1、生物 必修1 分子與細(xì)胞,第一章 第二節(jié) 生物科學(xué)的學(xué)習(xí)過程,在木桶里裝上小麥，再蓋上一件臟襯衫。這樣臟襯衫的氣味與小麥的氣味混合，小麥開始變質(zhì)。三周后，小麥變成老鼠從木桶中跳了出來。,這是1652年荷蘭科學(xué)家黑爾蒙特發(fā)表的一篇實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 這種近乎荒謬的無稽之談出現(xiàn)在一篇實(shí)驗(yàn)報(bào)告里是有著深刻的歷史原因的。 首先，當(dāng)時(shí)人們對(duì)科學(xué)近乎無知，其次，是受到古希臘大科學(xué)家亞里士多德的“生物自然發(fā)生學(xué)說”的影響。,自然發(fā)生學(xué)說,概念：有機(jī)體可從無生命物質(zhì)自發(fā)產(chǎn)生。 如果把小麥、谷物連同臟東西放在陰暗的空洞中，就自然會(huì)產(chǎn)生老鼠。同樣，如果放一塊肉，時(shí)間長了就自然會(huì)在肉上產(chǎn)生蒼蠅的幼蟲蛆，即所謂腐肉生蛆。 一

2、直到17世紀(jì)，絕大多數(shù)人都對(duì)這一理論深信不疑，就連偉大的科學(xué)家牛頓也不例外，他甚至認(rèn)為植物是由彗星尾巴變?nèi)鹾笮纬傻摹?為了證明事實(shí)并非如此，勇敢的科學(xué)家們開始了艱難的探索。今天我們一起來了解科學(xué)家挑戰(zhàn)“自然發(fā)生說”的實(shí)驗(yàn)。并從中了解生物學(xué)科的學(xué)習(xí)方法。,自然發(fā)生論的動(dòng)搖,第一個(gè)對(duì)“自然發(fā)生論”提出懷疑的是雷迪（Francesco Redi,1626年1697年）。 雷迪是一位宮廷內(nèi)科醫(yī)生，是意大利佛羅倫薩實(shí)驗(yàn)科學(xué)院的成員。,雷迪,觀點(diǎn) :相信地球上的所有生物都來源于生殖。 提出問題 :腐肉上的蛆是從哪里來的？ 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) : 蒼蠅與肉接觸肉上出現(xiàn)了蛆 蒼蠅與肉未接觸肉上不會(huì)出現(xiàn)蛆,雷迪的實(shí)驗(yàn),兩

3、個(gè)完全相同的肉塊放在兩個(gè)完全相同的罐子中,不封口,用布封口,實(shí)驗(yàn)變量：蒼蠅是否與肉接觸,開口的罐子中肉變質(zhì)并有蛆，封口的罐子中的肉上沒有蛆,雷迪的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,蛆是由親代蒼蠅在腐肉上產(chǎn)的卵發(fā)育而來的；無論是蒼蠅還是蛆都不會(huì)從腐肉中自然發(fā)生。,雷迪實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià),雷迪成功地解釋了蛆是蒼蠅在肉上產(chǎn)的卵孵化而成的 ，但是，由于列文虎克發(fā)現(xiàn)了到處都有小的動(dòng)物，如細(xì)菌等，人們覺得小的動(dòng)物是可以自然發(fā)生的。主張生物進(jìn)化的先驅(qū)拉馬克也認(rèn)為小的滴蟲（如鞭毛蟲、纖毛蟲條）等可以自然發(fā)生，其他生物則是從這些自然發(fā)生的小生物進(jìn)化發(fā)展而來的。因此雷迪沒有否認(rèn)自然發(fā)生說，只是說自然發(fā)生說還未證實(shí)。,雷迪的實(shí)驗(yàn)第一次動(dòng)搖了生物是

4、自然產(chǎn)生的說法。1675年，列文虎克發(fā)現(xiàn)了人們過去從不知道的微生物的存在。于是一些“自然發(fā)生論”觀點(diǎn)的支持者又據(jù)此提出，動(dòng)植物雖然不可以自然產(chǎn)生，但是微生物是可以的。英國學(xué)者尼達(dá)姆就是一個(gè)。,觀點(diǎn):支持“微生物自然發(fā)生說” 提出問題 :結(jié)構(gòu)復(fù)雜的生物由親代產(chǎn)生，微生物能否自然發(fā)生？ 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) : 煮沸羊肉湯殺死微生物，用軟木塞塞緊瓶口，幾天后肉湯中滋生了大量微生物。 改用植物種子和杏仁煮湯，結(jié)果相同。,尼達(dá)姆,尼達(dá)姆的實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)肉湯中滋生了大量微生物,煮沸的羊肉湯軟木塞塞緊瓶口幾天,用顯微鏡觀察,尼達(dá)姆的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,尼達(dá)姆的實(shí)驗(yàn)使許多科學(xué)家相信，微生物的確能自然發(fā)生。實(shí)驗(yàn)缺陷：無法排除肉湯本來存

5、在微生物的可能；瓶子未完全密封，微生物可能進(jìn)入。,“尼斯”之戰(zhàn),究竟微生物能不能自然產(chǎn)生呢？許多科學(xué)家開展了實(shí)驗(yàn)，其中最著名的是意大利生理學(xué)家斯巴蘭扎尼。 他從小就喜歡小動(dòng)物，經(jīng)常和螞蚱、甲蟲等做伴。他支持雷迪的觀點(diǎn)，認(rèn)為生命不可能自發(fā)產(chǎn)生，包括微生物在內(nèi)，一定都有母體，就像每個(gè)人都有母親一樣。 看到尼達(dá)姆的言論后，斯巴蘭扎尼堅(jiān)決不相信“小動(dòng)物會(huì)從羊肉汁里生了出來”。他想，可能是尼達(dá)姆在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，沒有把瓶蓋蓋上，或者是加熱的時(shí)間還不夠。,觀點(diǎn) :反對(duì)“自然發(fā)生說” 提出問題 :對(duì)肉湯徹底密封和殺菌，還會(huì)自然產(chǎn) 生生物嗎？ 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) :盛肉湯燒瓶 實(shí)驗(yàn)后一段時(shí)間 A（塞上軟木塞，煮沸2min）

6、污染 B（塞上軟木塞，煮沸1h） 污染 C（熔化玻璃封口，煮沸2min） 污染 D（熔化玻璃封口，煮沸1 h） 未污染,斯巴蘭扎尼,斯巴蘭扎尼的實(shí)驗(yàn),塞上軟木塞，煮沸2min,實(shí)驗(yàn)開始,實(shí)驗(yàn)后一段時(shí)間,塞上軟木塞，煮沸1h,A,B,污染,污染,實(shí)驗(yàn)開始,實(shí)驗(yàn)后一段時(shí)間,密封，煮沸2min,密封，煮沸1h,污染,未污染,C,D,斯巴蘭扎尼的實(shí)驗(yàn),尼達(dá)姆終于無話可說了，在這場(chǎng)用實(shí)驗(yàn)說話的“尼斯”之戰(zhàn)中，斯巴蘭扎尼打了一個(gè)漂亮的勝仗。不過，真正徹底推翻“自然發(fā)生論”的是著名的法國微生物學(xué)家巴斯德。,“尼斯”之戰(zhàn),巴斯德是“自然發(fā)生論”的堅(jiān)決反對(duì)者，他非常贊同斯巴蘭扎尼的論斷，并設(shè)計(jì)了更為嚴(yán)密的實(shí)驗(yàn)。

7、,巴斯德,觀點(diǎn)：不同意“自然發(fā)生說” 提出問題:讓肉湯接觸無污染的空氣，微生物能自然發(fā)生嗎？ 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)： 盛酵母菌溶液的瓶子（消毒后拉成曲頸瓶，未密封）保持無菌。 再將上述盛酵母菌溶液的瓶子的曲頸弄斷，放置一段時(shí)間，瓶中長滿微生物。,巴斯德,巴斯德的曲頸瓶實(shí)驗(yàn),曲頸瓶實(shí)驗(yàn),巴斯德解釋說，第一個(gè)瓶頂端開口，懸浮在空氣中的塵埃和微生物可落入瓶頸直達(dá)液體，微生物在肉湯里得到充足的營養(yǎng)而生長繁殖，于是引起了肉湯的變質(zhì)。而在曲頸瓶中，把瓶中的肉湯煮沸時(shí)，不僅瓶中的微生物被殺死了，水蒸氣把瓶頸中的微生物也殺死了。等湯放涼時(shí)，新鮮的空氣可以通過瓶頸自由進(jìn)到瓶中，而帶菌的灰塵由于比空氣重，在長頸向下彎曲處就被

8、攔截，因此不會(huì)落入肉湯中生長繁殖引起變質(zhì)。,什么讓曲頸瓶里的肉湯可存四年之久？,通過大量富有成效的實(shí)驗(yàn)和一次又一次言辭犀利的論戰(zhàn)，最終，巴斯德成功地推翻了“生物能從無生命的物質(zhì)中自然產(chǎn)生出來”的理論?！白匀话l(fā)生論”這一影響了全世界上千年的思想就此被畫上休止符。,生物科學(xué)的研究方法：,觀察描述法 比較法 實(shí)驗(yàn)法,像科學(xué)家一樣實(shí)驗(yàn)：科學(xué)實(shí)驗(yàn),（一）觀察 你會(huì)觀察嗎？,（二）測(cè)量,標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量單位：,（三）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),假設(shè)和預(yù)測(cè)分別是對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的大膽解釋、 和推理，可能是錯(cuò)的，那么我們?nèi)绾蝸頇z驗(yàn) 假設(shè)和預(yù)測(cè)是否正確呢？,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循的原則： 單一變量 對(duì)照 科學(xué)性 可重復(fù)性 可操作性,（四）收集數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù),1.把分類、觀察或測(cè)量得到的內(nèi)容如實(shí)地記錄下來的過程稱為數(shù)據(jù)收集。 2.運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí) 整理、分析、歸 納各種數(shù)據(jù)。,（五）安全實(shí)驗(yàn),科學(xué)的實(shí)驗(yàn)需要確保實(shí)驗(yàn)安全。 居里夫人發(fā)現(xiàn)了鐳元素， 但她最終也是死于鐳元 素的輻射。 Marie Curie 瑪麗居里 1867.11.7 1934.7.4,對(duì)肉湯加熱的時(shí)間是否足夠長？微生物可能通過軟木塞進(jìn)入瓶內(nèi)?,將盛有肉湯的燒瓶密封在沸水中煮足夠長的時(shí)間,則肉湯不會(huì)被污染,ABCD四組對(duì)照實(shí)驗(yàn),只有密封且在沸水中煮1h的肉