同学们好!今天我们一起梳理必修一的科学史四和科学史五的内容。
科学史四:关于酶本质的探索。
1、19世纪,人们已经知道,酿酒就是让糖类通过发酵变成酒精和二氧化碳。糖类是怎么变成酒精的呢?许多化学家都相信这是一个纯化学过程,与生命活动无关。
2、1857年,法国微生物学家巴斯德通过显微镜观察,提出酿酒中的发酵是由酵母菌细胞的存在所致,没有活细胞的参与,糖类是不可能变成酒精的。
3、德国化学家李比希却坚持认为引起发酵的是酵母菌细胞中的某些物质,但这些物质只有在酵母菌细胞死亡并裂解后才能发挥作用。两种观点争执不下。
结束这一争论的是德国化学家毕希纳。4、毕希纳把酵母菌细胞放在石英砂中用力研磨,加水搅拌,再进行加压过滤,得到不含酵母菌细胞的提取液。在这些汁液中加入葡萄糖,一段时间后就冒出气泡,糖液居然变成了酒。这一结果与糖液中含有活酵母菌细胞是一样的。他将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶。毕希纳虽然从细胞中获得了含有酶的提取液,但是提取液中还含有许多其他物质,无法直接对酶进行鉴定。
5、有些科学家推测酶是蛋白质,并试图将酶从提取液中分离出来,得到纯酶,但由于技术上的困难都未成功。
6、美国科学家萨姆纳也认为酶是蛋白质。1917年,他从资料中得知刀豆种子中脲酶含量相当高(这种酶能使尿素分解成氨和二氧化碳),便决定从刀豆种子中提取纯酶。他尝试了多种方法,历经一次又一次的失败,终于在1926年的一天清晨惊喜地发现,在用丙酮作溶剂的提取液中出现了结晶,这说明提取物达到了一定的纯度。这种结晶溶于水后能够催化尿素分解成氨和二氧化碳。然后他又用多种方法证明脲酶是蛋白质。
7、科学家又相继获得胃蛋白酶、胰蛋白酶等许多酶的结晶,并证明这些酶都是蛋白质。
8、20世纪80年代,美国科学家切赫和奥特曼发现少数 RNA 也具有生物催化功能。
科学史五:探索光合作用原理的部分实验。
1、19世纪末,科学界普遍认为,在光合作用中,二氧化碳分子的 碳 和 氧 被分开,氧气被释放, 碳与水结合成甲醛,然后甲醛分子缩合成糖。
2、1928年,科学家发现甲醛对植物有毒害作用,而且甲醛不能通过光合作用转化成糖。
3、1937年,英国植物学家希尔发现,在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬浮液中有水,没有二氧化碳),在光照下可以释放出氧气。像这样,离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应称作希尔反应。
4、1941年,美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法,研究了光合作用中氧气的来源。他们用氧16的同位素氧18 分别标记水和二氧化碳,使它们分别变成氧18的水和氧18的二氧化碳。然后,进行了两组实验:第一组给植物提供氧16的水和氧18的二氧化碳,第二组给同种植物提供氧18的水和氧16的二氧化碳。在其他条件都相同的情况下,第一组释放的氧气都是氧16的氧气,第二组释放的都是氧18的氧气。
5、1954年,美国科学家阿尔农发现,在光照下,叶绿体可合成 ATP 。1957年,他发现这一过程总是与水的光解相伴随。
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