求生命發(fā)展史論文

【專家解說(shuō)】：生物學(xué)發(fā)展史集錦一 光合作用的發(fā)現(xiàn) 　　古希臘哲學(xué)家亞里士多德認(rèn)為，植物生長(zhǎng)所需的物質(zhì)全來(lái)源于土中。荷蘭人范·埃爾蒙做了盆栽柳樹(shù)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。在此前后,中國(guó)明末的宋應(yīng)星在《論氣》一書(shū)中說(shuō):“氣從地下催騰一粒，種性小者為蓬，大者為蔽牛干霄之木，此一粒原本幾何？其余則皆氣所化也?！泵鞔_認(rèn)識(shí)到植物(以及動(dòng)物)身體的物質(zhì)是由氣轉(zhuǎn)化而來(lái)。英國(guó)J.普里斯特利在1771年發(fā)現(xiàn)植物可以恢復(fù)因蠟燭燃燒而變“壞”了的空氣。1773年荷蘭J.英恩豪斯證明只有植物的綠色部分在光下才能起使空氣變“好”的作用。1804年瑞士N.-T.de索緒爾通過(guò)定量研究進(jìn)一步證實(shí)CO2和水是植物生長(zhǎng)的原料。1845年德國(guó)J.R.邁爾發(fā)現(xiàn)植物把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成了化學(xué)能。1860年左右，人們就已經(jīng)用 CO2+H2O→(CH2O)+O2 表示植物利用光能的總過(guò)程。1897年首次在教科書(shū)中稱它為光合作用。 　　20世紀(jì)30年代，C.B.范尼爾發(fā)現(xiàn)有些細(xì)菌可在無(wú)氧條件下利用光能進(jìn)行與光合作用類似的反應(yīng)。但它們是從硫化氫等而不是從水取得還原二氧化碳的氫，也不釋放氧氣。他把這個(gè)反應(yīng)稱為細(xì)菌光合作用。此外，人們還發(fā)現(xiàn)有些細(xì)菌可通過(guò)氧化一些無(wú)機(jī)物獲得能量進(jìn)行有機(jī)物的合成反應(yīng),其過(guò)程和光合作用有許多類似之處,被稱為化能合成作用。 光呼吸的發(fā)現(xiàn) 　　人類早已注意到多種植物的開(kāi)花時(shí)間相對(duì)穩(wěn)定，但光周期在決定開(kāi)花期方面所起的作用直到20世紀(jì)才了解清楚。1912年法國(guó)J.圖爾努瓦發(fā)現(xiàn)大麻，在每日 6小時(shí)的短日照條件下會(huì)開(kāi)花，在長(zhǎng)日照下則停留于營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段。1913年德國(guó)G.A.克萊布斯發(fā)現(xiàn)人工加長(zhǎng)每日照光時(shí)間，可使通常在6月開(kāi)花的長(zhǎng)春花屬(Sem-pervivum) 植物能在冬季開(kāi)花。但明確地提出光周期理論的是美國(guó)園藝學(xué)家 W.W.加納與 H.A.阿拉德。他們?cè)?920年發(fā)現(xiàn)，將在美國(guó)南部正常開(kāi)花的煙草（Nicotia-natabacum cv.Maryland Mammoth 品種）移至美國(guó)北部栽培時(shí)，夏季只長(zhǎng)葉不開(kāi)花；但如果在秋冬移入溫室則可開(kāi)花結(jié)實(shí)。在北方夏季用遮光辦法縮短日照時(shí)數(shù)到每天14小時(shí)以下，也可使它開(kāi)花。以后發(fā)現(xiàn)大豆（Biloxi品種）、紫蘇、高粱等也有這種現(xiàn)象，并各有其日長(zhǎng)上限，日照長(zhǎng)度短于此數(shù)值時(shí)即可開(kāi)花，稱此日長(zhǎng)限度為臨界日長(zhǎng)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)菠菜、蘿卜等植物相反，須在日照長(zhǎng)度超過(guò)一臨界日長(zhǎng)時(shí)才能開(kāi)花。 細(xì)胞的發(fā)現(xiàn) 　　組成動(dòng)植物身體的大多數(shù)細(xì)胞才20—30微米，而人眼的分辨率只有100微米。因此，在顯微鏡發(fā)明之前，人們還不可能知道細(xì)胞是什么東西。意大利著名科學(xué)家伽利略在1610年用自己制作的簡(jiǎn)單顯微鏡觀察一些小動(dòng)物。后來(lái)荷蘭布商列文虎克磨制了一個(gè)短焦距透鏡，制成了一架簡(jiǎn)單的顯微鏡，用來(lái)觀察池塘水滴，發(fā)現(xiàn)了許多水里的微小生物，但這些顯微鏡很簡(jiǎn)陋，還看不到生物體內(nèi)的微細(xì)結(jié)物。 　　1665年英國(guó)科學(xué)家胡克用自己制作的顯微鏡觀察了用鋒利小刀切下的一些薄的軟木，他看到了木片是由許多蜂窩狀小格子組成。他把這一個(gè)個(gè)小室叫做“細(xì)胞”。當(dāng)時(shí)他認(rèn)為這些小室起著和動(dòng)物身體中血管類似的作用，在生活時(shí)有液體在其中流動(dòng)，以運(yùn)送營(yíng)養(yǎng)。事實(shí)上他當(dāng)時(shí)看到的只是已經(jīng)死亡的植物細(xì)胞的細(xì)胞壁。但是胡克在《顯微圖譜》中有關(guān)細(xì)胞的描寫(xiě)，是人類對(duì)細(xì)胞的首次觀察記錄。 　　細(xì)胞世界的大門(mén)打開(kāi)了。但由于當(dāng)時(shí)所用的顯微鏡都是手工磨制的，化工多、價(jià)格貴、質(zhì)量差，因此從1675—1830年的近150年中，有關(guān)細(xì)胞的知識(shí)幾乎沒(méi)有什么進(jìn)展。 細(xì)胞學(xué)說(shuō)的創(chuàng)立 　　細(xì)胞學(xué)說(shuō)主張生物是由細(xì)胞組成的，細(xì)胞是生物的基本結(jié)構(gòu)、功能單位和發(fā)育基礎(chǔ)。細(xì)胞學(xué)說(shuō)的形成經(jīng)過(guò)幾百年的研究，漸臻完備。16世紀(jì)末、17世紀(jì)初，顯微鏡問(wèn)世后，為探索生物的微觀結(jié)構(gòu)提供了有效手段。17世紀(jì)中葉，英國(guó)人胡克首先觀察到植物細(xì)胞。同時(shí)代的荷蘭人列文虎克、意大利人馬爾比基也相繼看到植物細(xì)胞。然而都沒(méi)有認(rèn)識(shí)到細(xì)胞是植物界獨(dú)立的、活的結(jié)構(gòu)單位。19世紀(jì)初，德國(guó)植物學(xué)家特雷維拉努斯和莫爾闡明細(xì)胞是植物的結(jié)構(gòu)單位，稱細(xì)胞內(nèi)含物為原生質(zhì)。 　　到了19世紀(jì)30年代初，布朗觀察到植物細(xì)胞大都有核。普金葉還觀察了雞胚。莫爾和耐格里提出植物和動(dòng)物細(xì)胞的原生質(zhì)基本上是一致的，至此，對(duì)細(xì)胞有了一個(gè)基本概念。1838年德國(guó)植物學(xué)家施萊登在他的“植物發(fā)生論”中，提出植物結(jié)構(gòu)的細(xì)胞說(shuō)，他認(rèn)為細(xì)胞是一切植物結(jié)構(gòu)的基本單位，是一切植物借以發(fā)展的實(shí)體；最簡(jiǎn)單的植物是由一個(gè)細(xì)胞構(gòu)成的，大多數(shù)植物是由多個(gè)細(xì)胞組成的；植物細(xì)胞的形成是一個(gè)新細(xì)胞起源于一個(gè)老細(xì)胞的核，最初形成老細(xì)胞的球體的一個(gè)裂片，然后分離出來(lái)自成的一個(gè)完整的細(xì)胞。 　　1839年德國(guó)解剖學(xué)教授施旺把施萊登的見(jiàn)解擴(kuò)大到動(dòng)物界。他在《關(guān)于動(dòng)植物的結(jié)構(gòu)和生長(zhǎng)的一致性的顯微研究》論文中提出了動(dòng)物和植物都是由細(xì)胞組成的學(xué)說(shuō)。他認(rèn)為，有機(jī)體的基本部分不管怎樣不同，總有一個(gè)普遍發(fā)育的原則，這個(gè)原則便是細(xì)胞形成。 　　施萊登和施旺奠定了細(xì)胞學(xué)說(shuō)的基礎(chǔ)。細(xì)胞學(xué)說(shuō)后來(lái)經(jīng)過(guò)許多生物學(xué)家補(bǔ)充修改，日趨完善。大體內(nèi)容是：生物都是由細(xì)胞和細(xì)胞的產(chǎn)物所構(gòu)成，所有細(xì)胞在結(jié)構(gòu)和組成上是相似的，各自執(zhí)行特定的功能，并能獨(dú)立存活，生命過(guò)程是有共同性的；生物體通過(guò)其細(xì)胞的活動(dòng)，而反映其功能；新細(xì)胞是由已存在的細(xì)胞一分；為二形成的，各種細(xì)胞有它發(fā)生、發(fā)展過(guò)程；生物病害是其細(xì)胞新陳代謝和代謝失常所致。