DNA结构发现启示意义.doc

从科学发展的角度，论述DNA结构发现的启示意义 姓名:沈存忠 学院：生物工程学院 专业：生物化工 学号发现的背景： （一）社会背景： 上世纪最重要的三个大的发现，就是相对论、量子力学和DNA双螺旋结构，这是20世纪自然科学最伟大的三个发现，都是在物质条件，不是太好的情况下产生的。DNA双螺旋结构在英国发现的，是1953年，也是在第二次世界大战以后的英国，那个时候相对来讲，它比美国是困难多了，美国当时是惟一没有受到战争影响的一个大国，而且由于战争的关系，使得美国非常重视科学，所以在“二战”以后，美国大量投钱来发展科学。而英国，这个实验室和这批科学家，是处于一个很困难的境地，但是尽管如此，他们还是发现了DNA双螺旋结构 （二）科学背景：20年代至30年代，量子力学的发展很快，新的思想对遗传学的发展产生了重要影响，并且有一大批物理学家加入到遗传学的研究之中。同时，由于物理学家的介入，对遗传学的实验技术发展也产生了很大的推动作用，特别是x射线结晶技术。它不仅仅在研究蛋白质结构的工作中发挥了重要作用，而且在分析dna 结构的工作中也发挥了极其重要的作用。 ?各研究小组 一：DNA的结构起源可能要上溯到在弗兰克林和威尔金斯之前的阿斯特伯里，他在20世纪40年代通过X射线结晶衍射图认为，DNA分子是多聚核苷酸分子的长链排列。然而阿斯特伯里所发现的DNA图片极其不清楚，并不能真实反映DNA清晰的图像。 二：接力捧随后传到了英国的威尔金斯和弗兰克林小组。在40年代末，威尔金斯的研究小组就测定了DNA在较高温度下的X射线衍射，纠正了阿斯特伯里发现的缺陷，而且初步认识到DNA是一个螺旋形的结构。但是后来随着研究的发展，威尔金斯似乎再也无法深入到更深层面了解DNA的真实结构。这时弗兰克林这位具有非凡才能的物理化学家加盟到威尔金斯小组。她凭着独特的思维，设计了更能从多方面了解物质不同现象的实验方法，如获取在不同温度下的DNA的X射线衍射图。把这些各种局部的结构形状汇总，DNA的衍射图片越来越清晰，越来越全面。本来，如果弗兰克林与威尔金斯继续合作下去，胜利果实既不会遥远，也不会让与别人，即克里克和沃森来摘取。但是弗兰克林由于与威尔金斯性格不合而时常发生矛盾，最终弗兰克林从威尔金斯小组中分离了出来，另立门户单干。两强的分离使得研究的实力大大减弱，速度也大大减慢。 三：就在威尔金斯和弗兰克林对DNA结构进行研究时，一位名声更大的人物—美国化学家鲍林从1951年起就在用同样的X射线晶体衍射方法研究蛋白质的氨基酸和多肽链，最后发现了血红蛋白多肽链为α螺旋链，为此他获得1954年的诺贝尔化学奖，并因此而成为全球的X射线晶体衍射权威。对科研极其敏感的鲍林随即就将注意力转到了DNA上来，并获得了一些DNA的X射线晶体衍射图片。也许是由于实验的问题，也许是由于指导思想的问题，鲍林一直认为DNA是三螺旋结构。这让他进入了一个误区，从此再也没有走出这个死胡同，否则他会三次获诺贝尔奖(第二次是获1962年的诺贝尔和平奖)。 四：由于弗兰克林、威尔金斯和鲍林在当时都没能获得较大的进展，于是天降大任于克里克和沃森。但是承担这一大任的克里克和沃森在后来都承认，他们是站在了巨人的肩上。这巨人就是威尔金斯和弗兰克林，尤其是后者。1951年，美国的沃森代表导师卢里亚前往意大利参加生物大分子结构会议。就在这个时候，威尔金斯和弗兰克林关于DNA的X射线晶体衍射图分析报告吸引了沃森。可以说这是对沃森研究DNA结构的启蒙。博士毕业，沃森被导师推荐到欧洲。在英国的卡文迪什实验室，他与克里克相遇并共同研究DNA的结构。虽然受到自威尔金斯和弗兰克林的报告的启发，但是，DNA具体是一个什么样的螺旋结构，是双链、三链还是四链的，说实话，沃森和克里克心中并没有谱。是在1953年2月14日与威尔金斯的讨论中，威尔金斯出示了一幅弗兰克林于1951年11月在研究时获得的非常清晰的DNA晶体衍射照片。1953年4月25日《自然》杂志发表了沃森与克里克的DNA双螺旋结构假说的短文，并配有威尔金斯和弗兰克林的两篇文章，以支持沃森和克里克的假说。后来鲍林和其他科学家的研究也从不同方面证明了DNA双螺旋结构。 发现双螺旋结构的影响是多方面的。本文拟就发现者当年的经历，谈一些可能仍然具有现实意义的看法。以古鉴今，或非空谈。 　　一个重大理论成果的诞生，需要有良好的学术氛围 　　1962年沃森在诺贝尔授奖宴会上代表医学生理学奖3位获得者的答谢词中说过，他们获得如此崇高的荣誉，非常重要的因素是有幸工作在一个博学而宽容的圈子中，科学不是某个人的个人行为，而是许多人的创造。 　　沃森在美国