19世紀自然科學三大發(fā)現(xiàn)是什么?

【專家解說】：細胞學說的創(chuàng)立，達爾文的進化論，能量守恒定律 1 細胞學說 【簡介】細胞學說[1]是1838~1839年間由德國的植物學家施萊登(Schleiden)和動物學家施旺(Schwann)所提出,直到1858年才較完善。它是關于生物有機體組成的學說，主要內(nèi)容有: ① 細胞是有機體， 一切動植物都是由單細胞發(fā)育而來， 即生物是由細胞和細胞的產(chǎn)物所組成; ② 所有細胞在結構和組成上基本相似; ③ 新細胞是由已存在的細胞分裂而來; ④ 生物的疾病是因為其細胞機能失常。 ⑤.細胞是生物體結構和功能的基本單位。 ⑥.生物體是通過細胞的活動來反映其功能的。 細胞學說的生物體意義是: 【歷史】 在18世紀的德國 ，自然哲學非常盛行。這個體系的內(nèi)容之一是描述他們認為是組成有機世界多樣性的典型單位。歌德認為葉子是各種不同植物的典型單位結構，而奧肯則主張脊椎節(jié)是一般動物原型結構的基本單位。奧肯還進一步認為有機體由粘液囊泡或活的單位所組成，并在它們暫時所屬的有機體死亡后繼續(xù)生存著，形成另一個生物的一部分。在19世紀早期，這樣一種觀點相當流行，并且同對動植物結構的顯微鏡觀察結合在一起，導致了細胞學說的發(fā)展。 在17世紀初胡克、馬爾比基和列文胡克，都曾用顯微鏡看到了植物細胞，但是并沒有被認為是植物世界的獨立的、活的結構單位。 在19世紀初期，植物解剖的研究復活了，德國植物學家特雷維拉努斯和馮·莫爾認識到細胞是植物的結構單位。19世紀20年代， 意大利的亞米齊和其他人制成了改進的消色差顯微鏡，使人們得以觀察到有機細胞的詳細情況。一個倫敦醫(yī)生羅伯特·布朗于1831年觀察到植物細胞一般具有一個核，不過他對自己的發(fā)現(xiàn)并不怎樣重視。 捷克人普金葉在1835年用顯微鏡觀察了一個母雞卵中的胚核，并指出動物的組織在胚胎中是由緊密裹在一起的細胞質(zhì)塊所組成，這些細胞質(zhì)塊與植物的組織很類似。 這些觀察導致耶拿大學的植物學教授馬提阿斯·施萊登于1838年宣布，細胞是一切植物結構的基本活動單位和一切植物借以發(fā)展的根本實體的學說。盧萬大學的解剖學教授泰奧多爾·施旺于1839年把細胞說擴大到動物界。 19世紀40年代許多研究者糾正了他們其中的一些錯誤觀點，特別是植物學家馮·莫爾，耐格里和霍夫邁斯特以及動物學家克里克爾、萊迪希和雷馬克，他們證明新細胞是靠分裂形成的， 細胞核先在母細胞內(nèi)分裂為二，然后是母細胞分裂為兩個子細胞。 【意義】 細胞學說論證了整個生物界在結構上的統(tǒng)一性，以及在進化上的共同起源。這一學說的建立推動了生物學的發(fā)展，并為辯證唯物論提供了重要的自然科學依據(jù)。恩格斯曾把細胞學說譽為19世紀最重大的發(fā)現(xiàn)之一。 施萊登和施旺的細胞學說為19世紀細胞的研究指出了方向。然而，他們雖然正確地指出新的細胞可以由老的細胞產(chǎn)生，卻提出了一個錯誤的概念即新細胞在老細胞的核中產(chǎn)生，由非細胞物質(zhì)產(chǎn)生新細胞，并通過老細胞崩解而完成。由于這兩位科學家的權威，使得這種錯誤觀點統(tǒng)治了許多年。 許多研究者的觀察表明，細胞的產(chǎn)生只能通過由原先存在的細胞經(jīng)過分裂的方式來完成，1858年德國病理學魏爾肖概括為“一切細胞來自細胞”的著名論斷，這不僅在更深的層次上揭示細胞作為生命活動的基本單位的本質(zhì)，而且通常被認為是對細胞學說的重要補充，甚至有人認為直至于此細胞學說才全部完成。 盡管細胞學說的某些部分已成為歷史的陳跡，然而其中心思想仍廣泛而深刻地影響了后來生物學的發(fā)展，任何生物學的重要問題都必須從細胞中尋求最后的解答。 2 達爾文進化論 【生物進化論】簡稱進化論，是生物學最基本的理論之一。進化(Evolution)，是指生物在變異、遺傳與自然選擇作用下的演變發(fā)展，物種淘汰和物種產(chǎn)生過程。地球上原來無生命，大約在30多億年前，在一定的條件下，形成了原始生命，其后，生物不斷的進化，直至今天世界上存在著170多萬個物種。生物進化論最早是由查爾斯·羅伯特·達爾文提出的，在其名著《物種起源》有詳細的論述。 進化論有三大經(jīng)典證據(jù):比較解剖學、古生物學和胚胎發(fā)育重演律。 生物進化可以分成三個層次:微進化(生物群體中基因頻率的改變)、新種生成和大進化(從一個類型到另一個類型的躍變，比如從魚類進化到兩棲類)?，F(xiàn)代綜合學說完美地解釋了微進化和新種生成，并認為由微進化和新種生成的研究所得的結果可以進一步推廣到大進化。但是一些生物學家對這個推論表示懷疑，他們認為生物大進化可能有屬于自己的機理。按照他們的觀點，生物新類型的產(chǎn)生是在生物胚胎發(fā)育過程中基因突變的結果。胚胎發(fā)育時的微小突變可以導致成體的巨大變化。最近發(fā)育生物學的研究似乎證明了這一點:如果在胚胎發(fā)育過程中，某種基因的表達速度變慢，就會使魚鰭變成肢足?？梢灶A見，隨著發(fā)育生物學的發(fā)展，越來越多的大進化難題將被解決。 3. 能量守恒與轉化定律 定律內(nèi)容 能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉化為別的形式，或者從一個物體轉移到別的物體，在轉化或轉移的過程中其總量不變。能量守恒定律如今被人們普遍認同，但是并沒有嚴格證明。 (1)自然界中不同的能量形式與不同的運動形式相對應:物體運動具有機械能、分子運動具有內(nèi)能、電荷的運動具有電能、原子核內(nèi)部的運動具有原子能等等。 (2)不同形式的能量之間可以相互轉化:“摩擦生熱是通過克服摩擦做功將機械能轉化為內(nèi)能;水壺中的水沸騰時水蒸氣對壺蓋做功將壺蓋頂起，表明內(nèi)能轉化為機械能;電流通過電熱絲做功可將電能轉化為內(nèi)能等等”。這些實例說明了不同形式的能量之間可以相互轉化，且是通過做功來完成的這一轉化過程。 (3)某種形式的能減少，一定有其他形式的能增加，且減少量和增加量一定相等.某個物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等。 能量守恒的具體表達形式 保守力學系統(tǒng):在只有保守力做功的情況下，系統(tǒng)能量表現(xiàn)為機械能(動能和位能)，能量守恒具體表達為機械能守恒定律。 熱力學系統(tǒng):能量表達為內(nèi)能，熱量和功，能量守恒的表達形式是熱力學第一定律。 相對論性力學:在相對論里，質(zhì)量和能量可以相互轉變。計及質(zhì)量改變帶來能量變化，能量守恒定律依然成立。歷史上也稱這種情況下的能量守恒定律為質(zhì)能守恒定律。 總的流進系統(tǒng)的能量必等于總的從系統(tǒng)中流出的能量加上系統(tǒng)內(nèi)部能量的變化,能量能夠轉換，從一種形態(tài)轉變成另一種形態(tài)。 系統(tǒng)中儲存能量的增加等于進入系統(tǒng)的能量減去離開系統(tǒng)的能量 能量守恒定律的重要意義 能量守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。從物理、化學到地質(zhì)、生物，大到宇宙天體。小到原子核內(nèi)部，只要有能量轉化，就一定服從能量守恒的規(guī)律。從日常生活到科學研究、工程技術，這一規(guī)律都發(fā)揮著重要的作用。人類對各種能量，如煤、石油等燃料以及水能、風能、核能等的利用，都是通過能量轉化來實現(xiàn)的。能量守恒定律是人們認識自然和利用自然的有力武器。