It has not escaped our notice that the specific pairing we have postulated imeediately suggests a possible copying mechanism for the genetic material.

他的简短论文，《植物杂种试验》，正如 Curt Stern所描述的那样，“是人类思维所取 得的伟大胜利之一。它不仅是宣告了通过新的 观察和实验方法发现了重要事实。更确切地说， 在最高级的创造性活动上，它将这些事实以概 念系统的形式呈现出来，这就使之具有普遍意 义……”
3. 不要忽视那些意外 英国生物学家贝特森曾经留下了不朽 的名言：“请珍惜你所发现的例外情况。 如果没有例外，工作就会变得如此枯燥无 味，谁也不愿意去进一步推动它前进。例 外就像修建中的大厦的粗面石料，它告诉 人们应该怎样进一步加工以及下一个部件 应当安放在什么地方。”
他喜欢在实验室里专心搞研 究,常说自己是“一条实验室 里的虫子”
赫尔希——“这笑话，不仅好笑，而且是真的”
达尔文: “我比任何人都深切地感到，有必要将支 持我的结论的全部事实和参考资料发表出来， 因为我知道本书中所讨论的任一点都必须用事 实来支撑，否则便会引出与我得学说完全相反 的结论来......那些事实存在着，而且值得 注意。不管是谁，只要将过多的经历放在未能 解释的难题上，而不是放在对某些事实的解释 上，他就必然会反对我的学说。”
一、科学史教学与学生对科学概念的理解 深刻、厚重、丰满、有血有肉
课例. 细胞学说建立的科学史教学片断
在用显微镜初次看到细胞以后长达170多年的 历史中，人们不断积累和丰富着细胞观察的资料， 可是为什么一直没有科学地概括细胞与机体的关系？ 施莱登根据什么把显微镜下看到的千奇百怪 的结构统一起来？施旺又为什么能够把形态更为迥 异的动植物结构统一起来，并证明了动植物界最本
三、科学史教学与学生对科学本质的理解
“我是一个天生的博物学者。” “对任何自然现象都有一种抑制不住的好奇心” “见到过的任何事物都能在头脑中引出问题。”
《基因论》 摩尔根著
“像物理学家和化学家假定电 子一样，遗传学家假定了基因, 因为这在假定基础上形成的理 论能够帮助我们作出科学预测, 所以它有存在的价值。
质的联系?
“一天，当我和施莱登一起用膳时，这 位著名的科学家向我指出，细胞核在植物 的细胞发生中起着重要作用。我立刻回想 起曾在脊索细胞中看见过的同样的“器 官”。在这一瞬间，我领悟到，如果我能 够成功地证明脊索细胞中的细胞核起着在 植物细胞发生中它所起的同样的作用，这 个发现将是极其重要的。”
施旺：“现在我们已经推倒了分隔动植物的 巨大障碍。” 揭示了生物体结构的统一性和细胞的统一性
1884年1月死于肾病:我深信全世界承认这项工作 成果的日子已为期不远了。
8年期间孟德尔利用几十种豌豆进行杂 交，统计分析了数以万计的豌豆的性状， 但是孟德尔的工作绝不是表面上看起来的 种豌豆、收豌豆，数豌豆。混沌一片的遗 传现象，由于孟德尔的精确——以数学统 计为基础，孟德尔的坚韧——历时8年的杂 交试验，孟德尔的大胆假设——可见的性 状为不可见的遗传因子控制，孟德尔的巧 妙实验验证——不可见的因子为可见的性 状，而真相大白。孟德尔思维的精巧，推 理的严密，实证的严肃，充分展示了科学 的理性美。
1955年,克里克在给所有“领带”俱乐 部会员中的一封信中,提出氨基酸可能由所 谓的“转接分子”携带到合成蛋白质的场 所，而且每一种氨基酸都有特定的转接分 子。推测这些转接分子是非常小的RNA分 子。
“…… 一般认为，事实尤其是实验事实, 不仅是理论的铺垫,更是理论得以建立的前 提和先导。进化论的创设就是以大量的事 实作为铺垫的。而追踪分子生物学的成长 史,能让我们触目所及的是，由高超严谨的 想象力编织的理论不仅引出事实,规范事实, 而且在一个有意义的理论体系中,事实得以 暴露真相…… ”
科学的真谛在于它是永无休止地提出问 题和解决问题的求真过程 观察、问题、假说、实证 质疑是发现的起点
逻辑是判断的工具
实证是判断的尺度
1. 关于科学假说
科学假说不仅是科学研究的一般成果，而 且是科学创造的一种重要思维形式或研究方法， 还是自然科学发展的 一个重要环节或必经阶段。 科学假说的基本要素：事实基础；背景 知识；进行猜测；形成预见——是经验证据和 科学思维的产物。 “ 一个好的理论不但要给出预言而且要 给出惊人的预言”
“这么伟大的物理学家竟会花时间写生 物学的书，引起了我的兴趣。” “薛定谔触动了我的心弦……一想到生 命可能借助于一本密码本写成的指令而永 续长存,就另我神往不已 。什么样的分子密 码能够复杂到足以传播生命的奇迹？又有 什么样的分子密码，能够让染色体在复制 时都能复制出一模一样的密码？……. 沃森、克里克、威尔金斯都受到此观 点的影响。
PGAD DPGA PGADld DHAP E4P Xu5P R5P Ru5P RuBP FBP F6P S7P SBP
化 合 物 量
光
暗 C3化合物 C5化合物 时间（分）
化 合 物 量
0.1CO2%
0.003CO2%
C5化合物 C3化合物
时间（分）
光合作用实验中C5和C3之间的转化
二、科学史教学与学生建立学科观念
卡尔文的实验研究方法和结果 卡尔文利用什么技术方法追踪CO2转化为葡 萄糖的途径？ 卡尔文如何获得CO2转化为葡萄糖过程中不同阶 段的产物？ 卡尔文如何分离和检测CO2转化为葡萄糖过程中 可能的中间产物？ 卡尔文如何判断所分离并鉴定出的产物之间的转 化关系？ 卡尔文及其同事所揭示的CO2转化为葡萄糖等有 机物的过程是怎样的？
《生命是什么》1944
薛定谔(1943)：象受精卵细胞核 这样小的物质微粒，怎么能包含 了涉及有机体未来的全部发育的 精细的密码正本呢？…….这种物 质结构提供了各种可能的排列…… 为了把问题讲清楚，就想到了莫 尔斯密码……如果密码有5种不同 的符号，只挑出25个符号的组 合……粗粗地算一下，组合数是 62330000000000个 ……
“……我们未曾忽略,我们提出来的碱
基特异性配对的原则立即展示出遗传 物质可能的复制机制。”——《核酸 的分子结构—脱氧核糖核酸的一个结 构模型》
甚至在得出DNA结构以前，沃森就为自己写 下了一条预测：“DNA→ RNA →蛋白质。” 他用胶布把这条“公式”贴在他办公桌上 方的墙壁上。 这个预测中的箭头“并不意味着化学的转换， 而是表示：在DNA分子核苷酸顺序中的遗传信 息是怎样传递到蛋白质中的氨基酸顺序上的。”
2. 坚韧、坚持来自于自信，自信来自于深 厚的 积淀和学养
科学故事中最能打动教师和学生心扉的是 那些艰苦卓绝的努力。教师在科学史教学中介 绍科学家们艰苦求索的故事，不应是一种浅薄 而八股式的说教。那些故事被教师融入了理性 的思考。更确切地说，那些故事本身有丰富的 精神内涵。
课例：是什么让孟德尔对他的研究成果充满了 自信？
细胞学说 细胞膜的结构 酶的发现 光合作用 遗传规律 遗传的细胞学基础 遗传的分子基础 进化论 植物生长素的发现 动物激素的发现 ……
科学史教学传授的不仅仅是科 学知识和科学方法 北京四中 陈月艳
科学不是一个个概念串联起来的，也 不是一个个成果堆积起来的，而是从活生 生的实践的历史中走出来的一个有机的整 体。
毕希纳兄弟：发酵确实可以在无细胞的条件下进 行，发酵需要活细胞产生的催化剂
这完全是一个意外发现：毕希纳并没有想研究酵 母发酵的现象，他们只是用沙粒磨碎酵母细胞后，想 保存酵母汁备用，起初，他们选用防腐剂对提取物进 行保存，但是失败了，后来他们采取了在提取液中加 入糖的办法。 实验结果与他们的想象相差甚远，糖不仅没有起 到保护作用，反而持续产生了一种气体，进一步分析， 发现酵母汁发酵产生了酒精和二氧化碳。 毕希纳兄弟并没有因为保存酵母汁的失败而沮丧， 相反，他们敏感地意识到他们有了一个重大发现：发 酵并不需要完整的细胞就能实现。
C3 C3 C3 C3 C4 C5 C5 C5 C5 C6 C6 C7 C7
3-磷酸甘油酸 1，3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油醛 磷酸二羟丙酮 赤藓糖-4-磷酸 木酮糖-5-磷酸 核糖-5-磷酸 核酮糖-5-磷酸 核酮糖-1，5-二磷酸 果糖-1，6-磷酸 果糖-6-磷酸 景天庚-1，7-二磷酸 景天庚-7-磷酸
人类探索生命的本质和生命活动规律的历史， 呈现的不仅仅是不断被发现和积累的知识的进步。 先人寻求真理的执着、痛失机遇的缺憾、前赴后继 的探索、完美合作的结晶、划时代意义的成就、科 学认识和认识过程本身的迷人光彩等，都深刻体现 着人类的心灵、情感和理智对真、善、美的渴望、 追求和理解。我们在教学中和和学生分享的不仅仅 是科学知识和科学技能与方法，更重要还有科学观 念、科学精神、科学审美能力。
詹姆斯.沃森在谈到双螺旋的意义时说道:它 将启蒙运动在唯物论思想上的革命带入细胞这 个层次。从哥白尼推翻ห้องสมุดไป่ตู้类是宇宙中心的说法， 到达尔文坚持人类只不过是改造后的猴子，这 场智识之旅的焦点终于来到生命的本质上。其 实不足为奇，双螺旋是一种优美的结构，但它 的讯息却非常平凡，生命不过就是一种化学作 用。
课例:光合作用核心概念教学
还原 光能 叶绿体
6 CO2 + 6 H2O
C6H12O6 + 6O2
氧化
光合作用是一个氧化还原过程
1. 光合作用释放的氧气来自于H2O还是CO2？ ①基于光合细菌的光合作用研究 ②基于离体叶绿体的光合作用研究 ③基于放射性同位素示踪的研究 2. 在叶绿体中，能量并不高的可见光为什么能把 H2O裂解？色素吸收光能后引发了怎样的物质和 能量变化？ 叶绿体色素的提取和分离实验 恩吉尔曼(G.Eengelmann)研究方法和结果 叶绿体色素的荧光现象 光反应过程 3. CO2是如何转化为葡萄糖等有机物的？为什么在 体外不能利用二氧化碳化学合成葡萄糖？