选择性必修生物科学史及实验梳理

选择性必修一 P7 模拟生物体维持pH的稳定 实验原理：在溶液中加入酸或碱，缓冲对(如HPO42-/H2PO4-;H2CO3/HCO3-)能使溶液pH的变化减弱;与自来水相比，生物组织匀浆更类似于缓冲液. 方法步骤 1.在记录本中，画一个如下的表格。 2.将25 ml自来水倒人50 mL烧杯中 3.用pH计或pH试纸测试起始的pH并作记录。 4.一次加一滴0.1 molL的HCI，然后轻轻摇动。加人5滴后再测pH。重复这一步骤直到加人了30滴为止。将pH测定结果记人表中。 注意:HC1有腐蚀性。应避免它与皮肤和目睛接触，也不要入口。若有酸溅到皮肤上要立即用水冲洗15 min，并尽快告诉老师。 5.充分冲洗烧杯并向其中倒人25mL自来水。测定并记录起始的pH。再如步骤4.一滴一滴地加人0.1 mol的NaOH，测定并记录pH。 注意:NaOH也有腐蚀性，注意事项同前。 6.充分冲洗烧杯，用缓冲液代替自来水，重复步骤2至步骤5，记录结果。 7.充分冲洗烧杯，用肝匀浆代替自来水，重复步骤2至步骤5，记录结果。 8.根据所得数据，以酸或碱的滴数为横坐标，以pH为纵坐标，画出自来水pH变化的曲线。以实线表示加人酸后的变化，虚线表示加人碱后pH的变化。再用另两种颜色的线条分别表示缓冲液、肝匀浆的pH变化情况，也同样以实线和虚线分别表示加入酸、碱后的变化。 9.尝试用不同生物材料(如动物血浆、用2-5倍水稀释的鸡蛋清或马铃薯匀浆)代替肝匀浆完成实验 P24 条件反射建立的实验 1.给狗喂食，狗会分泌唾液，分泌唾液的反射是非条件反射，食物是非条件刺激。 2.给狗听铃声而不给它喂食物，狗不会分泌唾液，此时铃声与分泌唾液无关，属于无关刺激。 3.每次给狗喂食前先让狗听到铃声，然后再立即喂食。重复此方式若干次。 4.一段时问后，当铃声单独出现，狗也会分泌唾液。此时，铃声已转化为食物(非条件刺激)的信号，称为条件刺激，条件反射就建立了。 P27 兴奋以电信号的形式在神经纤维上传导 有人做过如下实验:在蛙的坐骨神经上放置两个微电极，并将它们连接到一个电表上。静息时，电表没有测出电位变化(图2-6，①)，说明神经表面各处电位相等。当在图示神经的左侧一端给予刺激时，靠近刺激端的电极处(a处)先变为负电位，接着恢复正电位(图2-6，②、③);然后，另一电极处(b处)变为负电位，接着又恢复为正电位(图2-6，③、④)。这说明在神经系统中，兴奋是以电信号的形式沿着神经纤维传导的，这种电信号也叫神经冲动（理解整个过程电流表指针的变化及应用） P31 思维训练 有研究者提出一个问题:“当神经系统控制心脏活动时，在神经元与心肌细胞之间传递的信号是化学信号还是电信号呢?"为了回答这一问题，科学家进行了如下实验。取两个蛙的心脏(A和B，保持活性)置于成分相同的营养液中，A有某副交感神经支配，B没有该神经支配;刺激该神经，A心脏的跳动减慢;从A心脏的营养液中取一些液体注入B心脏的营养液中(如右图)，B心脏跳动也减慢 由此，科学家得出结论:该神经释放一种化学物质，这种物质可以使心跳变慢。 讨论:在进行这个实验时，科学家基于的假说是什么?实验预期是什么? 假说:支配心脏的副交感神经可能是释放了某种化学某种，该物质可以使心跳减慢。 实验预期:从A心脏的营养液中取一些液体注入B心脏的营养液中，B心脏的跳动也会减慢。 P45 促胰液素的发现 1.囿于定论的沃泰默 胰腺能分泌胰液。胰液通过导管注人小肠，其中的酶用来消化食物。胰液的分泌是如何调节的呢?在19世纪，学术界普遍认为，胃酸(主要成分为盐酸)刺激小肠的神经，神经将兴奋传给胰腺，使胰腺分泌胰液。法国学者沃泰默通过实验发现:把稀盐酸注人狗的上段小肠肠腔内，会引起胰腺分泌胰液。若直接将稀盐酸注人狗的血液中则不会引起胰液的分泌。他进而切除了通向该段小肠的神经，只留下血管，再向小肠内注人稀盐酸，发现这样仍能促进胰液分泌（该实验说明胰腺分泌胰液受神经调节以外的其他方式调节，不能说明胰腺分泌胰液不受神经调节）。他对这-结果的解释是:这是一个十分顽固的反射。之所以说它顽固，是由于小肠上微小的神经难以剔除干净。 2.另辟蹊径的斯他林和贝利斯 英国科学家斯他林和贝利斯读了沃泰默的论文，却大胆地作出了另一种假设:这不是反射而是化学调节——在盐酸的作用下，小肠黏膜细胞可能产生了一种化学物质，这种物质进人血液后，随血流到达胰腺，引起胰液的分泌（明确促胰液素的产生细胞和作用部位）。 1902年，为了验证这一假设，他们把狗的一段小肠剪下，刮下黏膜，将稀盐酸加人黏膜磨碎，并制成提取液。将提取液注射到同一条狗的静脉中，发现能促进胰腺分泌胰液。这证明他们的假设是正确的。他们把小肠黏膜分泌的这种化学物质称作促胰液素（命名了促胰液素，掌握其获取促胰液素的技巧）。