❶ 人类目前在生物圈研究领域的成就都有哪些
1、重磅!世界上首例体细胞克隆猴在中国诞生
克隆羊多莉(Dolly)诞生于1996年7月5日,1997年首次向公众披露。它被美国《科学》杂志评为1997年世界十大科技进步的第一项,也是当年最引人注目的国际新闻之一。
在培育多莉羊的过程中,科学家们采用体细胞克隆技术,这种技术也称作体细胞核移植(somatic cell nuclear transfer, SCNT)。
SCNT是动物细胞工程技术的一种常用技术手段,涉及将供者体细胞核移入去核的卵母细胞中,使后者不经过精子穿透等有性过程(即无性繁殖)就可被激活、分裂并发育为新的胚胎,这个胚胎最终发育为动物个体。
2、华人团队解决异种器官移植难题
近日,《科学》杂志在线刊登了一项重量级的研究。来自浙江大学、云南农业大学、重庆第三军医大学、哈佛大学以及其他科研机构与公司的团队使用CRISPR-Cas9基因编辑技术。
一举解决了将猪器官移植到人体内的关键难题。这项研究的通讯作者是2017全球青年领袖,80后科学家杨璐菡博士。
器官移植手术影响了全球数百万人的生命。以美国为例,此时此刻,正在排队等待器官移植的患者人数高达12万。然而,每年能够用于移植的器官数量非常有限,成功进行的器官移植手术仅有3万多例。据估计,在2016年,每天都有22名患者在等待器官移植的过程中死去。
3、核移植技术重编程能力比诱导型多能干细胞技术更强
核移植(somatic cell nuclear transfer)和诱导型多能干细胞(iPSCs)是体细胞重编程的两种最主要的技术手段。核移植技术与诱导型多能干细胞的重编程能力是否存在差异一直是人们非常关注的问题。
2009年,高绍荣实验室通过四倍体互补实验,获得了全部由ips细胞发育而来的小鼠,证明了诱导型多能干细胞和核移植胚胎干细胞一样具有真正的多能性。但是,这是以健康个体来源的体细胞作为供体细胞的情况。未来的体细胞重编程应用于临床研究时,主要面向的是病人而非健康个体。
4、中国科学家建立单倍体体细胞遗传筛选体系
单倍体细胞在遗传筛选和转基因动物培育中具有重要价值。前期研究获得了哺乳动物的单倍体胚胎干细胞,但是单倍体胚胎干细胞在体外培养和分化过程中会发生自发二倍化,对建立单倍体体细胞遗传筛选体系带来挑战。
中国科学院院士、中科院动物研究所研究员周琪研究组通过活细胞观察,证实单倍体胚胎干细胞在分裂时发生有丝分裂滑移使细胞从中期直接进入间期,从而导致二倍化。用调控分裂中期关键靶点的小分子抑制剂进行筛选,发现CDK1和ROCK通路是调控单倍体胚胎干细胞二倍化的关键通路。
通过添加ROCK抑制剂,能将单倍体胚胎干细胞分化为三个胚层的单倍体体细胞,包括神经干细胞(可进一步分化为成熟神经元和星形胶质细胞)、心肌细胞和胰岛细胞。
5、机器人操作体细胞克隆猪诞生
经过两个多月漫长等待,一份特殊的“亲子鉴定”报告近日出炉。13头克隆小猪与“代孕”母亲无血缘关系,仅与供体细胞存在“亲子关系”。这从医学上表明了世界首例机器人操作的体细胞克隆猪在天津诞生。
较之以往的“手工操作”克隆技术,此次机器人自动化“操刀”,用力更小,对细胞伤害更少,精度更高,体细胞克隆技术成功的关键指标“囊胚率”也从10%提高至20%。
“机器人操作体细胞克隆猪”研究来自南开大学机器人所赵新教授领导的跨学科研究团队。体细胞克隆是改良生物品种的经典方法之一。它将普通品种卵母细胞的细胞核去除后,注入优良品种的体细胞,获得的后代一定是优良品种。
❷ 细胞的发现史
发现细胞的人——罗伯特·虎克 人类在很长的时期内,都是依靠肉眼来观察世界上形形色色的事物的。但是,人眼能够看到的物体,极限只有0.1 mm。公元1世纪时,罗马学者曾谈到装有水的水晶器皿可以放大字母。16世纪中期,瑞士的一位博物学家用放大镜描述了蜗牛壳和原生动物。1610年,伽利略(G.Galilei,1564—1642)根据望远镜倒视时有放大物体的特点,制成了一台显微镜,并对昆虫进行了观察。以后,自制显微镜的人日益增多,英国物理学家罗伯特·虎克(Robter Hooke,1635—1703)就是其中的一个。
1665年,虎克从一小块清洁的软木上切下光滑的薄片。当他把它放到显微镜下观察时,似乎看到了一些小的空洞,但并不十分清楚。虎克切下的极薄的切片是白色的,他便把它的下面衬上一片黑色的木板,再用一个凸镜投光其上,于是他清楚地看到了薄片全部是多孔多洞的,像一个个蜂窝。虎克当时研究软木的目的,是为了阐明软木轻而具有弹性和疏水性等特点,结果却发现了很多的小孔或小室。虎克首先把这些小孔叫做细胞。细胞这个名词一直沿用至今。
1677~1678年,荷兰的显微镜学家雷文虎克(A.van Leeuwenhoek,1632—1723),用自制的显微镜发现浸泡胡椒的水中有许多小动物。与雷文虎克同时期从事显微镜观察研究的,还有意大利和英国科学家。他们分别对植物细胞、原生动物、细菌、红细胞等进行了观察和描述。作为早期的显微镜学家,虎克和他们记录下许多重要的观察结果,第一次在一个新的水平上揭示出一个令人难以置信的、十分复杂的生物界。
细胞学说的建立 在罗伯特·虎克用自制的显微镜观察了软木的薄片以后,在很长的一段时间里,人们都误认为细胞壁是细胞的主要部分。1671年,英国和意大利的科学家同时发现了活细胞的内部充满了黏稠的物质,他们把这种黏稠的物质叫做“黏质”,但不知道这就是细胞的主要组成部分。1831年,英国科学家发现活的植物细胞内有一个由特别稠密的物质构成的结构,他把这个结构叫做细胞核,并认为细胞核是细胞的一个组成部分。这时候,细胞质和细胞核虽然都已发现,但是,人们仍然不知道它们的重要性,还是过高地估计细胞壁的作用。直到1838年,德国科学家才指出细胞壁是细胞质和细胞核活动的产物,而不是细胞的主要组成部分。
1838~1839年,德国植物学家施莱登(M.J.Scheiden,1804—1881)和解剖学家、生理学家施旺(T.Schwann,1810—1882),通过各自的研究工作,指出细胞是动植物的基本结构和生命单位,从而建立了细胞学说。这是自1665年罗伯特·虎克发现细胞以来,人们对细胞进行的第一次理论性概括。细胞学说阐明了植物界和动物界在生命本质上的统一性,成为人们认识生物界的一次重大飞跃。
参考资料:http://www.pep.com.cn/200410/ca532466.htm
❸ 罗伯特·胡克发现细胞结构的资料
皇家学会的双眼和双手——胡克
罗伯特.胡克(Hooke Robert 1635-1703)是17世纪英国最杰出的科学家之一。他在力学、光学、天文学等诸多方面都有重大成就。他所设计和发明的科学仪器在当时是无与伦比的。他本人被誉为是英国皇家学会的“双眼和双手”。
胡克生平
胡克1635年7月18日出生于英格兰南部威特岛的弗雷施瓦特。父亲是当地的教区牧师。胡克从小体弱多病,性格怪僻,不能按时上学。但他心灵手巧,喜欢动手做机械方面的玩具。例如,木制的钟表,能在水中开动的航模等。十岁时,胡克对机械学发生了强烈的兴趣,并为日后在实验物理学方面的发展打下了良好的基础。1648年,胡克的父亲逝世后,家道中落。十三岁的胡克被送到伦敦一个油画匠家里当学徒,后来作过教堂唱诗班的领唱,还当过富豪的待从。
在威斯特敏斯特学校校长的热心帮助下,胡克修完了中学课程。几乎在一个星期里,他贪婪地读完了欧几里德的《几何原本》前六卷,并马上把数学知识应用到机械设计中去。胡克做了十二种机械结构和三十种飞行方法的设计。年,胡克进入牛津大学里奥尔学院学习。在这里,他结识了一些颇有才华的科学界人士。这些人后来大都成为英国皇家学会的骨干。此时的胡克热心于参加医生和学者活动小组,并且显露出独特的实验才能。1655年,胡克被推荐给玻意耳当助手,在玻意耳的实验室工作。
1663年,胡克获得了文学硕士学位,并且被选为皇家学会会员。1665年,胡克担任格列夏姆学院几何学、地质学教授,并从事天文观测工作。1666年伦敦大火后,他担任测量员以及伦敦市政检查官,参加了伦敦重建工作。
1676年,胡克发表了著名的弹性定律。1677年至1683年就任英国皇家学会秘书并负责出版会刊。早在1663年,胡克就起草了皇家学会章程草案,规定学会的宗旨是“靠实验来改进有关自然界诸事物的知识,以及一切有关的艺术、制造、实用机械、发动机和新发明(不牵涉神学、形而上学、道德、政治、语法修辞或逻辑)”。胡克作为该学会的实验工作与日常事务操办人,在长达20多年的学会活动中,接触并深入到当时自然科学活跃的前沿领域,且均做出了自己的贡献。1703年3月3日,胡克逝世于伦敦,终年68岁。
力学方面的探索与发现
胡克在力学方面贡献尤为卓著。他从1661年开始积极参加了皇家学会研究重力本质的专门委员会的活动。为了确定物体重力与地心距离的关系,他用一架精密天平放在威斯特敏斯特教堂的塔尖上,称量一块铁和一段很长的绳子的重量,然后将这块铁挂在绳子的末端再称,看是否因为铁块十分接近地面而改变重量,结果并无测出明显的改变。后来他又在旧圣保罗教堂重作了这一实验。1674年,胡克发表了《从观察角度证明地球周年运动的尝试》的论文,文中根据修正的惯性原理,从行星受力平衡观点出发,提出了行星运动的三条假设:
1.一切天体都具有倾向其中心的吸引作用或重力,它不仅吸引其本身各部分,并且还吸引其作用范围内的其它天体;
2.每一物体都保持平直、简单的运动而且继续沿直线前进,直到受到其它作用力影响,因而改变为圆、椭圆或其他曲线运动为止;
3.受到吸引力作用的物体,越靠近吸引中心,其吸引力也越大。
胡克在1679年给牛顿的信中正式提出了引力与距离平方成反比的观点,但他并没有将自己的引力思想如牛顿所作的那样用数学式子表示出来,并用太阳、地球、月亮、行星和地球上物体的运动实例来加以验证。因此,把发现万有引力定律的殊荣让给了牛顿,但胡克的某些想法对牛顿完成万有引力的研究是起着积极的启示作用的。
弹性定律是胡克最重要的发现之一,也是力学最重要基本定律之一。在现代,仍然是物理学的重要基本理论。胡克的弹性定律指出:在弹性限度内,弹簧的弹力f和弹簧的长度x成正比,即f= -kx。k是物质的弹性系数,它由材料的性质所决定,负号表示弹簧所产生的弹力与其伸长(或压缩)的方向相反。为了证实这一定律,胡克还做了大量实验,制作了各种材料构成的各种形状的弹性体。他还进一步把弹性应用于实际问题。在宣布弹性定律的同时还进行了简谐运动的最早分析,证明了弹簧振动是等时的。由此,他把弹簧应用于钟表制造,取得了巨大成功。
光学及其他方面的贡献
胡克还对光学问题进行过研究,也取得了杰出的成绩。胡克是光的波动学说的忠实支持者,他认为光的传播与水波的传播相似,并进一步提出了光波是横波的概念。他还研究过光的干涉现象。他观察和研究了肥皂水形成的薄膜和云母片的颜色,发现它们的颜色跟薄膜的厚度和云母的厚度有关,他说“当光落在一个透明薄膜上时,薄膜的前后两表面都要发生反射,从而共同产生薄膜颜色的效应”。
1665年,胡克发表了《显微图集》一书,这是在他全部成就中最重要的一部著作,也是欧洲17世纪最主要的科学文献之一。他开始应用显微镜于生物研究,他将蜜蜂的刺、苍蝇的脚、鸟的羽毛、鱼鳞片以及跳蚤、蜘蛛、草麻等,用显微镜详细地予以考察比较。他观察到软木塞等物品的结缔组织,并使用“细孔”和“细胞”来说明,“细胞”(“cell”)一词从此被生物界直接采用。胡克的这一发现,引起了人们对细胞学的研究。现在知道,一切生物都是由无数的细胞所组成的。胡克对细胞学的发展作出了极大的贡献。
胡克通过皇家学会还进行了许多有关化学燃烧理论、呼吸、地质、地震、海洋等方面的研究。他认为燃烧和人的呼吸相似。缺乏空气,灯会熄灭;用风箱将新鲜空气有规则地注入开有小孔的狗的肺部,还能使小狗的心脏维持跳动一个多小时,说明呼吸的作用是给动物供给新鲜空气。胡克在《地震讲义》和《关于地面经常发现贝壳和共它海栖动物残骸的原因》等论著中,强烈反对圣经中的神创论。他提出了地貌变化的思想,并且认为由于地貌变化引起了生物的变化,化石则是古动物的残骸,是地球演变史中的“纪念碑”,人们可以根据这些化石,认识地球的历史。胡克在进化论出现以前提出这些观点是可贵的。
卓越的仪器制造家
胡克在仪器的制造和改进方面的特长,早在其作为玻意耳的助手时就显露出来。他协助玻意耳三次改进了真空泵。第三次改进后的抽气机已具有现代真空泵的雏形,其动力是靠司泵人用脚踏滑轮两边活塞上的蹬板来提供的。利用这一设备,玻意耳和胡克完成了气体的玻意耳定律实验。胡克改进的仪器有复式显微镜和用指针读数的轮式气压计等。他还建议用液体的凝固点及膨胀或收缩程度来作为温标刻度的根据。胡克曾经设计过一架大型的“气候钟”,用以测量和记录风力、风向、温度、压强、和湿度、降雨量等。在望远镜上他增加了目镜的叉丝、调节螺旋和光阑等。他在实验方面的创造性才能,对皇家学会初期开展的实验为基础的研究做出了巨大的贡献,被称为"皇家学会的台柱"。由于胡克和玻意耳对皇家学会起着积极的作用,因而人们称颂他们:“如果说玻意耳是皇家学会幕后的灵魂,那么胡克提供学会的就是双眼和双手了。”
科学研究上的缺憾
胡克热爱科学事业,并为此奉献了一生。他研究的面十分广泛,如建筑、化石、气象等,他都有所涉猎和贡献。但作为科学家的素养,胡克还缺少熟练雄厚的数学与逻辑推理功力作为进行研究和思维的武器,这样便不容易从理论和实践的结合上透彻地分析与解决问题。这也是胡克与牛顿、惠更斯相比的逊色之处。
❹ 万能细胞的研究发现
中国女博士领导美国小组研究
据悉,美国汤姆森实验室有多位中国科学家,记者连线了领导“万能细胞”研究的中国女科学家俞君英博士。
俞君英说,这次的突破其实是一个新的开始,打开了人类更广范围利用细胞进行研究的新局面。
俞君英出生在浙江诸暨,毕业于北京大学,1997年赴美国宾夕法尼亚大学留学,2003年加入汤姆森研究室,开始皮肤细胞“改造”成胚胎干细胞的研究工作。
据介绍,汤姆森实验室始建于1998年,由美国国家健康部门和地方基金会资助,现有约17位研究人员,该实验室由曾经成功分离干细胞的美籍科学家汤姆森主持。
据《新闻晚报》报道美日研究人员20日分别发表论文,宣布成功把人体皮肤细胞改造成类似胚胎干细胞的“万能细胞”,学界评价这一突破为生物科学的“里程碑”。领导美国科研小组制造“万能细胞”的是一个中国人———浙江籍的女科学家俞君英。21日晚,俞君英在接受记者专访时说,这项技术为干细胞研究找到了新的开始,可能会拿诺贝尔奖。这一成果的问世,由克隆胚胎干细胞研究引发的伦理争论,有望就此逐渐平息。找到研究突破口俞君英从2005年起开始将人体皮肤细胞改造为干细胞的研究,她说,做这项研究主要出于三个方面的考虑。首先,干细胞研究一直存在争议。因为用之前的技术手段提取干细胞就要破坏胚胎,而人体胚胎克隆技术也引发伦理争议。而如果能让人体皮肤细胞退回到原始的干细胞,就能避免这种争论。其次,从病人身体上提取的细胞如果能改造为干细胞,其功能类似通过胚胎克隆技术取得的胚胎干细胞,能够最终培育成人体组织或器官,这就可以成为为病人进行器官移植手术的供体。第三,这种干细胞可以成为药物检测的最佳试验品。每个病人的遗传背景不一样,从病人自身提取的细胞经过改造,成为干细胞后,就能准确测出药物对病人的影响。有了最初的设想,还要有适当的技术手段。俞君英说,用改造皮肤细胞的方法制造干细胞是她在做之前的项目时想到的,“我想,干细胞研究方面如果要有突破,那就要从改造其他细胞的角度入手。”小事故拖累“时间竞赛”俞君英没有想到的是,在她开始制造“万能细胞”的同时,有一群日本科学家也开始着手相同的研究。20日,当俞君英所在的美国威斯康星大学麦迪逊分校詹姆斯·汤姆森实验室将研究发表在《科学》杂志的同时,日本京都大学教授山中伸弥领导的研究小组也把一份类似的报告发表在《细胞》杂志。两个小组的研究方法和原理大同小异。山中伸弥研究小组从一名36岁女性的脸部提取了科学家称为纤维原细胞的皮肤细胞。詹姆斯·汤姆森实验室的皮肤细胞来自一名新生儿的阴茎包皮。俞君英说,她是2006年的时候知道有日本同
日本理化学研究所宣布未能发现万能细胞
中国日报网8月27日电(信莲) 据日本媒体报道,当地时间8月27日,日本理化学研究所举行记者会,宣布万能细胞“STAP细胞”的确认性研究的初步结果显示,未能发现这一细胞存在的迹象。
负责这项确认性实验的再生科学综合研究中心的负责人丹羽仁史在记者会上说,由小保方晴子担纲的“STAP细胞”确认性研究工作,经过了将近两个月,在针对小白鼠的实验中,未能形成“STAP细胞”。
这份报告虽然被称为中间报告,但是事实上已经否定了小保方晴子所坚持的曾经发现过STAP万能细胞的主张。
2014年12月26日,日本“学术女神”小保方晴子论文造假案又添铁证:理化学研究所的调查委员会就STAP论文疑点发布调查报告称,所谓“STAP细胞”可能是混入已证实具有万能性的胚胎干细胞(ES细胞)制作而成,“能基本确定不存在STAP细胞”。
由于包括小保方晴子在内的相关人员均矢口否认曾混入ES细胞,报告称混入的经过“依然成谜”,未能彻底查清个中缘由。此前因小保方本人未能重现STAP细胞使该细胞的存在事实上已被否定,调查委员会的报告证实了STAP细胞从一开始就不存在的看法。
调查委员长国立遗传学研究所所长桂勲在东京的记者会上表示“STAP论文基本上已被全盘否定”,委员会“不排除有人故意混入ES细胞的可能性”,因为细胞在制作时曾在实验室放置了7天,无法断定是否有人故意或因疏忽大意将ES细胞混入其中。
小保方研究室剩余的细胞基因序列的变异与ES细胞的一致性超过99%。委员会据此认定,作为具有万能性的证据能发出绿光的实验鼠很可能是用ES细胞制作,所谓用STAP细胞制作的STAP干细胞正是来自于ES细胞。
此外报告还新认定了小保方论文中的两处图表造假。小保方在接受调查时承认其中一处图表在制作时缺乏了必要的实验步骤,而另一处图表因论文共同作者称不能使用原来的数据,由她进行了篡改。
❺ 从人类对细胞的发现和研究的科学进程中你得到什么启示
3.从人类对细胞的发现和研究的科学进程中你得到什么启示? 大哥大姐们,帮忙1让大家更进一步了解和发现细胞。 2动物和植物都是由相同的单位——细胞所
❻ 细胞发现史的例子有哪些
本身最初观察到细胞我想一定不是因为显微镜的发现,就如同我们儿时还未了解有显微镜的时候就可能曾经观测到:番茄起砂,西瓜起砂等等。
真正发现细胞这必须从人类真正意识到细胞的存在,细胞的生理学地位,以及真正给细胞一个生物学意义或者古典定义开始,那么就几乎和显微镜的发展史同步了。而到了近代,向内人类开始了细胞亚显微结构的探索,向外则衍生出了复杂的组织学理论。
所以给予你的问题你要参考的材料则包含上面三个方面,基本上就可涵盖细胞发现史及后续人们如何展开的探索。
❼ 现在科学家研究人类的起源最新成果是什么
考古复学(化石证据) 比较解剖学 细胞学制 基因学(分子生物学)分子种系发生遗传学 纯理论方法、 遗迹、遗物的推断、 壁画求证、 分子生物学、 关于碳14和DNA研究、 研究与人类亲缘关系较近的灵长类动物的胚胎、 唯物辩证法 首先因了解生命的起源(五个观点) 生命起源观点 1、神创论 生物是由神或上帝创造。 2、自然发生论 随时地,可以在短时间内完成。 3、生生论 生物生生物,但原始的生物是未知的有神创论的色彩。 4、宇宙生命论 在宇宙长期演变而成(生命是从外星移植到地球上的) 5、在原始的地球条件下通过化学途径逐渐演变而成的。
❽ 人类使用显微镜获得了哪些成果
1.1 放大镜
学生要形成以下科学概念:
(1)放大镜可以观察到物体更小部分的更多细节;
(2)和放大镜形状类似的物体也具有放大的功能。
(3)放大镜是凸透镜,凸透镜具有放大物体图像的功能;
认识放大镜的作用“它们是什么”( P3 )教学建议:
首先要让学生观察课本上的三种纸的纤维的特征:纤维的长短及排列的情况紧密、疏松;整齐、紊乱)
如何猜得到哪张是书写纸 、吸水纸、过滤纸呢?我认为是不是可以找身边的纸,观察哪些纸的纤维分别和它们的纤维相似。
认识放大镜的作用观察报纸上的画面,亮处的点和暗处的点有什么不同? 同样的钢笔或毛笔在不同的纸上留下的笔迹有什么不同?颜色水在不同的纸上浸润的情况?观察钢笔的墨水从哪里来?
1.2 放大镜的放大倍数
学生要形成以下科学概念:
(1)放大镜的放大倍数是不同的,放大的倍数和镜面的凸度有关,凸度越大,放大的倍数就越大。球形的透明体放大的倍数是最大的;
(2)随着放大镜倍数的增加,不仅观察对象的图像会变大,所获得的信息也会更多,同时视野变小;
(3)观察物体时所获得的信息和我们使用的观察工具有关;
五、教学活动“放大了多少倍”时应考虑的问题
1、放大镜的放大倍数和放大镜的大小有关系吗?
2、用数字数和量方格的方法,能准确测出放大镜的放大率吗?
3、测放大镜的焦距容易吗?
4、直接阅读放大镜的说明书可以吗?
六、教学时可采取的策略
•选用直径相同,放大倍数不
•指导学生规范操作,得出放大镜的放大倍数;
•再将标号不同的放大镜(放大倍数不同)同时发给各组,来“观察什么样的放大镜放大倍数较大”。
•比较不同倍数的放大镜下观察到的物体有什么不同。(看到的细节和视野)
1.3 放大镜下的昆虫世界
•选用昆虫作为研究对象的意义:
1、昆虫世界是一个奇妙的世界,有着十分丰富的观察内容;昆虫的种类和数量繁多,分布范围广,有着不同的形态机构和生活习性。
2、学生对昆虫很感兴趣,但对昆虫知识掌握得不多,有必要近一步观察、学习;小学生对昆虫始终有浓厚的兴趣,观察昆虫对透明来说本来就是一个乐此不疲的活动,在三年级上册的《动物》单元中,学生们已经对昆虫有了一定的接触,但这远远不能满足孩子们的要求。
3、许多昆虫由于身体较小,要用放大镜观察。
•《放大镜下的昆虫世界》一课的教学,学生要形成以下科学概念是比较开放的,如学生将对昆虫的身体结构与功能相联系或昆虫的生活习性等进行广泛而深入的探究;
•第一步在课堂上观察昆虫身体和部分器官--蝴蝶的翅、蝇的眼、蟋蟀的耳、昆虫的触角等。这些器官能反映昆虫的主要特征,引领学生进入昆虫世界。
•第二步选择一至两种昆虫在课外进行比较深入细致的跟踪观察。
•课本上列举了 “蚜虫和它的天敌—草蛉”的一个范例。
•“蚜虫和它的天敌—草蛉”是对蚜虫和草蛉进行比较深入的跟踪观察。观察者从蚜虫和其天敌草蛉的肢体、进食、伪装等几方面,以及它们的关系,作了比较细致的观察和生动具体的记录、描述。
1.4 放大镜下的晶体
•《放大镜下的晶体》一课的教学,学生要形成以下科学概念:
•自然界中许多物体都是晶体结构,晶体具有一致的几何形状;选择“晶体”内容的意义
许多晶体用肉眼是看不见的,我们只有借助放大镜、显微镜才能看到。自然界中很多物质都是晶体结构。过去学生观察物质,很少从结构上去观察,晶体是他们第一次从物质的细微结构角度进行观察。从结构的角度去观察物质,会使他们对身边的物质有着更深一层的了解。这对拓展学生对自然界物质的认识是有意义的。
第一部分是初识晶体,让学生用放大镜观察食盐、白糖、碱面晶体。
第二部分自制晶体。指导学生用白糖、食盐、碱面在玻璃片上制作晶体,并观察晶体。
活动“观察美丽的晶体”,教学时一般采取课前教师搜集、制作好各种晶体,学生们课上进行观察和描述。如果学生们能够亲自观察到晶体的结晶过程,会使学生们对晶体的理解更加深刻。
1.5 怎样放得更大
•《怎样放得更大》一课的教学,学生要形成以下科学概念:
(1)两个凸透镜的组合可以把物体的图像放得更大;
(2)科学家设计并使用显微镜来拓宽观察领域、开展对更多问题得研究;
至关重要的两个问题
1、制作指导;(自制显微镜的)
2、指导使用方法;(有显微镜的)
1.6 用显微镜观察研究身边的生命世界
本课学生们要形成的科学概念是比较开放的。
指导学生带着问题有目的、有计划地进行观察。要求选择、确定一个有关身边生命世界的课题,然后以小组为单位开展观察研究,并完成课题研究报告。
让学生经历一个“问题—计划—观察—结果—交流”,较完整的探究过程,尝试象科学家那样研究科学。重点指向学生的观察范围、观察内容、观察材料和工具的准备。
启发观察的范围和内容,并提供范例。
1.7 在显微镜下我们发现了什么
观察的对象是身边的生命世界,要启发学生从居家的环境、校园环境、自己的身体等方面去提出问题、寻求研究课题(课文 12页的学生对话是提出问题和发现课题的过程的举例。比如发现鱼缸里的水绿了,就思考为什么水会发绿?假设是不是水里有什么,从而提出要看看水里到底有什么的课题)。
可让学生阅读课文15页《宝石花耐旱的秘密》等内容。《宝石花耐旱的秘密》的作者善于观察,从自己的生活中发现问题,提出问题,最后又自己通过观察和研究解决了问题,得出了宝石花耐旱的答案。教师要帮助学生筛选课题。所提出的课题内容要能用简易显微镜进行观察,要符合学生的研究水平(如:很多学生对观察细菌感兴趣,但是细菌要在放大千倍的显微镜下才能看见,一般的显微镜下是无法看见的。不过细菌集合的菌落是可以看见的,我们可以指导学生培养菌落和观察菌落)
1.8 微小世界和我们
对使用显微镜观察,教材上没有专门的作为新课学习,需要教师进行适当的指导和帮助,包括如何培养、制作显微镜下的标本,以及如何使用显微镜。
显微镜下的观察和一般观察不同,对观察材料有其特殊的要求。显微镜下观察的物体必须薄而透明,对较厚不便于观察的物体,如植物果实、根、茎、叶等,需要制作切片。(课文13页第一幅图介绍了制作切片标本需要的工具;第二幅图介绍如何利用新鲜干草培养微生物;第三幅图是以洋葱为例介绍制作切片的制作方法)。教师可预先准备好一些资料卡片或相关的书籍,这些资料卡片主要是操作方面的。比如如何培养和观察霉菌、如何培养手上细菌的菌落、如何获得生活在水里的微生物等等,提供学生参考。根据学校的条件,准备一些在显微镜下观察的标本、工具和材料。
研究报告的主要内容和写作要求:
要包括课题名称、问题是怎样提出的、研究的过程和方法、研究结果、收获和体会。内容要真实,除正文外,可附图、表格、照片、实物。不要求学生做得很好,但要知道一定的格式和要求,尽量按照要求去做。
如何让学生理解体现科学和技术发展的关系
科学与技术是互惠互利的,科学与解决的问题有时需要更精巧的仪器,而科学家提出的一些原理有助于产生更好的仪器和技术,技术的进步也改善了人们的生活,促进了社会的发展。
教材通过指导学生亲身观察和体验,经历从眼睛观察到放大镜观察,再用显微镜的观察,并对三种不同的观察结果进行对比,交流发现的成果。体会到由于观察工具(即技术)的进步,能使人类看到的范围扩大,能发现紧靠肉眼无法发现的自然界的许多秘密。
通过简单的光学知识,了解到科学家提出的一些原理有助于产生更好的仪器和技术。如放大镜和显微镜实际上是运用了凸透镜放大及成像的科学原理。
教师可以在指导学生自制放大镜、显微镜的活动中,了解科学知识的运用。另外通过资料介绍人类探索微小世界的过程和成果,了解到观察工具的改进使人类发现了生物由细胞组成,疾病由细菌和病毒引起,从而促进了生物学、医学、农业等方面的发展。显微技术促进了微电子仪器的研制等等。
❾ 人类在21世纪取得了巨大成就有哪些
一、分子电子学获重大进展,科学家们开发出了分子电路。若干个研究小组将极小的晶体管、导线和开关连在一起,形成可完成基本运算的电路,该技术为未来开发出超小型计算机铺平了道路。这些超小型计算机可用于即时翻译不同语言之间的对话,或计算出气候的变化趋势。
二、对核糖核酸的研究证明,它在人体中的功能是多种多样的,例如,核糖核酸在基因抑制和酶的活性中所起的作用就大大出乎科学家的意料。三、揭开了太阳喷发出的大量中微子丢失之谜。科学家发现,这些中微子失踪的原因在于,中微子在从太阳到地球的旅途中本身特性发生了变化。这一发现对目前物理学的标准模型提出了质疑,因为该标准模型认为,中微子在通过大量物质时不发生变化。
四、人类基因组草图的公布成为今年的第二件大事。目前,有60多种生物体包括若干种致病微生物,正成为科学家绘制基因组图的对象。
五、开发出了新的超导材料。今年,科学家发现了临界温度更高的新型超导材料,使人类朝着开发室温超导材料领域迈出了一大步。
六、研究人员更多地了解了在发育的神经系统中,分子信号是如何吸引和排斥生长的神经轴突———神经通信网络之臂的。
七、今年,临床治疗上开始使用一种特定的“灵巧炮弹”式药物,该药物可在人体内自动寻找并摧毁引起癌症的病变细胞。
八、冷原子仍然是热门话题。今年诺贝尔物理奖的颁奖原因,就是由于发现了被称为爱因斯坦-玻色凝聚态物质,这表明凝聚态物质仍然受到极大的关注。
九、解开精神病之谜。研究人员识别出可增加精神分裂症和抑郁症等遗传疾病风险的特殊基因。该研究成果对于研制治疗这类疾病的新药意义重大。
十、小核糖核酸分子研究继续升温。2003年,科学家继续探索小核糖核酸分子如何影响从早期发育到基因表达等多种细胞行为。对小核糖核酸分子的研究,将有助于人类战胜诸如艾滋病和肝炎等疾病。
十一、生命有可能始于RNA(遗传物质核糖核酸),而非DNA(遗传物质脱氧核糖核酸)。
十三、格鲁吉亚共和国出土170万年前的原始人化石头盖骨,这有可能是从非洲走出的第一批人类祖先的头盖骨。
十四、塑料电子学取得进展。发现导电塑料的三位科学家获得了今年的诺贝尔化学奖。
十五、克隆和干细胞研究取得突破性进展。
十六、研究表明火星表面上可能有流动的水,科学家还通过火星照片推论这一红色星球早期湖泊遍布。
十七、参加“银河系外毫米波辐射和地球物理气球观测项目”的多国科学家通过观测和研究证实了宇宙是平坦的观点。
十八、科学家在激素受体的多种作用方面取得新发现,加深了对胆固醇的代谢、脂肪酸的产生以及糖尿病和癌症发生过程的理解。
十九、美国“近地小行星约会”探测器进入“爱神”小行星的轨道。 二十美国“航海家”1号宇宙飞船飞离太阳系,它已经距我们135亿公里,相当于地球与太阳间距离的90倍,它将到达最近的二颗恒星。
二十一、量子物理取得重大发现,研究人员观察到电流可以同时沿两个方向绕着一个超导导线环流动。
❿ 细胞是什么时候被人类发现的
1665年,英国人罗伯特·胡克用自己制造的显微镜观察软木片,发现有许多小孔,状如蜂窝,他便称之为细胞(细胞的英文名cell,原意是小房间)。许多学者在不同的生物体中都重复看到细胞。植物有细胞,动物也有细胞。但这些学者同样没有注意到细胞内含物是些什么东西。1831年,罗伯特·布朗从兰科植物的叶片表皮细胞中发现了细胞核。1835年,有人在低等动物根足虫和多孔虫的细胞中发现细胞的内含物——细胞质。这样,细胞基本结构和形态逐渐被揭开。