)現(xiàn)草履蟲種群數(shù)量增長的S型曲線。45、林德曼（R.L.Lindeman，19151942）：美國人，生態(tài)學家。他通過對一個結構相對簡單的天然湖泊賽達伯格湖的能量流動進行的定量分析，發(fā)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動具有單向流動、逐級遞減兩個特點，能量在相鄰兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率大約是10%20%。四、選修一涉及內(nèi)容待完善：46、張明覺（19081991）：美籍

14、華人，生于山西嵐縣，生理學家。他一生傾心于生殖生理學科研究，是世界上最早從事試管嬰兒和避孕藥品研究的科學家之一，被科學界譽為“試管嬰兒之父”和“避孕藥之父”。47、動物細胞工程 1976年，阿根廷科學家米爾斯坦(Cesar Milstein，l926一)和德國科學家柯勒(GeorgesKohler，l946一)，通過細胞融合制備出單克隆抗體。由于他們的杰出工作，在1984年，獲得了諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。48、斯圖爾得（F.C.Steward）用胡蘿卜韌皮部的細胞培養(yǎng)成了胡蘿卜植株，證明了高度分化的植物細胞具有全能性。49、韋爾穆特(I.Wilmut)等在體外條件下將羊體細胞培養(yǎng)成了成熟個體，證

15、明了哺乳動物體細胞核具有全能性。高中生物科學史素材及使用建議翻開高中生物人教版任何一本必修教材，開篇沒有常見的“緒論”或“前言”，而是“科學家訪談”，將鏡頭對準了我國著名生物學家及其研究場景。再瀏覽其內(nèi)容編排，可見一些顯著變化。如必修一“細胞膜的結構和功能”，先簡略介紹“細胞膜系統(tǒng)的邊界”，再通過“物質跨膜運輸?shù)膶嵗蓖茖А吧锬さ牧鲃予偳赌Ｐ汀?，最后才歸納出“物質跨膜運輸方式”。又如必修二遺傳學部分，一反舊教材先講遺傳物質后講遺傳定律的作法，先呈現(xiàn)“遺傳因子的發(fā)現(xiàn)”過程，再研究“基因和染色體的關系”，之后探索“基因的本質和表達”。那么，貫穿于新編排體系的線索是什么呢？筆者發(fā)現(xiàn)，除了知識體系之

16、外，還有人們對生命現(xiàn)象的認識過程，即生命科學的發(fā)展史是教材的重要脈絡。在各章節(jié)內(nèi)，按科學史編排的特點更突出，如“光合作用的原理和應用”、“從雜交育種到基因工程”、“植物生長素的發(fā)現(xiàn)”，等等。必修模塊中的科學史素材有20多處，其數(shù)量和詳細程度遠超過歷年高中生物教材。這些素材對于高中生物教學有什么價值，如何更好地使用以發(fā)揮其作用，是本文所探討的。1、人教版必修模塊中科學史素材的價值11 有助于課程標準中知識目標的達成111 是課程標準中知識目標的直接要求。史料在教材中的位置課標細胞學說建立的過程必修1 1章2節(jié)分析細胞學說建立的過程。光合作用的探究歷程必修1 5章1節(jié)說明光合作用以及對它的認識過程

17、。孟德爾豌豆雜交實驗必修2 第1章分析孟德爾遺傳實驗和科學方法。研究基因和染色體的關系必修2 2章2節(jié)總結人類對遺傳物質的探索過程。探究遺傳物質的化學本質必修2 3章1節(jié)總結人類對遺傳物質的探索過程。植物生長素的發(fā)現(xiàn)必修3 3章1節(jié)概述植物生長素的發(fā)現(xiàn)和作用。112是深入理解相關知識目標的必要素材。史料在教材中的位置相關的課標對生物膜結構的探索歷程必修1 4章2節(jié)簡述細胞膜系統(tǒng)的結構和功能。細胞的全能性探索過程必修1 6章2節(jié)舉例說明細胞的全能性。減數(shù)分裂的發(fā)現(xiàn)過程必修2 2章1節(jié)闡明細胞的減數(shù)分裂并模擬分裂過程中染色體的變化。研究基因和染色體的關系必修2 2章2節(jié)概述伴性遺傳。DNA雙螺旋結

18、構模型構建必修2 3章2節(jié)概述DNA分子結構的主要特點。現(xiàn)代生物進化理論的由來必修2 7章1節(jié)說明現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容。探討進化觀點對人們思想觀念的影響。穩(wěn)態(tài)概念的提出和發(fā)展必修3 1章2節(jié)說明穩(wěn)態(tài)的生理意義。促胰液素的發(fā)現(xiàn)必修3 2章2節(jié)舉例說明體液調(diào)節(jié)在維持穩(wěn)態(tài)中的作用。113是完成相關知識目標的生動背景材料。史料在教材中的位置相關的課標世界上第一個人工合成蛋白質的誕生必修1 2章2節(jié)概述蛋白質的結構和功能。細胞世界探微三例必修1 3章2節(jié)舉例說出幾種細胞器的結構和功能。染色體遺傳理論的奠基人必修2 2章2節(jié)總結人類對遺傳物質的探索過程。人類紅綠色盲的發(fā)現(xiàn)必修2 2章3節(jié)總結人類對遺

19、傳物質的探索過程。從治蝗專家到生態(tài)學巨匠必修3 4章1節(jié)列舉種群的特征。探索生物大分子的奧秘必修1 科學家訪談概述蛋白質的結構和功能。我贊嘆生命的美麗必修2 科學家訪談關注人類基因組計劃及其意義。生物與環(huán)境是統(tǒng)一的整體必修3 科學家訪談列舉種群的特征。12是科學方法的生動再現(xiàn)教學不僅要使學生獲取一定的知識，還要使學生習得獲取知識的方法，提高解決問題的能力?？茖W探究作為發(fā)現(xiàn)科學事實、揭示科學規(guī)律的過程和方法，在科學教育中有重要意義?？茖W方法的學習以及有效使用科學方法解決問題的訓練離不開具體的問題和情境。人教版必修模塊中選取的科學史素材生動再現(xiàn)了科學家們研究相應問題的情境以及取得重大突破所采用的科

20、學方法，從系統(tǒng)分析到生物學的具體方法都有涉及。如“對生物膜結構的探索歷程”中的模型建構、“研究基因和染色體的關系”中的類比推理、“孟德爾豌豆雜交實驗”中的假說演繹法、“光合作用的探究歷程”中的同位素標記法，等等。13弘揚了科學態(tài)度和科學精神舊教材中幾乎沒有有爭議的課題，加上應試教育的影響，在學生心目中形成的印象是：科學即真理，是絕對的甚至萬能的；科學家是偉大的，是異乎常人的權威，這就導致學生不敢懷疑，從而阻斷了學生創(chuàng)新精神的發(fā)展。學生接觸不到有分歧的觀點，難以發(fā)展自己的個性和創(chuàng)造力。學生無法認識科學的局限性，易形成對科學的迷信，對偽科學缺乏辨識能力。人教版必修模塊中的科學史素材則充分展現(xiàn)了生命

21、科學的發(fā)展歷程，反復強調(diào)了科學發(fā)展的基本特點是以懷疑作審視的出發(fā)點，以實證為判別尺度，以邏輯作論辯的武器?？茖W是一個動態(tài)的過程，在不斷地懷疑和求證、爭論和修正中向前發(fā)展。典型素材有“細胞學說建立的過程”、“關于酶本質的探索”、“DNA雙螺旋結構模型的構建”、“中心法則的發(fā)展”、“現(xiàn)代生物進化理論的由來”、“促胰液素的發(fā)現(xiàn)”等。了解這些科學發(fā)展歷程對學生科學態(tài)度的形成產(chǎn)生潛移默化的影響。在科學史素材中，學生也不難發(fā)現(xiàn)：科學家們并非天才，他們是有血有肉的人，會犯錯誤，有局限性。他們能夠成功，要建立在他人成果的基礎上，要經(jīng)過自己的艱辛努力，要有敢于質疑、嚴謹求實、勇于創(chuàng)新和實踐、面對失敗堅持不懈等科

22、學精神，等等，使學生從科學家們鮮活的形象中受到科學精神的感召。14是學生學習動力的重要來源舊教材中難覓科學史的蹤跡，盡管有較完整的知識體系，但知識的羅列是枯燥的，與現(xiàn)實生活有很大距離，學生難以感受其價值所在。人教版必修模塊中生動的科學史素材，使學生仿佛置身于科學家中間，了解他們研究的背景，感受他們的困惑，與他們一同思考，體會探究過程的艱辛。為他們的失誤和失敗扼腕嘆息，為他們的成功歡呼雀躍。佩服科學家的偉大人格，贊嘆科學方法的巧妙作用，深深感受科學成果的寶貴。在事實面前，不需要教師空洞的說教，學生能夠真正了解所學的知識是無數(shù)科學家共同智慧和辛勞的結晶，體會知識的價值，從而珍惜眼前的學習機會，激發(fā)

23、出學習的內(nèi)在動力。2使用科學史素材的建議不同的科學史素材作用側重點不同，使用時應采取不同方式。下面是筆者的幾種做法，以拋磚引玉。21 以科學家發(fā)現(xiàn)問題、尋找證據(jù)、合理推理的過程為線索，設計較小梯度的問題串，引導學生一步一步地分析，模仿科學家解決問題的過程進行思維探究，使學生體驗科學方法并自己得出結論?！皩ι锬そY構的探索歷程”、“光合作用的探究歷程”、“研究基因和染色體的關系”、“探究遺傳物質的化學本質”、“植物生長素的發(fā)現(xiàn)”等素材適于這樣處理。22 引導學生對史實中的實驗過程、方法和結論進行分析，學習科學家的成功經(jīng)驗和方法。如“細胞的全能性探索過程”、“孟德爾豌豆雜交實驗”、“DNA雙螺旋結構模型的構建”、“促胰液素的發(fā)現(xiàn)”。23 在對應章節(jié)相關內(nèi)容的教學中穿插使用，能夠深化學生對相關概念、結構、生理功能等的理解。如“細胞世界探微三例”、“關于酶本質的探索”、“穩(wěn)態(tài)概念的提出和發(fā)展”。24 組織學生進行分析評價、概括總結，教師加以適當引導，使深刻學生體會科學是在不斷觀察、實驗、探索和爭論中前進的動態(tài)發(fā)展過程，并形成自己的觀點和價值觀。如“細胞學說建立的過程”、“減數(shù)分裂的發(fā)現(xiàn)過程”、“中心法則的發(fā)展”、“現(xiàn)代生物進化理論的由來”。25 由教師概括介紹或由學生自行閱讀后交流，以拓展視野，學習科學精神。26 關于教參中的科學史素材。在人教版教師教學用書中，也提供了