全部高中生物學(xué)史修訂版

1、高中生物學(xué)史一）細(xì)胞學(xué)說(shuō)的建立和發(fā)展過(guò)程二）生物膜流動(dòng)鑲嵌模型的探索歷程三）酶的發(fā)現(xiàn)史四）光合作用的發(fā)現(xiàn)史五）遺傳定律的發(fā)現(xiàn)史六）遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)史七）DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)史八）生物進(jìn)化史九）內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)十）促胰液素的發(fā)現(xiàn)十一）植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)史（十二）種群與生態(tài)系統(tǒng)研究史必修一：（一）細(xì)胞學(xué)說(shuō)的建立和發(fā)展過(guò)程1、1543年，比利時(shí)的維薩里發(fā)表人體構(gòu)造，揭示了人體在器官水平的結(jié)構(gòu)。2、羅伯特虎克：英國(guó)人，細(xì)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(chēng)為cell細(xì)胞。3、列文虎克：荷蘭人，他用自制的顯微鏡進(jìn)行觀察，對(duì)紅細(xì)胞和動(dòng)物精子進(jìn)

2、行了精確的描述。4、19世紀(jì)30年代，德國(guó)植物學(xué)家施萊登（1804-1881）和動(dòng)物學(xué)家施旺（18101882）提出了細(xì)胞學(xué)說(shuō)，指出細(xì)胞是一切動(dòng)植物結(jié)構(gòu)的基本單位。恩格斯曾把細(xì)胞學(xué)說(shuō)譽(yù)為19世紀(jì)自然科學(xué)三大發(fā)現(xiàn)之一。5、魏爾肖：德國(guó)人，他在前人研究成果的基礎(chǔ)上，總結(jié)出“細(xì)胞通過(guò)分裂產(chǎn)生新細(xì)胞”。18世紀(jì)末、19世紀(jì)初，德國(guó)詩(shī)人、自然科學(xué)家歌德認(rèn)為有機(jī)界的多樣性是從物質(zhì)的神圣統(tǒng)一性與第一原理衍生出來(lái)的，即由共同的原型所組成。德國(guó)自然哲學(xué)家、生物學(xué)家L.奧肯根據(jù)自然哲學(xué)思想與不確切的觀察，提出由球狀小泡發(fā)展成的纖毛蟲(chóng)是構(gòu)成生命的共同單位。學(xué)者們尋找動(dòng)植物原型的思想對(duì)細(xì)胞學(xué)說(shuō)的提出有一定影響。19世

3、紀(jì)20、30年代，有些學(xué)者提出“小球”可能是植物或動(dòng)植物的基本結(jié)構(gòu)。其中法國(guó)生理學(xué)家.迪特羅謝曾明確指出所有動(dòng)植物的組織和器官都由小球構(gòu)成。但是他所指的小球比較含糊，有時(shí)是細(xì)胞，有時(shí)是細(xì)胞核，也有時(shí)甚至是早期顯微鏡缺陷所造成的衍射圈。與此同時(shí)，有些學(xué)者開(kāi)始采用消色差顯微鏡。1831年，英國(guó)植物學(xué)家R.布朗在蘭科植物葉片表皮細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞核。18351837年，捷克生物學(xué)家.浦肯野及其學(xué)生.瓦倫廷對(duì)構(gòu)成動(dòng)物某些組織的“小球”進(jìn)行描述，并提到與植物細(xì)胞有相似性。1838年德國(guó)植物學(xué)家.施萊登發(fā)表植物發(fā)生論，提出只有最低等的植物，如某些藻類(lèi)和真菌是由一個(gè)單細(xì)胞組成的。高等植物則是各具特色的、獨(dú)立的

4、單體即細(xì)胞的集合體；因而認(rèn)為細(xì)胞是組成植物的基本生命單位。他還認(rèn)為細(xì)胞的生命現(xiàn)象有兩重性：一方面細(xì)胞是獨(dú)立的，只與自身生長(zhǎng)有關(guān)；另一方面又是附屬的，是構(gòu)成植物整體的一個(gè)組成部分。他研究植物的個(gè)體發(fā)育、發(fā)展了R.布朗關(guān)于細(xì)胞核的看法，認(rèn)為核與細(xì)胞的產(chǎn)生有密切關(guān)系，并把它稱(chēng)為細(xì)胞形成核(cytoblast)。他描述了先由粘液顆粒長(zhǎng)成細(xì)胞形成核，再在其表面出現(xiàn)小囊，逐步形成細(xì)胞的過(guò)程。他認(rèn)為所有顯花植物都具有共同的細(xì)胞形成規(guī)律。德國(guó)動(dòng)物學(xué)家施萬(wàn)于1837年10月，獲悉.施萊登的研究成果而受到啟發(fā)，認(rèn)識(shí)到從細(xì)胞核入手對(duì)論證植物細(xì)胞與動(dòng)物細(xì)胞的一致性有重要意義。他于1839年出版動(dòng)植物的結(jié)構(gòu)和生長(zhǎng)一致性

5、的顯微研究，提出了細(xì)胞學(xué)說(shuō)。他通過(guò)對(duì)蝌蚪脊索細(xì)胞和不同動(dòng)物軟骨細(xì)胞的研究，闡述了動(dòng)物細(xì)胞與植物細(xì)胞的相似性。他把動(dòng)物的永久性組織分為5類(lèi)，分別研究了血細(xì)胞，指甲、腱、骨、齒、肌肉、神經(jīng)等，證明它們都是有核的細(xì)胞或是細(xì)胞分化的產(chǎn)物。他接受.施萊登的觀點(diǎn)，并發(fā)展為細(xì)胞可由細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞間的一種無(wú)結(jié)構(gòu)物質(zhì)即細(xì)胞形成質(zhì)(cytoblastema)產(chǎn)生。他根據(jù)研究結(jié)果提出一切動(dòng)物和植物都是由細(xì)胞組成的，有機(jī)體的各種基本組成都有一個(gè)共同的發(fā)育原則，即細(xì)胞形成的原則，并認(rèn)為細(xì)胞是生命的基本單位。一切有機(jī)體都從單個(gè)細(xì)胞開(kāi)始生命活動(dòng)，并隨著其他細(xì)胞的形成，不斷發(fā)育成長(zhǎng)。他還明確指出細(xì)胞有兩類(lèi)現(xiàn)象，一類(lèi)是塑造現(xiàn)象，

6、與細(xì)胞由分子組成有關(guān)；另一類(lèi)是代謝現(xiàn)象，與細(xì)胞本身組成成分或周?chē)募?xì)胞形成質(zhì)中發(fā)生的化學(xué)變化有關(guān)。細(xì)胞學(xué)說(shuō)建立后的主要進(jìn)展是原生質(zhì)理論的建立和動(dòng)植物細(xì)胞有絲分裂、減數(shù)分裂一致性的證實(shí)。繼1835年法國(guó)原生動(dòng)物學(xué)家F.迪雅爾丹將根足蟲(chóng)的內(nèi)含物稱(chēng)為肉漿，1839年浦肯野把動(dòng)物胚胎細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)，稱(chēng)為原生質(zhì)。1844年內(nèi)格利發(fā)現(xiàn)植物細(xì)胞壁內(nèi)有一顆粒狀的無(wú)色粘液層，同年莫爾稱(chēng)它為原囊，1846年又稱(chēng)它為原生質(zhì)。1850年.科恩證明肉漿和植物原生質(zhì)為同一物質(zhì)。以后M.舒爾策于1861年證實(shí)植物和動(dòng)物的原生質(zhì)和最低等生物的肉漿是同一物質(zhì)。18441846年內(nèi)格利和莫爾提出植物細(xì)胞通過(guò)分裂形成，但并不排除細(xì)胞

7、游離形成。1852年，德國(guó)動(dòng)物學(xué)家R.雷馬克與德國(guó)病理學(xué)家.菲爾肖分別明確指出動(dòng)物細(xì)胞分裂的普遍性，并由.菲爾肖于1855年總結(jié)提出“一切細(xì)胞來(lái)自細(xì)胞”的名言。但他們并未正確認(rèn)識(shí)細(xì)胞分裂過(guò)程，而且也未完全排除細(xì)胞游離形成。直到19世紀(jì)70年代和80年代中期，通過(guò)德國(guó)植物細(xì)胞學(xué)家.施特拉斯布格、德國(guó)細(xì)胞學(xué)家W.弗勒明等許多學(xué)者的努力，才正確闡明了動(dòng)、植物細(xì)胞有絲分裂的過(guò)程，并證明它遵循著共同的規(guī)律。比利時(shí)胚胎學(xué)家貝內(nèi)登于1883年發(fā)現(xiàn)馬蛔蟲(chóng)性細(xì)胞染色體數(shù)目的減少是對(duì)于細(xì)胞減數(shù)分裂的認(rèn)識(shí)的開(kāi)始。后來(lái)德國(guó)動(dòng)物學(xué)家H.亨金于1891年指出減數(shù)過(guò)程是染色體配對(duì)及染色體對(duì)之間的分離，并指出了脊椎動(dòng)物、植物

8、和昆蟲(chóng)細(xì)胞減數(shù)分裂的一致性。但是H.亨金的研究成果在當(dāng)時(shí)并未得到承認(rèn)。1905年英國(guó)植物學(xué)家.法默和生物學(xué)家穆?tīng)栐诳偨Y(jié)前人工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步證實(shí)了動(dòng)、植物細(xì)胞減數(shù)分裂的共同性，以及兩者之間的某些差異。(二)生物膜流動(dòng)鑲嵌模型的探索歷程1、1895年，歐文頓發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)更容易通過(guò)細(xì)胞膜。提出假說(shuō)：膜是由脂質(zhì)組成的。2、20世紀(jì)初，科學(xué)家的化學(xué)分析結(jié)果，指出膜主要由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成。3、1925年，兩位荷蘭科學(xué)家用丙酮從細(xì)胞膜中提取脂質(zhì)，鋪成單層分子，發(fā)現(xiàn)面積是細(xì)胞膜的2倍。提出假說(shuō)：細(xì)胞膜中的磷脂是雙層的4、1959年，羅伯特森在電鏡下看到細(xì)胞膜由“暗一亮一暗”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。提出假說(shuō)：生物膜是由

9、“蛋白質(zhì)一脂質(zhì)一蛋白質(zhì)”的三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成的靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)5、1970年，科學(xué)家用熒光標(biāo)記人和鼠的細(xì)胞膜并讓兩種細(xì)胞融合，放置一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)兩種熒光抗體均勻分布。提出假說(shuō)：細(xì)胞膜具有流動(dòng)性6、1972年，桑格和尼克森提出生物膜流動(dòng)鑲嵌模型，強(qiáng)調(diào)膜的流動(dòng)性和膜蛋白分布的不對(duì)稱(chēng)性，并為大多數(shù)人所接受。生物膜組成細(xì)胞膜組成似可分為1膜的骨架（主要是脂質(zhì)）0期在骨架上的物質(zhì)（蛋白質(zhì)等）。其化學(xué)成分一般由類(lèi)脂（磷脂、月1固醇）、蛋白質(zhì)、糖類(lèi)（糖蛋白、糖脂）、少量的核酸、無(wú)機(jī)離子以及水分所組成。而類(lèi)脂和蛋白質(zhì)則是組成細(xì)胞膜的主要成分。膜結(jié)構(gòu)體系的基本作用是為細(xì)胞提供保護(hù)。質(zhì)膜將整個(gè)細(xì)胞的生命活動(dòng)保護(hù)起來(lái)，并進(jìn)行

10、選擇性的物質(zhì)交換；核膜將遺傳物質(zhì)保護(hù)起來(lái)，使細(xì)胞核的活動(dòng)更加有效；線粒體和葉綠體的膜將細(xì)胞的能量發(fā)生同其它的生化反應(yīng)隔離開(kāi)來(lái)，更好地進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。膜結(jié)構(gòu)體系為細(xì)胞提供較多的質(zhì)膜表面，使細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)區(qū)室化。由于大多數(shù)酶定位在膜上，大多數(shù)生化反應(yīng)也是在膜表面進(jìn)行的，膜表面積的擴(kuò)大和區(qū)室化使這些反應(yīng)有了相應(yīng)的隔離，效率更高。另外，膜結(jié)構(gòu)體系為細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)輸提供了特殊的運(yùn)輸通道，保證了各種功能蛋白及時(shí)準(zhǔn)確地到位而又互不干擾。例如溶酶體的酶合成之后不僅立即被保護(hù)起來(lái)，而且一直處于監(jiān)護(hù)之下被運(yùn)送到溶酶體小泡。細(xì)胞生物膜系統(tǒng)是指由細(xì)胞膜、細(xì)胞核膜以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體等有膜圍繞而成的細(xì)胞器，在結(jié)構(gòu)和

11、功能上是緊密聯(lián)系的統(tǒng)一整體，由于細(xì)胞膜、核膜以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體等由膜圍繞而成的細(xì)胞器都涉及到細(xì)胞膜或細(xì)胞器膜，所以通常稱(chēng)此系統(tǒng)為生物膜系統(tǒng)。細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)在細(xì)胞的生命活動(dòng)中起著極其重要的作用。此外，研究細(xì)胞生物膜系統(tǒng)在醫(yī)學(xué)和生產(chǎn)過(guò)程中都有很廣闊的前景。生物膜結(jié)構(gòu)如今所認(rèn)知的生物膜結(jié)構(gòu)為流體鑲嵌模型。在提出后又有多次補(bǔ)充，它們都是以流動(dòng)鑲嵌模型為前提。如晶格鑲嵌模型強(qiáng)調(diào)了膜蛋白分子對(duì)磷脂分子流動(dòng)性的限制作用，認(rèn)為內(nèi)在蛋白周?chē)Y(jié)合的磷脂分子為界面脂，界面脂只能隨內(nèi)在蛋白運(yùn)動(dòng)，并與內(nèi)在蛋白構(gòu)成晶格；板塊模型則認(rèn)為在流動(dòng)的脂雙層中存在著結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同，但有序又可獨(dú)立移動(dòng)的鑲嵌板塊，板塊內(nèi)不

12、同組分的相互作用以及不同板塊間的相互作用，使生物膜具有復(fù)雜的生物學(xué)功能。膜蛋白和膜脂結(jié)構(gòu)研究的最新進(jìn)展主要是以下幾個(gè)方面：（1）膜蛋白三維結(jié)構(gòu)研究。膜蛋白可分為外周蛋白和內(nèi)在蛋白，后者占整個(gè)膜蛋白的70%80%,它們部分或全部嵌入膜內(nèi)，還有的是跨膜分布，如受體、離子通道、離子泵以及各種膜酶等等。第一個(gè)水溶性蛋白質(zhì)肌紅蛋白的三維結(jié)構(gòu)的解析是由英國(guó)人Kendrew于1957年用X射線衍射法完成的，他因此獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。迄今蛋白質(zhì)解析出具有原子分辨率的三維結(jié)構(gòu)已達(dá)2000。個(gè)左右。（2）膜脂結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展。膜脂主要包括甘油脂（即磷脂）、鞘脂類(lèi)以及膽固醇。對(duì)于甘油脂研究較多，它們不僅是生物膜結(jié)構(gòu)的骨架，

13、其中有些成員還參與了信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的過(guò)程。生物膜作用細(xì)胞膜主要功能有（1）分隔、形成細(xì)胞和細(xì)胞器，為細(xì)胞的生命活動(dòng)提供相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境，膜的面積大大增加，提高了發(fā)生在膜上的生物功能；（2）屏障作用，膜兩側(cè)的水溶性物質(zhì)不能自由通過(guò)；（3）選擇性物質(zhì)運(yùn)輸，伴隨著能量的傳遞；（4）生物功能：激素作用、酶促反應(yīng)、細(xì)胞識(shí)別、電子傳遞等。（5）識(shí)別和傳遞信息功能（主要依靠糖蛋白）（6）物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能：細(xì)胞與周?chē)h(huán)境之間的物質(zhì)交換，是通過(guò)細(xì)胞膜的轉(zhuǎn)運(yùn)功能實(shí)現(xiàn)的不同的生物膜有不同的功能。細(xì)胞膜和物質(zhì)的選擇性通透、細(xì)胞對(duì)外界信號(hào)的識(shí)別作用、免疫作用等密切相關(guān)；神經(jīng)細(xì)胞膜與肌細(xì)胞膜是高度分化的可興奮膜，起著電興奮、化學(xué)

14、興奮的產(chǎn)生和傳遞作用；葉綠體內(nèi)的類(lèi)囊體薄膜與光合細(xì)菌膜、嗜鹽菌的紫膜起著將光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能的作用，而線粒體內(nèi)膜與呼吸細(xì)菌膜則能將氧化還原過(guò)程中釋放出的能量用于合成三磷酸腺甘；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜是膜蛋白、分泌蛋白等蛋白質(zhì)及脂質(zhì)的生物合成場(chǎng)所。因此，生物膜在活細(xì)胞的物質(zhì)、能量及信息的形成、轉(zhuǎn)換和傳遞等生命活動(dòng)過(guò)程中，是必不可少的結(jié)構(gòu)。細(xì)胞膜的應(yīng)用2.脂質(zhì)體的發(fā)展和應(yīng)用1965年，英國(guó)學(xué)者Bangham將磷脂分散在水中，然后用電鏡觀察。發(fā)現(xiàn)磷脂自發(fā)形成多層囊泡，每層均為類(lèi)似生物膜結(jié)構(gòu)的脂質(zhì)雙分子層，囊泡中央和各層之間被水相隔開(kāi)，雙分子層厚度約為4納米。后來(lái)，將這種小囊泡稱(chēng)為脂質(zhì)體。脂質(zhì)體具有分子小、擴(kuò)散速度快

15、、脂溶性好及可生物降解等優(yōu)點(diǎn)，因此可作為藥物和基因等的載體。此外，如在脂質(zhì)體中摻入特異的組織和細(xì)胞的識(shí)別配體或抗體等，脂質(zhì)體即可將藥物和基因靶向運(yùn)輸，增加藥物作用的局部濃度和作用時(shí)間并減少全身的毒副反應(yīng)。目前，抗腫瘤化療藥物及腫瘤基因治療的脂質(zhì)體投送系統(tǒng)的研究和應(yīng)用已取得了較大的進(jìn)展。3.細(xì)胞膜電穿孔的發(fā)展及應(yīng)用經(jīng)過(guò)人們不斷的研究發(fā)現(xiàn)：細(xì)胞膜的絕緣強(qiáng)度與所加脈沖電場(chǎng)的幅值和持續(xù)時(shí)間有關(guān)。細(xì)胞膜的擊穿電壓值在0.51.5V左右，即：假定細(xì)胞膜的厚度為5nm,當(dāng)采用Ls）ms級(jí)的電脈沖時(shí),電場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)該在13kV/cm左右。通常,幅值較低、持續(xù)時(shí)間較短的脈沖刺激僅導(dǎo)致細(xì)胞膜充電，其時(shí)間常數(shù)取決于膜電

16、容和充電通路的等效電阻。電穿孔現(xiàn)象發(fā)生后，膜電導(dǎo)率G（t）增大，跨膜電流增加至nA數(shù)量級(jí)。如果在電流陡增前撤去外電場(chǎng)或者處于兩脈沖的間隔時(shí)期，則膜電位U（t）快速衰減，細(xì)胞膜放電，膜屏障功能恢復(fù)，則稱(chēng)此現(xiàn)象為可逆性電擊穿（REB）否則微孔數(shù)量增加或者孔徑激增，以至于膜組織斷裂，細(xì)胞死亡，稱(chēng)此現(xiàn)象為不可逆性電擊穿（IREB定性地說(shuō)，電穿孔現(xiàn)象是由電能（因跨膜電位提高而產(chǎn)生的決定性能量）和/KT能量0（因熱波動(dòng)而產(chǎn)生的隨機(jī)性能量）共同作用而引起的。大量的觀察發(fā)現(xiàn)：電穿孔的發(fā)生主要是一種物理現(xiàn)象，同時(shí)也會(huì)引起細(xì)胞膜某些化學(xué)性質(zhì)的變化，應(yīng)該建立細(xì)胞膜出現(xiàn)微孔的物理模型來(lái)解釋細(xì)胞膜的機(jī)械特性、電特性和分

17、子運(yùn)輸行為。一、生物膜在污水處理中的應(yīng)用生物膜法是土壤自凈和河床凈化過(guò)程的人工模擬和強(qiáng)化。生物膜通常為微生物、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物集群生長(zhǎng)、繁育的膜狀生物性污泥。與活性污泥法相比，耐沖擊負(fù)荷、耐毒性、耐泡沫影響且無(wú)污泥膨脹問(wèn)題，是生物膜法的普遍性優(yōu)點(diǎn)。1、多功能人工水草生物膜處理黑臭河水研究隨著工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)超標(biāo)排污造成大量的生活用水被污染，河道黑臭。因此，處理污水成為人們急需解決的問(wèn)題，城市河道黑臭主要是過(guò)量納污導(dǎo)致水體供氧和耗氧失衡的結(jié)果，水體缺氧乃至厭氧條件下污染物轉(zhuǎn)化并產(chǎn)生氨氮、硫化氫、揮發(fā)性有機(jī)酸等臭惡臭物質(zhì)以及鐵、鎰硫化物等黑色物質(zhì)1。近年來(lái)，微生物被廣泛用于黑臭河道的治理，通過(guò)選

18、育和培養(yǎng)高效的微生物菌劑，能有效降解COD、N和P,消除黑臭，提高溶解氧水平2-3。但對(duì)于成分復(fù)雜的廢水，單一功能的微生物難于治理多種污染物4。以人工水草作為生物膜載體，結(jié)合光合細(xì)菌球形紅細(xì)菌、枯草桿菌和氧化硫硫桿菌組合構(gòu)建多功能人工水草生物膜系統(tǒng)，多功能人工水草生物膜對(duì)工業(yè)河黑臭河水具有較好的凈化效果，系統(tǒng)克服了單一功能微生物難于處理多種污染物的缺陷，能有效地處理成分復(fù)雜的黑臭河水。2、還原水解-生物膜工藝處理印染廢水中試研究。研究人員提出“還原水解-生物膜”處理工藝5,效果穩(wěn)定、各處理單元布置合理，能夠適應(yīng)在各種生產(chǎn)階段變化情況下的該廠廢水的處理，處理后出水能達(dá)到并低于紡織染整工業(yè)水污染物

19、排放的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)6,顯示了聯(lián)合工藝優(yōu)良的適應(yīng)性。利用生物膜法處理剩余污泥產(chǎn)量少，處理效率高，具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。三、有機(jī)廢氣的生物膜處理技術(shù)化工廠和石油化工廠在生產(chǎn)過(guò)程中排放各種有機(jī)廢氣其中含有醋、醇、醍、酚、睛、酸、芳煌及雜環(huán)化合物等有機(jī)污染物,對(duì)人體及環(huán)境危害很大。與有機(jī)廢氣的傳統(tǒng)處理方法相比，生物處理法9的主要伏點(diǎn)是工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、管理維護(hù)方便、能耗少、運(yùn)行費(fèi)用低，且去除效率也比較高。生物膜法是微生物在填料表面固定附著生長(zhǎng)的生物處理法，有機(jī)廢氣中的污染物和空氣中的氧通過(guò)相間傳質(zhì)為微生物膜所吸附，并發(fā)生生物氧化反應(yīng)，使有機(jī)廢氣得到凈化。生物膜法具有以下優(yōu)點(diǎn)：生物相多樣化，除好氧菌外還存在厭

20、氧菌，生物膜具有較低的含水率，單位體積內(nèi)的生物量較大，因此生物膜反應(yīng)器具有較大的處理能力，工藝過(guò)程比較穩(wěn)定，動(dòng)力消耗較少。由于具有以上這些優(yōu)點(diǎn)，生物法生物膜法在有機(jī)廢氣處理中的應(yīng)用受到了特別的關(guān)注。四、生物膜在血液透析中的應(yīng)用血液透析10是一種溶質(zhì)通過(guò)半透膜與另一種溶質(zhì)交換的過(guò)程。半透膜是一張布滿許多小孔的薄膜，膜的孔隙大小在一定范圍內(nèi)，使得膜的兩側(cè)溶液中的水分子和小分子的溶質(zhì)可通過(guò)膜孔進(jìn)行交換，但大分子溶質(zhì)（蛋白質(zhì)）不能通過(guò)。根據(jù)膜平衡原理，半透膜兩側(cè)液體各自所含溶質(zhì)濃度的梯度差及其他溶質(zhì)所形成的不同滲透濃度，可使溶質(zhì)從濃度高的一側(cè)向濃度低的一側(cè)移動(dòng)（彌散作用）,而水分子則從滲透濃度低的一側(cè)

21、向濃度高的一側(cè)滲透（滲透作用），最終達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。當(dāng)血液進(jìn)入透析器時(shí)，其代謝產(chǎn)物如尿素、肌酊、月瓜類(lèi)、中分子物質(zhì)、過(guò)多的電解質(zhì)便可通過(guò)透析膜彌散到透析液中，而透析液中的碳酸氫根、葡萄糖、電解質(zhì)等機(jī)體所需物質(zhì)則被補(bǔ)充到血液中，從而達(dá)到清除體內(nèi)代謝廢物、糾正水電解質(zhì)紊亂和酸堿失衡的目的（三）酶的發(fā)現(xiàn)史1、斯帕蘭札尼：意大利人，生理學(xué)家。1783年他通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)胃液具有化學(xué)性消化作用。2 .巴斯德：法國(guó)人，微生物學(xué)家，化學(xué)家，提出釀酒中的發(fā)酵是由于酵母菌的存在，沒(méi)有活細(xì)胞的參與，糖類(lèi)是不可能變成酒精。3 .、李比希：德國(guó)人，化學(xué)家。認(rèn)為引起發(fā)酵時(shí)酵母細(xì)胞中的某些物質(zhì)，但這些物質(zhì)只有在酵母細(xì)胞死亡并裂

22、解后才能發(fā)揮作用。4、畢希納：德國(guó)人，化學(xué)家。他從酵母細(xì)胞中獲得了含有酶的提取液，并用這種提取液成功地進(jìn)行了酒精發(fā)酵。5、薩姆納：美國(guó)人，化學(xué)家。1926年，他從刀豆種子中提取到月尿酶的結(jié)晶，并用多種方法證明月尿酶是蛋白質(zhì)。榮獲1946年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。6、20世紀(jì)80年代，美國(guó)科學(xué)家切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA&有生物催化作用。（四）光合作用的發(fā)現(xiàn)史1、16481653年，比利時(shí)醫(yī)生海爾蒙特做了盆栽柳樹(shù)稱(chēng)重實(shí)驗(yàn)，得出植物的重量主要不是來(lái)自土壤而是來(lái)自水的推論。他沒(méi)有認(rèn)識(shí)到空氣中的物質(zhì)參與了有機(jī)物的形成。2、1771年，英國(guó)的普里斯特利發(fā)現(xiàn)植物可以恢復(fù)因蠟燭燃燒而變污濁的空氣。3、1773

23、年，荷蘭的英格豪斯證明只有植物的綠色部分在光下才能更新污濁的空氣。4、1845年，德國(guó)的梅耶發(fā)現(xiàn)植物把光能轉(zhuǎn)化成了化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)。5、1864年，德國(guó)科學(xué)家薩克斯證明光合作用產(chǎn)生了淀粉。6、1880年，美國(guó)生物學(xué)家恩格爾曼利用好氧細(xì)菌證明氧氣是光合作用的產(chǎn)物。7、1939年，美國(guó)的魯賓和卡門(mén)利用同位素18O進(jìn)行示蹤實(shí)驗(yàn)證明光合作用釋放的氧氣來(lái)自水。8、1957年，美國(guó)生物學(xué)家卡爾文利用放射性同位素標(biāo)記法，用14C標(biāo)記CO發(fā)現(xiàn)了卡爾文循環(huán)。實(shí)驗(yàn)一：海爾蒙特實(shí)驗(yàn)17世紀(jì)早期，比利時(shí)科學(xué)家海爾蒙特第一次試圖用定量的方法研究植物的養(yǎng)料來(lái)源。他把兩百磅的土壤烘干稱(chēng)重，然后在土里種下5磅重的柳樹(shù)種子，收集

24、雨水灌溉；五年后柳樹(shù)長(zhǎng)成169磅3盎司重，土壤再烘干稱(chēng)重，只少了2盎司。這證明樹(shù)木的重量增加來(lái)自雨水而非土壤。實(shí)驗(yàn)二：普利斯特利實(shí)驗(yàn)普利斯特里（1771年）他點(diǎn)燃一根蠟燭，把它放到預(yù)先放有小老鼠的玻璃容器中，然后蓋緊容器。他發(fā)現(xiàn)：蠟燭燃了一陣之后就熄滅了，而小老鼠也很快死了。這一現(xiàn)象使普利斯特里想到，空氣中大概存在著一種東西，當(dāng)它燃燒時(shí)空氣就會(huì)被污染，因而成為不能供動(dòng)物呼吸，也不能使蠟燭繼續(xù)燃燒的“受污染的空氣”。為了證明這一想法的正確與否，他設(shè)想，能否把受污染的空氣加以凈化，使它又成為可供呼吸的空氣呢他為此做了一個(gè)新的實(shí)驗(yàn)。他用水洗滌受污染的空氣，其結(jié)果使他大為驚異，他發(fā)現(xiàn)，水只能凈化一部分

25、被污染的空氣，而另一部分未被凈化的空氣，還是不能供呼吸，老鼠在其中照樣要死去。善于思考和鉆研問(wèn)題的普利斯特里進(jìn)一步想到，動(dòng)物在受污染的空氣中會(huì)死去，那么植物又會(huì)怎樣呢對(duì)此，他設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)：把一盆花放在玻璃罩內(nèi)，花盆旁邊放了一支燃燒著的蠟燭來(lái)制取受污染的空氣。當(dāng)蠟燭熄滅幾小時(shí)后，植物卻看不出什么變化。他又把這套裝置放到靠近窗子的桌子上，次日早晨飽發(fā)現(xiàn)，花不僅沒(méi)死，而且長(zhǎng)出了花蕾。由此他想到，難道植物能夠凈化空氣嗎為了驗(yàn)證這一想法，他盡點(diǎn)燃了一支蠟燭，并迅速放入罩內(nèi)。蠟燭果然正常燃燒著，過(guò)了一段時(shí)間才熄滅。當(dāng)時(shí)，科學(xué)家們把一切氣體統(tǒng)稱(chēng)為空氣。為了確定究竟有幾種空氣，普利斯特里曾多次重復(fù)自己的實(shí)驗(yàn)

26、。他認(rèn)為，在啤酒發(fā)酵、蠟燭燃燒以及動(dòng)物呼吸時(shí)產(chǎn)生的氣體，就是早先人們所稱(chēng)的“固定空氣”（實(shí)則二氧化碳）。他對(duì)這種“固定空氣”的性質(zhì)做了深入研究。他證明，植物吸收“固定空氣”可以放出“活命空氣”（實(shí)則氧氣）。還發(fā)現(xiàn)“活命空氣”既可以維持動(dòng)物呼吸，又能使物質(zhì)更猛烈地燃燒。結(jié)論：植物可以更新空氣實(shí)驗(yàn)三：薩克斯實(shí)驗(yàn)1864年，薩克斯做過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)：把綠葉放在暗處數(shù)小時(shí)，消耗葉片中部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，然后把葉片的一部分暴露在光下，另一部分遮光。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，用碘蒸汽處理葉片，結(jié)果遮光的部分葉片無(wú)顏色變化，而照光的一部分葉片顯示深藍(lán)色：證明了綠葉光合作用產(chǎn)生了淀粉。實(shí)驗(yàn)四：恩格爾曼實(shí)驗(yàn)1880年，恩格爾曼用水

27、綿進(jìn)行了光合作用的實(shí)驗(yàn)。他把載有水綿和好氧細(xì)菌臨時(shí)裝片放在沒(méi)有空氣的黑暗環(huán)境里，然后用極細(xì)的光束照射水綿，通過(guò)顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，好氧細(xì)菌向葉綠體被光束照射到的部位集中；如果上述臨時(shí)裝片完全暴露在光下，好氧細(xì)菌則分布在葉綠體所有受光部位的周?chē)?。從而證明：氧是由葉綠體釋放出來(lái)的，葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。實(shí)驗(yàn)五：英格豪斯的實(shí)驗(yàn)：1779年，荷蘭的英格豪斯他用漏斗把新鮮水草扣在裝滿水的大燒杯里，再用裝滿水的試管罩在漏斗頸部一端的開(kāi)口上，然后給水草光照，并用試管收集水草接受光照后所產(chǎn)生的氣體。一段時(shí)間以后，水草在光照下產(chǎn)生的小氣泡在倒扣的試管底部越聚越多。英格豪斯慢慢地將試管從水中取出，再把點(diǎn)

28、燃的蠟燭逐漸靠近試管口，只聽(tīng)“砰”的一聲，蠟燭的火焰竄起老高。這個(gè)結(jié)果用當(dāng)時(shí)人們已經(jīng)掌握的化學(xué)知識(shí)，可以解釋為是氧氣的助燃現(xiàn)象。英格豪斯同時(shí)還做了不給水草照光的對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果很長(zhǎng)時(shí)間以后也沒(méi)有看到小氣泡產(chǎn)生出來(lái)。為了讓試驗(yàn)的結(jié)果更加可靠，英格豪斯并不忙于下最后的結(jié)論。他又用了將近3個(gè)月的時(shí)間，選擇不同的植物反復(fù)進(jìn)行了總計(jì)500多次實(shí)驗(yàn)，終于找到了好空氣與壞空氣互變的關(guān)鍵原因是“光”。英格豪斯所得出的結(jié)論是：在光照下，植物會(huì)把壞空氣變成好空氣，沒(méi)有光的時(shí)候則相反。理論的聲音：1845年，德國(guó)科學(xué)家梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律明確指出，植物在進(jìn)行光合作用時(shí)，把光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)。實(shí)驗(yàn)六：梅爾卡

29、文的同位素標(biāo)記法的實(shí)驗(yàn)：1948年美國(guó)的梅爾文卡爾文報(bào)告了歷時(shí)10年的科研成果，他用碳十四標(biāo)記的二氧化碳追逐了過(guò)合作用過(guò)程中碳元素的行蹤，從而進(jìn)一步了解到光合作用中復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。二氧化碳中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物的碳的途徑，這一途徑成為卡爾文循環(huán)。必修二：（五）遺傳定律的發(fā)現(xiàn)史1、孟德?tīng)枺簥W地利人，遺傳學(xué)的奠基人。他進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)8年的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)，通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)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(yàn)，提出了遺傳學(xué)的分離定律、自由組合定律和遺傳因子學(xué)說(shuō)。2、約翰遜：丹麥人，植物學(xué)家。1909年，他給孟德?tīng)柕摹斑z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。3、

30、魏斯曼：德國(guó)人，動(dòng)物學(xué)家。他預(yù)言在精子和卵細(xì)胞成熟的過(guò)程中存在減數(shù)分裂過(guò)程,后來(lái)被其他科學(xué)家的顯微鏡觀察所證實(shí)。4、薩頓：美國(guó)人，細(xì)胞學(xué)家。1903年，他在研究中發(fā)現(xiàn)孟德?tīng)柤僭O(shè)的遺傳因子的分離與減數(shù)分裂過(guò)程中同源染色體的分離非常相似，并由此提出了遺傳因子（基因）位于染色體上的假說(shuō)。5、摩爾根：美國(guó)人，遺傳學(xué)家，胚胎學(xué)家。他用果蠅做了大量實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了基因的連鎖互換定律，人們稱(chēng)之為遺傳學(xué)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(xué)奠定了細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。6、18世紀(jì)英國(guó)著名的化學(xué)家和物理學(xué)家道爾頓，第1個(gè)發(fā)現(xiàn)了色盲癥，也是第1個(gè)被發(fā)現(xiàn)的色盲癥患者。（六）遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)史年，格里菲思用肺炎雙

31、球菌在小鼠身上進(jìn)行體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，提出細(xì)菌中有轉(zhuǎn)化因子。年，美國(guó)科學(xué)家艾弗里和同事進(jìn)行肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，確定轉(zhuǎn)化因子是DNA肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明DN蝠遺傳物質(zhì)、蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。年，赫爾希和蔡斯進(jìn)行噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，證明DNA遺傳物質(zhì)。4 .后來(lái)，煙草花葉病毒侵染煙草實(shí)驗(yàn)證明RNA也是遺傳物質(zhì)。5 .通過(guò)比較：所以說(shuō)，DNA是主要遺傳物質(zhì)。（七）DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)史DNM手雙螺旋結(jié)構(gòu)是由美國(guó)科學(xué)家沃森和克里克在1953年發(fā)現(xiàn)的。1、1951年，英國(guó)的威爾金斯展示了一張DNA的X射線衍射圖譜。2、1952年，奧地利生物化學(xué)家查哥夫測(cè)定了DNA中4種堿基的含量，發(fā)現(xiàn)：腺膘吟與

32、胸腺喀咤的數(shù)量相等，鳥(niǎo)膘吟與胞喀咤的數(shù)量相等。3、1953年，沃森、克里克調(diào)整了堿基配對(duì)方式，制作出了DNA螺旋結(jié)構(gòu)分子模型。4、1962年，沃森、克里克和威爾金斯三人因這一成果而共同獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。年，沃森、克里克發(fā)表了一篇論文，闡明了DNA的半保留復(fù)制機(jī)制。6、1957年克里克提出中心法則7、尼倫伯格和馬太成功破譯了第一個(gè)遺傳密碼。（八）生物進(jìn)化史1、拉馬克（17441829）:法國(guó)人，博物學(xué)家，生物進(jìn)化論的先驅(qū)。最先提出了生物進(jìn)化的學(xué)說(shuō)，認(rèn)為生物是不斷進(jìn)化的，生物進(jìn)化的原因是用進(jìn)廢退和獲得性遺傳。2、達(dá)爾文（18091882）:英國(guó)人，博物學(xué)家，生物進(jìn)化論的主要奠基人。185

33、9年，他出版了科學(xué)巨著物種起源，書(shū)中充分論證了生物的進(jìn)化，并明確提出自然選擇學(xué)說(shuō)來(lái)說(shuō)明進(jìn)化機(jī)理。他創(chuàng)立的進(jìn)化論的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了生物學(xué)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。3 .后人提出現(xiàn)代生物進(jìn)化理論必修三：（九）內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)1、貝爾納（18131878）:法國(guó)人，1857年，他提出“內(nèi)環(huán)境”的概念，并推測(cè)內(nèi)環(huán)境的恒定主要依賴于神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。2、坎農(nóng)（18711945）:美國(guó)人，生理學(xué)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(jī)制的經(jīng)典解釋?zhuān)簝?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(guò)機(jī)體各種器官、系統(tǒng)分工合作、協(xié)調(diào)統(tǒng)一而實(shí)

34、現(xiàn)的。3、目前普遍認(rèn)為：神經(jīng)一一體液一一免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)是機(jī)體維持穩(wěn)態(tài)的主要調(diào)節(jié)機(jī)制動(dòng)物激素的調(diào)節(jié)（十）促胰液素的發(fā)現(xiàn)1、在19世紀(jì)，學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為：胃酸刺激小腸的神經(jīng)，神經(jīng)將興奮傳給胰腺，使胰腺分泌胰液。胰腺分泌胰液為神經(jīng)調(diào)節(jié)。2、法國(guó)學(xué)者沃泰默的論文，聲稱(chēng)在小腸和胰腺之間存在著一個(gè)頑固的局部反射。實(shí)驗(yàn)是這樣的：（1）直接將稀鹽酸溶液注入狗的上段小腸時(shí)，會(huì)引起胰液分泌。（2）直接把稀鹽酸溶液注入狗的血液循環(huán)，則不能引起胰液分泌。（3）他把實(shí)驗(yàn)狗通向該段小腸的神經(jīng)全部切除，只保留血管。當(dāng)把稀鹽酸溶液輸入這段小腸后，仍能引起胰液分泌。但他仍然堅(jiān)信這個(gè)反應(yīng)是一個(gè)頑固的神經(jīng)反射，因?yàn)樗J(rèn)為，小腸的神經(jīng)是難以切除得干凈、徹底的。3、1902年1月。當(dāng)英國(guó)科學(xué)家貝利斯和斯他林看到沃泰默的論文，并大膽地跳出"神經(jīng)反射”這個(gè)傳統(tǒng)概念的框框，設(shè)想：這可能是一個(gè)新現(xiàn)象-"化學(xué)調(diào)節(jié)"。也就是說(shuō)，在鹽酸的作用下，小腸粘膜可能產(chǎn)生了一個(gè)化學(xué)物質(zhì)，