Biología de secundaria
Curso obligatorio 1
1. En el proceso de establecimiento de la teoría celular participaron varios científicos importantes
1: Británico, descubridor y denominador de las células. Usó un microscopio para observar el tejido de corcho de las plantas y descubrió que estaba compuesto por muchas células regulares, y las llamó células "células".
2. Leeuwenhoek: Holandés, utilizó un microscopio casero para observar y describir con precisión los glóbulos rojos y el esperma animal, pero no utilizó "células" para describir sus hallazgos.
3. En la década de 1830, el botánico alemán Schleiden y el zoólogo Schwann propusieron la teoría celular, señalando que las células son la unidad básica de estructura de todos los animales y plantas.
4. Virchow: Alemán. Basándose en resultados de investigaciones anteriores, concluyó que "las células producen nuevas células mediante la división".
2. Científicos involucrados en el modelo de mosaico de flujo de biopelículas
5: En 1895, utilizó más de 500 productos químicos para realizar decenas de miles de pruebas sobre la permeabilidad de las células vegetales. Los experimentos han demostrado que la permeabilidad de las membranas celulares a diferentes sustancias es diferente: cualquier sustancia que sea soluble en lípidos ingresa más fácilmente a la célula a través de la membrana celular que las sustancias que son insolubles en lípidos. Entonces propuso la hipótesis de que las membranas están compuestas de lípidos.
6. Robertson: En 1959, vio la clara estructura de tres capas oscura-clara-oscura de la membrana celular bajo un microscopio electrónico. Combinado con el trabajo de otros científicos, propuso la "membrana unitaria". "modelo de estructura de membrana biológica. .
7. Sanger y Nickerson: propusieron el "modelo de mosaico de flujo" basado en el modelo de "membrana unitaria". Énfasis en la fluidez de la membrana y la asimetría en la distribución de proteínas de la membrana. Aceptado por la mayoría de la gente
3. Científicos relacionados con el descubrimiento de las enzimas
8 Spallanzani: italiano, fisiólogo. En 1783, confirmó experimentalmente que el jugo gástrico tiene un efecto de digestión química.
9. Pasteur: microbiólogo y químico francés. Propuso que la fermentación en la elaboración del vino se debe a la presencia de levaduras, sin la participación de células vivas, es imposible que el azúcar se convierta en alcohol.
9. Liebig: alemán, químico. Se cree que ciertas sustancias en las células de levadura que se cree que causan la fermentación se activan solo después de que las células de levadura mueren y se lisan.
10. Büchner: alemán, químico. Obtuvo un extracto que contenía enzimas de células de levadura y utilizó este extracto para realizar con éxito la fermentación alcohólica.
11. Sumner: estadounidense, químico. En 1926, extrajo cristales de ureasa de semillas de frijol espada y utilizó varios métodos para demostrar que la ureasa era una proteína. Ganó el Premio Nobel de Química en 1946.
12. En la década de 1980, los científicos estadounidenses Cech y Altman descubrieron que un pequeño número de ARN también tienen efectos biocatalíticos.
4. Científicos implicados en el descubrimiento de la fotosíntesis
13. En 1771, el científico británico Priestley descubrió mediante experimentos que las plantas pueden renovar el aire.
14. En 1779, el científico holandés Ingehouse realizó el experimento de Priestley y descubrió que sólo podía tener éxito si se exponía a la luz solar; sólo las hojas verdes de las plantas podían renovar el aire sucio.
15. En 1785 se descubrió la composición del aire y quedó claro que el gas que liberaban las hojas verdes bajo la luz era oxígeno y el gas absorbido era dióxido de carbono.
16. En 1845, el científico alemán Meyer señaló que cuando las plantas realizan la fotosíntesis, convierten la energía luminosa en energía química y la almacenan.
17. En 1864, el científico alemán Sachs demostró experimentalmente que la fotosíntesis produce almidón.
18. En 1880, el científico estadounidense Engelmann demostró experimentalmente que los cloroplastos liberan oxígeno y son el lugar donde las plantas realizan la fotosíntesis.
En los años 19 y 1930, los científicos estadounidenses Rubin y Kamen utilizaron el marcaje de isótopos para demostrar que todo el oxígeno liberado durante la fotosíntesis proviene del agua.
20. Calvin: estadounidense, bioquímico, fisiólogo vegetal. En la década de 1940, él y sus colaboradores comenzaron a utilizar el marcado con radioisótopos para estudiar la fotosíntesis. Después de unos nueve años de investigación, finalmente descubrieron la forma en que el carbono del CO2 se convierte en carbono en la materia orgánica durante la fotosíntesis. ciclo.
Curso Obligatorio 2
1. Genéticos
21. Mendel: Austriaco, el fundador de la genética.
Realizó experimentos de hibridación de guisantes durante ocho años y, al analizar los resultados experimentales, descubrió las leyes de la herencia biológica. En 1866 publicó el artículo "Experimentos sobre hibridación de plantas", proponiendo las leyes de separación, la ley de combinación libre y la teoría de los factores genéticos en genética. En el experimento de hibridación de guisantes se utilizó el método deductivo de hipótesis.
22. Johnson: danés, botánico. En 1909, los "factores genéticos" de Mendel pasaron a llamarse "genes" y se propusieron los conceptos de fenotipo y genotipo.
23. Weismann: alemán, zoólogo. Predijo la existencia de meiosis durante la maduración de los espermatozoides y los óvulos, lo que luego fue confirmado mediante observaciones microscópicas de otros científicos. .
24. Sutton: estadounidense, citólogo. En 1903, descubrió en sus investigaciones que la separación de factores genéticos postulada por Mendel era muy similar a la separación de cromosomas homólogos durante la meiosis, y propuso así la hipótesis de Sutton de que los genes están situados en los cromosomas. (Razonamiento analógico)
25. Morgan: estadounidense, genetista, embriólogo. Hizo muchos experimentos con moscas de la fruta y descubrió la ley del intercambio de genes, que se llama la tercera ley de la genética. También demostró que los genes están dispuestos linealmente en los cromosomas, sentando las bases citológicas de la genética moderna.
26. Dalton, el famoso químico y físico británico del siglo XVIII, fue el primero en descubrir el daltonismo y el primer paciente con daltonismo en ser descubierto.
2. El ADN es el principal material genético
27. En 1928, el científico británico Griffiths planteó la hipótesis a través de experimentos de que las bacterias de tipo S muertas contenían algún tipo de "factor de transformación" que convierte R. -tipo bacterias en bacterias tipo S. (Experimento de transformación in vivo)
28. En 1944, el científico estadounidense Avery y sus colegas demostraron experimentalmente que el "factor de transformación" mencionado anteriormente era el ADN, lo que significa que el ADN es el material genético. (Experimento de transformación in vitro)
29. En 1952, Hershey y Chase demostraron mediante experimentos con bacterias infectantes de fagos que en los fagos, el material que tiene continuidad entre padres y descendencia es el ADN y no la proteína. (Experimento de etiquetado de isótopos 32P35S) 3. Estructura y replicación de las moléculas de ADN
30. En 1953, el científico estadounidense Watson y el científico británico Crick propusieron el modelo de estructura de doble hélice de las moléculas de ADN. En 1957, Crick propuso el dogma central y propuso la hipótesis de la replicación semiconservadora del ADN. (Método de etiquetado de isótopos, centrifugación en gradiente de densidad)
31. Nirenberg y Matthew descifraron con éxito el primer código genético.
4. Evolución:
32. Lamarck: francés, naturalista y pionero de la teoría de la evolución biológica. Primero propuso la teoría de la evolución biológica, creyendo que los seres vivos están en constante evolución y que las causas de la evolución biológica son el uso, el desuso y la herencia adquirida.
33. Darwin: naturalista británico y principal fundador de la teoría de la evolución biológica. En 1859 publicó la obra maestra científica "El origen de las especies", que demostró plenamente la evolución de los organismos y propuso claramente la teoría de la selección natural para explicar el mecanismo de la evolución. La influencia de la teoría de la evolución que fundó va mucho más allá del alcance de la biología. Asestó un golpe fatal al creacionismo y la inmutabilidad de las especies y proporcionó un arma poderosa para la cosmovisión materialista dialéctica.
Tercer Curso Obligatorio
1. Ambiente Interno y Estado Estacionario
34. Bernard: francés, en 1857 propuso el concepto de "ambiente interno". Y se especula que la estabilidad del medio interno depende principalmente de la regulación del sistema nervioso.
35. Cannon: estadounidense, fisiólogo. En 1926, propuso el concepto de "homeostasis" y propuso una explicación clásica del mecanismo de mantenimiento de la homeostasis: la homeostasis se logra a través de los diversos órganos del cuerpo, se logra mediante la división sistemática del trabajo, la cooperación y la coordinación.
36. Generalmente se cree que la red reguladora neural-humoral-inmune es el principal mecanismo regulador para que el cuerpo mantenga la homeostasis
2.
37. Vottemer: francés, fisiólogo. Descubrió a través de experimentos que cortar los nervios que conducen a la parte superior del intestino delgado de los perros, dejando solo los vasos sanguíneos e inyectar ácido clorhídrico diluido en el intestino delgado aún puede promover la secreción de jugo pancreático. Sin embargo, llegó a la conclusión de que esto se debía a que los diminutos nervios del intestino delgado eran difíciles de extirpar.
38. Stalin: fisiólogo británico.
En 1902, él y Bellis descubrieron la secretina, una sustancia extraída de la mucosa intestinal que favorece la secreción de jugo pancreático. En 1905 propusieron el nombre de "hormona" y propusieron que las hormonas funcionan como mensajeros químicos en la sangre.
39. Pavlov: ruso, fisiólogo, fundador de la fisiología digestiva moderna. Comenzó a estudiar fisiología digestiva en 1891. Basado en el "pequeño estómago de Heidenhein", creó el "pequeño estómago pavloviano" que retenía la inervación y creó una serie de métodos experimentales crónicos para estudiar la fisiología digestiva, lo que reveló algunas leyes básicas de la digestión. actividades del sistema. Por ello ganó el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1904. A principios del siglo XX, su investigación se centró en las actividades neuronales avanzadas y estableció la teoría del reflejo condicionado.
3. El proceso de descubrimiento de la auxina
40. En 1880, Darwin especuló mediante experimentos que la punta del coleoptilo podría producir una determinada sustancia que reaccionaría con la luz unilateral. , habrá algún impacto en la parte debajo del coleoptilo.
41. Janssen: danés, fisiólogo vegetal. En 1910 demostró experimentalmente que la estimulación generada por la parte superior del coleoptilo se puede transmitir a la parte inferior a través de la placa de agar.
42. Bayer: húngaro, fisiólogo vegetal. En 1914, demostró experimentalmente que el crecimiento curvo del coleoptilo era causado por la distribución desigual de la estimulación generada por la punta.
43. Winter: holandés-estadounidense, fisiólogo vegetal. En 1928, utilizó experimentos para demostrar que el estímulo que hacía que el coleoptilo se doblara era una sustancia química. Pensó que podría ser una sustancia similar a las hormonas animales y la llamó auxina.
44. En 1934, el científico holandés Guo Ge y otros extrajeron ácido indolacético, auxina, de plantas.
4. Poblaciones y Ecosistemas
45. Gauss: Ecologista. A través de experimentos, descubrió la curva en forma de S de crecimiento de la población de paramecio.
46. Lindemann: estadounidense, ecologista. Mediante un análisis cuantitativo del flujo de energía de un lago natural con una estructura relativamente simple, el lago Sedaberg, descubrió que el flujo de energía del ecosistema tiene dos características: flujo unidireccional y disminución gradual. La eficiencia de transferencia entre etapas es de aproximadamente 10. % al 20%.
Optativa
47. Ingeniería de células animales En 1976, el científico argentino Milstein y el científico alemán Kohler prepararon anticuerpos monoclonales mediante fusión celular.
48. Stewart cultivó plantas de zanahoria a partir de células del floema de la zanahoria, demostrando que las células vegetales altamente diferenciadas son totipotentes.
49. Vermut et al. cultivaron células somáticas de oveja en individuos maduros en condiciones in vitro, demostrando que los núcleos de células somáticas de mamíferos son totipotentes.
P.D.
Métodos de investigación de ciencias biológicas en la escuela secundaria
Métodos para aislar varios orgánulos: para estudiar la composición y funciones de varios orgánulos en las células, estos orgánulos necesitan estar separados. El método comúnmente utilizado es la centrifugación diferencial: después de destruir la membrana celular, se forma un homogeneizado compuesto de varios orgánulos y otras sustancias de la célula. El homogeneizado se coloca en un tubo de centrífuga y se centrifuga a diferentes velocidades con una centrífuga de alta velocidad. Se pueden separar varios orgánulos utilizando diferentes fuerzas centrífugas generadas por diferentes velocidades de centrifugación.
Método del modelo: Un modelo es una descripción general simplificada de un objeto cognitivo que las personas hacen para un propósito específico. Esta descripción puede ser cualitativa o cuantitativa, algunos utilizan la ayuda de objetos concretos u otros medios visuales. algunos se expresan a través de formas abstractas. Hay muchas formas de modelos, incluidos modelos físicos, modelos conceptuales, modelos matemáticos, etc. Un modelo que expresa intuitivamente las características de un objeto cognitivo en forma de objetos físicos o imágenes es un modelo físico. El famoso modelo de estructura de doble hélice del ADN producido por Watson y Crick es un modelo físico que refleja de manera vívida y general las características únicas de todas las estructuras moleculares del ADN.
Proponer una hipótesis: La elucidación preliminar de la composición y estructura de la membrana se basa inicialmente en fenómenos experimentales y conocimientos relevantes, en lugar de confirmarlo directamente mediante la observación experimental. La hipótesis debe basarse en experimentos y observaciones, así como en razonamientos rigurosos y similitudes audaces. Las hipótesis deben verificarse y perfeccionarse mediante la observación y la experimentación.
Variables controladas: Los factores que pueden cambiar durante el experimento se denominan variables.
Las variables que se cambian artificialmente se denominan variables independientes. En el experimento anterior, la solución de cloruro férrico y el líquido de molienda del hígado son variables independientes. Las variables que cambian con los cambios de las variables independientes se denominan variables dependientes. , la tasa de descomposición del peróxido de hidrógeno es la variable dependiente. Además de las variables independientes, puede haber algunos factores variables durante el experimento que afecten los resultados experimentales. Estas variables se denominan variables irrelevantes.
Un experimento en el que todos los factores excepto uno permanecen sin cambios se llama experimento controlado. En el experimento solo se cambian las condiciones de reacción. Los experimentos controlados generalmente establecen un grupo de control y un grupo experimental. En un experimento controlado, a excepción de las variables a observar, las demás variables siempre deben permanecer iguales.
Experimento de contraste: establezca dos o más grupos experimentales y explore la relación entre un determinado factor y el objeto experimental mediante el análisis comparativo de los resultados. Un experimento de este tipo se denomina experimento comparativo.
Método de etiquetado de isótopos: Los isótopos se pueden utilizar para rastrear el movimiento y los cambios de sustancias. Las propiedades químicas de los compuestos marcados con isótopos no cambian. Al rastrear compuestos marcados isotópicamente, los científicos pueden descubrir los detalles de las reacciones químicas. Este método se llama etiquetado de isótopos.
Hipótesis del experimento híbrido del guisante de Mendel: el método deductivo plantea una pregunta basada en la observación y el análisis, presenta una hipótesis para explicar el problema a través del razonamiento y la imaginación, realiza un razonamiento deductivo basado en la hipótesis y luego prueba la razonamiento deductivo a través de experimentos en conclusión. Si los resultados experimentales son consistentes con la conclusión esperada, prueba que la hipótesis es correcta; de lo contrario, significa que la hipótesis es incorrecta. Este es un método científico comúnmente utilizado en la investigación científica moderna, llamado método de deducción de hipótesis. Piénselo, ¿en qué se diferencia este enfoque de la inducción tradicional?
Hipótesis de Sutton Razonamiento analógico: Este es uno de los métodos comúnmente utilizados en la investigación científica. Cuando los físicos estudiaron las propiedades de la luz en el siglo XIX, hicieron una analogía entre la luz y el sonido. El sonido tiene propagación, reflexión y refracción en línea recta, etc. La razón es que tiene naturaleza ondulatoria. Posteriormente, se descubrió que la luz también tiene propagación lineal, reflexión y refracción, etc., por lo que se especula que la luz también puede tener propiedades ondulatorias. El razonamiento de Sutton presentado anteriormente es también un razonamiento analógico. Comparó el comportamiento de los genes invisibles con el de los cromosomas visibles y, basándose en su asombrosa consistencia, propuso la hipótesis de que los genes se encuentran en los cromosomas. Cabe señalar que las conclusiones extraídas mediante el razonamiento analógico no tienen una inevitabilidad lógica, y si son correctas o no, requiere observación y pruebas experimentales.
Método de etiquetado fluorescente para determinar si el gen está en el cromosoma: la tecnología moderna de biología molecular puede utilizar moléculas específicas para unirse a un determinado gen en el cromosoma, y esta molécula puede ser reconocida mediante una sustancia marcada con fluorescencia. La visualización de fluorescencia muestra la ubicación de los genes en los cromosomas.
Método de muestreo: Uno de los métodos más utilizados para estimar la densidad poblacional es seleccionar aleatoriamente varios cuadrantes dentro del rango de distribución de la población bajo investigación, y calcular el número de individuos en cada cuadrante para obtener la La densidad de población de cada cuadrante se toma como la densidad de población promedio de todos los cuadrantes como la densidad de población estimada de la población.
Método de marcado y recaptura: Captura algunos individuos en el entorno de vida de la población bajo investigación, marca estos individuos y luego los devuelve a su entorno original después de un período de tiempo, se realiza la recaptura. la recaptura La proporción de individuos marcados con respecto al número total de capturas se utiliza para estimar el tamaño de la población. Es uno de los métodos de encuesta más utilizados para determinar la densidad de población