细菌的发现史

氧气的发现史

氧气的发现, 在化学史上有着十分重要的意义。这不仅因为氧是地球上含量最多、分布最广的元素,也是自然界和人类生存不可缺少的元素。氧气的发现使化学理论发生革命性的改变, 宣告了统治化学达百年之久的燃素说的破产。五十万年前,原始人就掌握了火。但是火的实质是什么? 长期以来, 无论古希腊的四元素说,还是中国古代的五行说以及中世纪的炼丹或炼金理论,都没有对这个问题做出科学的解答。

尽管人类从诞生到现在一直呼吸空气中的氧气,但是直到18世纪才认识到氧气的存在。在目前发现的所有元素中,氧是最重要的元素,它的发现曾经引发了一场革命——化学革命;同时,氧也是最能引起争议的元素,关于它的发现同样引发了许多争论。谁发现了氧气?谁第一个发现了氧气?发现氧气是一个事件还是一个过程?

1774年,法国化学家拉瓦锡在实验中发现:密闭容器中锡和铅经加热后表面形成了一层金属灰,加热后容器内物体的总质量没有发生改变,但是锡和铅的质量增加了,而空气减少了。他意识到这一现象的本质是金属与空气中某些成分发生了化合反应。此后,拉瓦锡得知并重复了普里斯特利的实验,进而发现与金属化合的空气成分就是氧气。1777年,拉瓦锡正式提出了氧化学说:燃烧的本质是物体与氧的化合。

那么,空气中那种能与金属结合的成分又是什么呢?拉瓦锡认真地思索着。这时,有个瑞典化学家舍勒在加热某些硝酸盐、碳酸盐、氧化物的实验中,获取到一种他称之为“火气” 的气体。他发现,许多物质在这种气体中燃烧后,这气体便消失了。其实这种气体就是氧气。可惜舍勒是燃素说的信徒,他错误地认为燃烧是火气与燃烧物中的燃素结合的过程,火和热是火气与燃素化合的产物。从而使这个很好的实验成果在他手中没有引出正确的结论。

与此同时,在英国有个化学普利斯特里家也正在研究这种气体。1771年他曾把硝石加热,产生的气体在水中捕集。他发现蜡烛的火焰在这气体中比在空气中燃烧更加炽热和明亮。当时这并没有引起他的注意,他以为是这种气体中混进了硝石的微粒。1774年8月 ,他将汞灰(氧化汞)放在一个充满水银的细长玻璃瓶中,这玻璃瓶又倒置在水银槽中。然后用上述凸透镜迎着太阳加热汞灰。他在原玻璃瓶中慢慢地收集到一种气体。这种气体用燃烛一试,它的火焰显得格外明亮。这时他才意识到这种气体可能是一种新气体。

氯元素的发现史

瑞典化学家舍勒于1774年用浓盐酸与二氧化锰反应制得了氯气。但它究竟是游离态的单质气体还是化合态的气体，仍然不清楚。后来法国化学权威贝托雷继续研究氯气。他首先将氯气通入一个冷的空玻璃瓶里，让氯气里的含酸蒸气受冷凝结，再将除去酸蒸气的氯气依次通入三个盛满水的瓶子使氯气溶于水。他发现溶有氯气的水溶液，在有光照的地方可以分解成盐酸和氧气。我们现在知道，氯和水反应生成的次氯酸在光照下分解

Cl2 + H2O = HCl + HClO

2HClO = 2HCl + O2

贝托雷以此判断出氯气是盐酸和氧结合成的：

氯 ＝ 盐酸 ＋ 氧基

氯气是盐酸和氧结合得很松散的化合物，因此露置在阳光下就分解了。其实在当时人们已经用过许多强烈的药剂或其它手段来处理氯气，都未能使它分解为盐酸和氧。贝托雷的判断显然跟其它一些研究是矛盾的。他得出这个错误判断的表面原因，似乎在于他忽视了水和氯气的反应。但更深层的原因，是他深受拉瓦锡“所有的酸中都含有氧基”结论的影响。 拉瓦锡在提出燃烧的氧化理论的同时，提出了“氧是成酸元素”的论点，认为一切酸中均含有氧。按照这一理论，盐酸应是一种氧化物的水化物，如硫酸、磷酸一般（我们姑且把它写成 HClOm ）。而氯气是盐酸经二氧化锰氧化得来的，应该含有更多的氧（即应该写成 HClOm+n ），当时将氯气称作“氧化盐酸”。结果氯气不仅不是一种单质，反而比盐酸具有更复杂的结构、更大的分子量。贝托雷的实验很和“逻辑”地证明了拉瓦锡的论点。1809年法国化学家盖．吕萨克和泰纳，用分解法研究盐酸的组成。当时金属钾已被戴维用电解法制得，并证明钾是一种元素。于是他们就用金属钾和铁等与盐酸气（HCl）反应，看它是不是能够放出氯气。实验得出结果后，他们说：“我们考察金属钾对于盐酸气的反应。在寻常温度时，这个反应很慢；但钾熔融时立刻在盐酸气中发光燃烧，结果得到氯化钾和氢。在这个实验中收集的氢气之量，恰与钾和水接触时发生的相等。我们在暗红热时，用盐酸气通过擦净的铁屑，许多氢气放出，而不觉有盐酸混合在内，同时得到氯化铁；残渣铁屑并没有氧化。当中等温度时，用盐酸气通过既熔而又研成细粉的一氧化铅，又收集到氢，不过已与氧化合变成水的状态了。”

第一节 细菌和真菌的分布

学习导引

重点和难点

本节学习的重点是了解细菌和真菌的分布特点，认识细菌和真菌的菌落，学习检测不同环境中的细菌和真菌的方法；难点是检测不同环境中的细菌和真菌。

关于培养基

培养基是人工配制的一种适于微生物生长和繁殖的、含营养物质的基质。我们可以用培养基培养一些微小的、用肉眼很难看到的生物，当这些生物在培养基上生长发育、繁殖到一定程度──形成菌落时，我们就能知道它的存在，用来研究它的特点了。

怎样制作培养基

不同的细菌和真菌所需要的营养物质是不同的，但一般都有碳源、氮源、维生素、无机盐和水分。在学校实验室配制培养基，可按照教师准备的配方和要求进行。在家里配制培养基：用肉汁+适量琼脂和清水→加热至融化→冷却后分装到适当的容器内→高压锅加热30分后冷却即可。本节的探究活动所使用的培养基，由老师课前配好，课上发给大家。

接种与细菌和真菌的培养

培养不同环境中的细菌和真菌时，要在所选择的环境中进行接种。所谓接种，就是在所选择的环境中采集细菌和真菌，并将其放到培养基中的过程（具体的采集过程参看教科书）。培养细菌和真菌时，如果有条件可以将接种好的培养基和它的对照组，放入28 ℃恒温培养箱培养12小时以上，即可观察。如果在家里培养，可以将接种好的培养基和它的对照组，放置到温暖的地方进行培养，并随时进行观察和记录。

知识闯关

1.请看右图，分析有关地球上细菌和真菌分布的说法，其中正确的是：

A.细菌和真菌只存在于海平面以上10千米；

B.细菌和真菌只存在于海平面以下10千米；

C.水圈的大部分范围内都有细菌和真菌的存在； D.地球的全部范围内都有细菌和真菌的存在。

答〔 〕

2.请判断下列关于菌落的叙述中，不正确的是：

A.用肉眼能看见的一大堆细菌或真菌就叫菌落；

B.菌落是由一个细菌或真菌繁殖后形成的；

C.只要有合适条件，无需人工培养在自然条件下也可以形成菌落；

细菌的发现史

细菌的发现可追溯到17世纪末。以下是细菌发现史的一些重要事件：

1. 1676年，荷兰科学家Antonie van Leeuwenhoek使用自制的显微镜观察了牙齿垢、泥浆和其他样品，并发现了微生物。他首次描述了许多微小的生物体，例如他所称之为“动物脚虫”的微生物。

2. 1828年，德国科学家Christian Gottfried Ehrenberg使用更先进的显微镜技术观察了水样和泥土中的微生物，并描述了许多不同种类的微生物。

3. 1854年，法国科学家Louis Pasteur进行了一系列实验证明了发酵过程由微生物引起。他还发现了一种能够杀死细菌的方法，称为“杀菌”。

4. 1876年，德国军医罗伯特·科赫（Robert Koch）发现了第一种致病细菌——炭疽杆菌，从而开创了病原微生物研究领域。他还发展了用染色剂染色的方法，使细菌在显微镜下更易观察。

5. 1884年，科赫和匈牙利科学家József Fodor首次使用固体培养基培养了细菌，这为细菌的纯化和研究奠定了基础。

6. 1892年，德国科学家Richard Julius Petri发明了培养皿，这种装有培养基的浅平板使得细菌培养更加方便。

细菌的发现史是一个逐步发展的过程，通过科学家们的努力和技术的不断改进，我们才逐渐了解到了细菌的存在和特征。这些发现为人类深入研究微生物和探索微生物学的重要科学领域奠定了基础。