生物科学发展史的经典实验

必修一(一)细胞学说建立过程涉及几个重要科学家1、1665年英国人胡克(Robert Hooke)细胞的发现者和命名者。

他用显微镜观察植物的木栓组织，发现由许多规则的小室组成，并把“小室”称为cell--细胞。

2、1680年荷兰人列文虎克(A.van Leeuwenhoek)他用自制的显微镜首次观察到活细胞，观察过原生动物、人类精子、鲑鱼的红细胞、牙垢中的细菌等。

但没用“细胞”来描述其发现。

3、19世纪30年代，德国植物学家施莱登和动物学家施旺提出了细胞学说，指出细胞是一切动植物结构的基本单位，揭示了细胞结构的统一性和生物体结构的统一性。

4、1858年德国魏尔肖他在前人研究成果的基础上，总结出“细胞通过分裂产生新细胞”。

（二）生物膜流动镶嵌模型涉及的科学家1、1895年欧文顿他曾用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行地上万次的试验，发现细胞膜对不同物质的通透性不太一样：凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。

于是他提出了膜由脂质组成的假说。

2、1959年罗伯特森他在电镜下看到了细胞膜清晰的暗-亮-暗的三层结构，结合其他科学家的工作，提出生物膜是由“蛋白质--脂质--蛋白质”的三层结构构成的静态统一结构，他认为膜是静止的，膜蛋白分布是对称的。

3、1970年拉里·弗莱等实验将人和鼠的细胞膜用不同的荧光抗体标记后，让两种细胞融合，杂交细胞的一半发红色荧光，另一半发绿色荧光，放置一段时间后发现两种荧光抗体均匀分布。

提出假说：细胞膜具有流动性。

4、1972年桑格和尼克森提出“流动镶嵌模型”。

强调膜的流动性和膜蛋白分布的不对称性。

为多数人所接受。

（三）与酶的发现有关的科学家1、1773年意大利斯帕兰札尼他通过实验证实胃液具有化学性消化作用。

2、1857年法国巴斯德提出酿酒中的发酵是由于酵母菌的存在，没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精。

3、1857年德国李比希认为酵母细胞死亡并裂解释放出某种物质，引起发酵。

高中生物科学家及其实验总结（1）19世纪30年代，德国施莱登和施旺提出了细胞学说，指出细胞是一切动植物结构的基本单位。

（2）1543年，比利时维萨里发表巨著《人体构造》揭示人体器官水平的结构法国比夏指出器官是由低一层次的结构——组织构成（3）1665年，英国虎克用显微镜观察植物木栓组织并发现由许多规则的小室组成，并把“小室”称为——细胞（4）荷兰著名磨镜技师列文虎克，用自制显微镜观察到不同形态的细菌、红细胞和精子等。

耐格里用显微镜观察了多种上植物分生区新细胞的形成，发现新细胞的产生原来是细胞分裂的结果。

(51858年，德国的魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞”英国的桑格经过10年努力，终于在1953年测得牛胰岛素全部氨基酸的排列顺序（6）19 65年我国科学家完成结晶牛胰岛素的全部合成（7）19世纪末，欧文顿提出膜是由脂质组成的（8）1959年，罗伯特森提出生物膜的模型，所有生物都是由蛋白质——脂质——蛋白质（静态模型）（9）1972年桑格和尼克森提出流动镶嵌模型（10）1773年，意大利科学家斯帕兰札尼，通过实验证明，胃液有化学性消化作用。

（11）1857年法国微生物学家巴斯德，通过显微镜观察，提出酿酒中的发酵是由于酵母细胞的存在，没有活细胞的参与，糖类是不可能变成酒精的（12）德国化学家李比希认为引起发酵的是酵母细胞中某些物质（13）德国化学家毕希纳将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶（14）美国科学家萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶的结晶，并且通过化学实验证实脲酶是蛋白质（15）20世纪80年代，美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化功能（16）1880年，美国科学家恩格尔曼，发现好氧细菌是只向叶绿体被光束照射到的部位集中（17）1771年，英国科学家普里斯特利，通过实验发现植物可以更新空气。

（18）1779荷兰科学家英格豪斯，发现普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功，植物只有绿叶才能更新污浊的空气，但不了解植物吸收和释放的究竟是什么（19）1845年，德国梅耶，提出植物进行光合作用时，把光能转化成化学能储存起来（20）1864年，德国萨克斯证明光合作用产生了淀粉（21）1880年恩格尔曼证明叶绿体是植物进行光合作用场所(221939年，美国鲁宾和卡门利用同位素标记法标记18O，证明光合作用中释放的氧气来自水。

高中生物实验基础教材经典实验及探究技能汇总一、归拢教材经典实验·掌握基本实验流程(一)观察类实验1．四个观察类实验的比较2．观察类实验的操作流程(二)检测类实验1．六个检测类实验的比较续表(三)调查类实验1．四个调查类实验的比较人类遗传病的调查人类某种遗传病汇总法发病率＝患病人数被调查人数×100%实验名称调查对象调查方法统计方法(计算公式)土壤中小动物类群丰富度的研究土壤中的小动物取样器取样法记名计算法、目测估计法调查当地某生态系统中的能量流动情况当地的生态系统(如麦田、稻田生态系统)实地调查、访谈调查调查统计，数据分析2．调查类实验的操作流程模板【针对训练】1．(2021·天津高考)孟德尔说：“任何实验的价值和效用，取决于所使用材料对于实验目的的适合性。

”下列实验材料选择不适合的是()A．用洋葱鳞片叶表皮观察细胞的质壁分离和复原现象B．用洋葱根尖分生区观察细胞有丝分裂C．用洋葱鳞片叶提取和分离叶绿体中的色素D．用洋葱鳞片叶粗提取DNA解析：选C洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡为紫色，便于观察细胞的质壁分离和复原现象；洋葱根尖分生区细胞分裂旺盛，可以用来观察细胞有丝分裂；洋葱鳞片叶不含叶绿体，不能用来提取和分离叶绿体中的色素；洋葱鳞片叶细胞有细胞核且颜色浅，可以用来粗提取DNA。

2．(2022·广东高考)用洋葱根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂，如图为光学显微镜下观察到的视野。

下列实验操作正确的是()A．根尖解离后立即用龙胆紫(甲紫)溶液染色，以防解离过度B．根尖染色后置于载玻片上捣碎，加上盖玻片后镜检C．找到分生区细胞后换高倍镜并使用细准焦螺旋调焦D．向右下方移动装片可将分裂中期细胞移至视野中央解析：选C题述实验的过程为解离→漂洗→染色→制片→观察，A错误；将染色后的根尖置于载玻片上，加一滴清水，并用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，用拇指轻轻地按压盖玻片，使细胞分散开，进行镜检，B错误；据图可知，处于分裂中期的细胞位于视野的左上方，根据显微镜的成像原理可知，向左上方移动装片才可将分裂中期细胞移至视野中央，D错误。

生物化学与分子生物学史上的名人轶事及诺贝尔奖（科学家给我们的启示）生物化学与分子生物学史上的经典实验【实验题目】：PCR【完成该实验的科学家】：美国科学家Kary B Mullis【实验大致过程，经历】：PCR最初的原始雏形概念是类似基因修复复制，它是于1971年由Dr. KjellKleppe提出。

他发表了第一个单纯且短暂性基因复制（类似PCR前两个周期反应）的实验。

而现今所发展出来的PCR则于1983由Dr. Kary B. Mullis发展出的。

1983年4月在开车去度周末的路上，Kary Mullis考虑是否可以有一种方法对微量生物样品中的DNA的结构进行鉴定，因为很多致病基因的鉴定都只能在很少的样品中进行。

最初他想利用Sanger做DNA序列分析的原理，但是做序列分析时，引物的结合并不能保持足够的特异性。

于是，他想到在目的基因的下游再加一条引物，这条引物结合在互补链上，两次序列分析的结果可以相互补而确认。

然而DNA样品中含有的脱氧核苷酸可能会干扰双脱氧核苷酸的参入。

解决的办法是将实验分两步进行，第一步先在反应体系中加入脱氧核苷酸，反应完成后可以获得的不同长度的DNA片段；然后加热使各种不同长度的两条链解链，再加入新的寡核苷酸引物和同位素标记的双脱氧核苷酸得到标记片段进行分析。

不过，如果脱氧核苷酸的量已经足以合成新链全长，就无法进行上述分析。

想到这里，Mullis突然意识到，尽管这样的合成的DNA链不能用于分析DNA的序列，但是如果反复进行这一反应，无疑位于两个引物之间的序列会得到扩增，扩增出来的DNA应该是位于两条引物间特异性序列。

【实验意义和贡献或者启发等】：通过PCR，可在几小时内将一个分子的遗传物质成百万乃至上亿倍的复制。

PCR技术的建立在科学史属于一种“postmature”发展方式。

即该项发现或发明出现时的一切理论基础都已经具备，只是没有人实现这一发明或发现。

可见，科学家们需要更活跃的思维来充分利用前人的知识和见解。

202111211815重庆市缙云教育联盟2022届高三上学期11月质量检测生物注意事项：1.答题前，考生务必用黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座位号在答题卡上填写清楚；2.每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，在试卷上作答无效；3.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回；4.全卷共8页，满分100分，考试时间75分钟。

1.下列关于生物科学发展史上经典实验的叙述中，正确的是（）A. 施莱登、施旺创立的细胞学说从某一方面揭示了细胞的差异性B. 罗伯特森利用电子显微镜提出的“亮-暗-亮”三层结构是一种静态模型C. 巴斯德用多种方法证明脲酶是蛋白质D. 科学家将不同荧光染料标记的人细胞和小鼠细胞进行融合，证明了细胞膜具有流动性2.下列有关生物膜系统的说法中，正确的是（）A. 生物膜是对生物体内所有膜结构的统称B. 枯草杆菌也具有生物膜系统，否则就不能进行正常的生命活动C. 各种生物膜的组成成分和结构完全一致，在结构和功能上有一定的联系D. 生物膜既各司其职，又相互协作，共同完成细胞的生理功能3.下列有关渗透作用的说法，不正确的是（）A. 将植物细胞放在清水中，当细胞不再吸水时细胞内外浓度不一定相等B. 根尖成熟区表皮细胞主要通过渗透作用吸水C. 成熟植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，没有选择透过性D. 低温能影响水分子通过生物膜的速率4.猪笼草是一种食虫植物，为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶，某学习设计了两组实验，如图所示，经35℃水浴保温一段时间后，③、④中加入适量双缩脲试剂，①、②不加任何试剂，下列组合能达到目的的是（）A. ①和②B. ②和③C. ①和④D. ③和④5.两对相对性状独立遗传的两纯合亲本杂交，F2出现的重组类型中能稳定遗传的个体约占（）A. B. 或 C. 或 D.6.如图表示二倍体生物细胞有丝分裂和减数分裂过程中每条染色体上DNA含量变化曲线、细胞中染色体组数目变化曲线，有关分析正确的是（）A. 图甲中DE段细胞只存在2个染色体组B. 图乙中FG段细胞内没有同源染色体C. 甲乙两图中的AB段产生的原因相同D. 甲乙两图中的BC段可能处于同一时期7.如图是根据细胞壁松散学说绘制的一定浓度生长素促进植物细胞伸长的原理图，有关叙述正确的是（）A. 结构A能接受生长素的刺激，体现了细胞膜的信息交流功能B. 当生长素浓度由低升至最适时，酶X所处环境溶液pH下降C. 用单侧光照射胚芽鞘尖端，酶X所处溶液pH向光侧比背光侧低D. 被激活的酶X催化纤维素分子间的多糖链断裂，使细胞壁松散后细胞吸水伸长8.如图所示细胞为三倍体的是（）A. B. C. D.9.如图为某核苷酸链的示意图。

生物科学发展史的经典实验1.贝克勒尔的放射性实验（1896年）：亨利·贝克勒尔发现了放射性现象，他将放射性物质放在被纸覆盖的底片上，发现放射线能穿过纸张，使底片显影。

这一发现揭示了一种新的现象，并为后来的放射生物学研究奠定了基础。

2.格里菲斯的转化实验（1928年）：弗雷德里克·格里菲斯通过一系列实验，揭示了遗传物质的存在和性质。

他研究了肺炎双球菌的转化现象，将一种致病菌的DNA转移到另一种非致病菌上，导致后者也具有了致病特性。

格里菲斯的实验结果为后来的遗传学研究奠定了基础，并对DNA的作用和结构的认识有重要贡献。

3.梅梅尔的乌鸦实验（1953年）：米尔顿·罗森伯格和赫尔曼·梅梅尔进行了一系列实验，探究了DNA是如何被复制的。

梅梅尔通过标记DNA核苷酸中含有放射性同位素，然后将其转化到细菌中，发现DNA会在复制过程中以半保留方式复制。

这个实验揭示了DNA的复制机制，对于遗传信息的传递和遗传物质的特性有重要认识。

4.梅辛格-斯汀斯的DNA双螺旋模型（1953年）：詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克使用了当时已经发表的实验结果，提出了DNA双螺旋结构模型。

他们根据克里斯汀·贝尔所做的X射线晶体学实验，以及罗莎琳德·富兰克林的X射线衍射图像，发现DNA由两个互相绕组的螺旋链组成。

这个模型的提出，对于后来的分子生物学研究和基因工程有了重要的指导作用。

5.米勒-尤里实验（1952年）：斯坦利·米勒和哈罗德·尤里进行了一系列实验，模拟了早期地球上的环境，并成功合成了非生物有机物的氨基酸。

这个实验支持了富兰克·杜尔的原始地球环境中生命的起源假说，揭示了生命起源的可能途径，并对进一步研究生命起源和演化提供了启示。

这些实验是生物科学发展史上的经典实验，它们揭示了生命的奥秘，并对后来的生物学研究产生了深远的影响。

2021年第4期教学研究........微生物学经典实验赏析与教学应用江苏省无锡市第一女子中学（214002) 王荐摘要介绍了微生物学发展史上Luria等的变量实验、Newcombe的涂布实验和Lederberg的影印 平板实验3个著名的实验以及具体的教学应用：开展科学实验、进行科学阅读和解题，从而全面提升 学生的综合能力与素养。

关键词经典实验；变量实验;涂布实验;影印平板实验文章编号 1005 -2259(2021)4 -0037 -04与物理学和化学相比，现代生物学起初的发展 是滞后的。

不过翻开生命科学史，我们仍然会发现 有一些生物学实验毫不逊色于物理学或化学的经 典实验,这些实验奠定了它们在生命科学史上的地 位，迸发出创新的火花，让我们不得不惊叹于科学 家的科研艺术之美与逻辑思维之美，成为今天值得 赏析与利用的教学资源。

微生物学发展史上就有 3个具有历史意义的著名的实验，并异曲同工地证来表述，自己收集信息，主动参与调查，获取信息和 知识的方式更丰富、更广泛和更多样化。

第二，调 动了学习积极性。

学生通过网络收集资料，并展示 自己的学习成果，从被动接受知识转变为主动探究 学习，极大调动了学习的积极性。

第三,MiniQuest 利用现代科学技术提高了学生的沟通能力和社会 性，有利于更好地适应信息化社会。

MiniQuest是 一种新型的学习方式，机遇和挑战并存，在学习活动 完成后，教师的反思可以扬长避短，提高M iniQuest 的应用效果，更好地服务于教学[6]。

总之,MiniQuest通过互联网建立一个开放的 学习环境，引导学生积极建构自己的知识，让学生 在合作过程中提升学习能力、分析能力、解决问题 的能力和创造性思维能力[7]。

MiniQuest作为一种 网络探究教学模式，为尝试在课堂中整合互联网资 源进行教学的教师提供了一个容易操作和运用的明了细菌突变产生于接触药物之前,药物仅仅起选 择作用。

教育新探基于科学史对经典实验的思考——以摩尔根果蝇杂交实验为例■党茹摘要：笔者在实际教学教研过程中，就摩尔根的果蝇杂交实验中如何理解果蝇的白眼性状遗传与X染色体遗传相似、摩尔根通过哪次测交进一步验证了假设等2个方面着手，尝试钻研再现摩尔根经典实验的科学背景，还原经典实验路径，解决实验关键环节疑惑。

关键词：果蝇杂交实验；假说演绎；科学思维人教版高中生物必修２《遗传与进化》第２章第2节“基因在染色体上”的主要内容是摩尔根通过实验巧妙地证明“基因在染色体上”。

笔者发现在实际教学过程中存在一些困惑与问题。

在梳理常见问题的基础上，通过翻阅文献资料和分析理解，对科学史进行了深入挖掘，尝试钻研再现摩尔根经典实验的科学背景，还原经典实验路径，解决实验关键环节疑惑。

一、疑惑1：如何理解果蝇的白眼性状遗传与X染色体遗传相似？1.疑惑来源：教材P29：“由于白眼的遗传和性别相联系，而且与X染色体的遗传相似，于是，摩尔根及其同事设想……”摩尔根是通过什么实验确定白眼的遗传一定与性别相联系呢？什么原因让摩尔根将果蝇眼色遗传联系上X染色体？摩尔根所认为的白眼的遗传与X染色体的遗传相似是什么意思？2.疑惑分析：实际上，查阅文献显示，很多文献都描述了摩尔根在得到了F2代果蝇之后，再让F2近交获得了白眼雌果蝇的纯系，说明白眼基因不是只与雄性相关。

为了证实白眼基因与性染色体的关系，随后他进行了针对亲本杂交实验的反交实验。

正、反交结果的不同，为基因位于性染色体上或者和性别相关提供了有利证据。

同时，摩尔根敏锐地注意到在反交实验中白眼突变性状遗传方式的特殊性：只能从母亲遗传给儿子而绝不会从父亲传给儿子，即“交叉遗传”。

正是这一关键实验现象促使摩尔根及其同事设想控制眼色的基因只位于X染色体上，果蝇的白眼性状遗传与性别有关，像这样外祖父的性状通过女儿而在外孙女身上表现，或者女儿像父亲，儿子像母亲，这种遗传方式，叫做伴性遗传。

二、疑惑2：摩尔根通过哪次测交进一步验证了假设？1.疑惑来源：教材P29中提道：“后来他们又通过测交等方法，进一步验证了这些解释。