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”稱為 cell 細(xì)胞。3、 列文虎克 ：荷蘭人，他用自制的顯微

2、鏡進(jìn)行觀察， 對(duì)紅細(xì)胞和動(dòng)物精子進(jìn)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 （1810 1882）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J.W.von 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

3、狀小泡發(fā)展成的纖毛蟲是構(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H.J. 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J.E.浦肯野及其學(xué)生G.G.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

4、。1838 年德國(guó)植物學(xué)家M.J. 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T

5、.A.H. 施萬(wàn)于 1837 年 10 月，獲悉 M.J. 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 , 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M.J. 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

6、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)胞有兩類現(xiàn)象，一類是塑造現(xiàn)象，與細(xì)胞由分子組成有關(guān)；另一類是代謝現(xiàn)象，與細(xì)胞本身組成成分或周圍的細(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. 迪雅爾丹將根足蟲的內(nèi)含物稱為肉漿，1839 年浦肯野把動(dòng)物胚胎細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)， 稱為原生質(zhì)。 1844 年 C.W.von 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，

7、同年H.von 莫爾稱它為原囊 ,1846 年又稱它為原生質(zhì)。1850年F.J.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C.W.von內(nèi)格利和H.von莫爾提出植物細(xì)胞通過(guò)分裂形成，但并不排除細(xì)胞游離形成。 1852 年， 德國(guó)動(dòng)物學(xué)家R. 雷馬克與德國(guó)病理學(xué)家R.C. 菲爾肖分別明確指出動(dòng)物細(xì)胞分裂的普遍性，并由 R.C.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

8、E.A. 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E.van 貝內(nèi)登于 1883 年發(fā)現(xiàn)馬蛔蟲性細(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、植物和昆蟲細(xì)胞減數(shù)分裂的一致性。但是H.亨金的研究成果在當(dāng)日并未得到承認(rèn)。1905年英國(guó)植物學(xué)家J.B.法默和生物學(xué)家J.E.S. 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

9、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“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

10、嵌模型，強(qiáng)調(diào)膜的流動(dòng)性和膜蛋白分布的不 對(duì)稱性，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 由類脂（磷脂、月1固醇）、蛋白質(zhì)、糖類（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

11、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

12、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)在蛋白周圍結(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

13、者占整個(gè)膜蛋白的7 0%8 0%,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K e n d r e w于19 5 7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)2 0 0 0。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，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

14、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)胞與周圍環(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)興奮的產(chǎn)生和傳遞作用；葉綠體內(nèi)的類囊體薄膜與光合細(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

15、氧化還原過(guò)程中釋放出的能量用于合成三磷酸腺苷；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1 9 6 5年，英國(guó)學(xué)者B a n g h am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，雙分子層厚度約為4納米。后來(lái)，將這種小囊泡稱為脂質(zhì)體。脂質(zhì)體具有分子小、擴(kuò)散速度快、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

16、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. 5 1. 5 V 左右 , 即 : 假定細(xì)胞膜的厚度為 5 nm, 當(dāng)采用 Ls）ms 級(jí)的電脈沖時(shí), 電場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)該在 1 3 kV/ 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

17、（ 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

18、細(xì)胞膜的機(jī)械特性、電特性和分子運(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、錳硫化物等黑色物質(zhì)1

19、。近年來(lái)，微生物被廣泛用于黑臭河道的治理， 通過(guò)選育和培養(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)

20、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。3、 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、醚、酚、睛、酸、芳烴及雜環(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

21、, 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。4、 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

22、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)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、肌酐、胍類、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

23、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脲酶的結(jié)晶，并用多種方法證明脲酶是蛋白質(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、 1648 一 1653 年，比利時(shí)醫(yī)生海爾蒙特 做了盆栽

24、柳樹稱重實(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 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

25、。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重， 然后在土里種下5磅重的柳樹種子， 收集雨水灌溉；五年后柳樹長(zhǎng)成169 磅 3 盎司重，土壤再烘干稱重，只少了 2 盎司。這證明樹木的重量增加來(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

26、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，

27、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)。 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，

28、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

29、體所有受光部位的周圍。 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)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

30、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

31、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、 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，

32、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1.1928 年， 格里菲思 用肺炎雙球菌在小鼠身上進(jìn)行體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)， 提出細(xì)菌中有轉(zhuǎn)化因子。2.1944 年，

33、 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)。3.1952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)： 腺膘吟與胸腺嘧啶的數(shù)量相等，鳥膘呤與

34、胞嘧啶的數(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)。5.1962年，沃森、克里克發(fā)表了一篇論文，闡明了 DNA勺半保留復(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

35、，生物進(jìn)化論的主要奠基人。1859年，他出版了科學(xué)巨著 物種起源 ，書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： 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

36、，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)現(xiàn)的 。3、目前普遍認(rèn)為：神經(jīng)體液免疫調(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)，當(dāng)其被吸收入血液后，隨著血流被運(yùn)送到胰腺，引