精編資料推薦DNA結構發(fā)現(xiàn)的啟示意義

1、專業(yè)資料推薦9DNA結構發(fā)從科學發(fā)展的角度，論述 現(xiàn)的啟示意義姓名：沈存忠學院：生物工程學院專業(yè)：生物化工學號：09043113發(fā)現(xiàn)的背景：（一）社會背景： 上世紀最重要的三個大的發(fā)現(xiàn)，就是相對論、量子力學和DNA雙螺旋結構，這是20世紀自然科學最偉大的三個發(fā)現(xiàn)， 都是在物質條件，不是太好的情況下產(chǎn)生的。DNA雙螺旋結構在英國發(fā)現(xiàn)的，是1953年，也是在第二次世界大戰(zhàn)以后的英國，那個時候 相對來講，它比美國是困難多了，美國當時是惟一沒有受到戰(zhàn)爭影響 的一個大國，而且由于戰(zhàn)爭的關系，使得美國非常重視科學，所以在“二戰(zhàn)”以后，美國大量投錢來發(fā)展科學。而英國，這個實驗室和這 批科學家，是處于一個很困

2、難的境地，但是盡管如此，他們還是發(fā)現(xiàn) 了 DNA雙螺旋結構（二）科學背景：20年代至30年代，量子力學的發(fā)展很快，新的思想對遺傳學的發(fā)展產(chǎn)生了重要影響，并且有一大批物理學家加入到遺 傳學的研究之中。同時，由于物理學家的介入，對遺傳學的實驗技術 發(fā)展也產(chǎn)生了很大的推動作用，特別是x射線結晶技術。它不僅僅在 研究蛋白質結構的工作中發(fā)揮了重要作用，而且在分析dna結構的工作中也發(fā)揮了極其重要的作用。各研究小組一: DNA的結構起源可能要上溯到在弗蘭克林和威爾金斯之前的 阿斯特伯里，他在20世紀40年代通過X射線結晶衍射圖認為，DNA 分子是多聚核苷酸分子的長鏈排列。然而阿斯特伯里所發(fā)現(xiàn)的DNA圖 片

3、極其不清楚，并不能真實反映 DNA青晰的圖像。二：接力捧隨后傳到了英國的 威爾金斯和弗蘭克林小組。在40 年代末，威爾金斯的研究小組就測定了 DNA在較高溫度下的X射線衍 射，糾正了阿斯特伯里發(fā)現(xiàn)的缺陷，而且初步認識到DNA是一個螺旋 形的結構。但是后來隨著研究的發(fā)展，威爾金斯似乎再也無法深入到 更深層面了解DNA勺真實結構。這時弗蘭克林這位具有非凡才能的物 理化學家加盟到威爾金斯小組。 她憑著獨特的思維，設計了更能從多 方面了解物質不同現(xiàn)象的實驗方法，如獲取在不同溫度下的DNA勺X射線衍射圖。把這些各種局部的結構形狀匯總，DNA勺衍射圖片越來越清晰，越來越全面。本來，如果弗蘭克林與威爾金斯繼

4、續(xù)合作下去， 勝利果實既不會遙遠，也不會讓與別人，即克里克和沃森來摘取。但 是弗蘭克林由于與威爾金斯性格不合而時常發(fā)生矛盾，最終弗蘭克林 從威爾金斯小組中分離了出來，另立門戶單干。兩強的分離使得研究 的實力大大減弱，速度也大大減慢。三：就在威爾金斯和弗蘭克林對 DNA吉構進行研究時，一位名聲 更大的人物一美國化學家 鮑林從1951年起就在用同樣的X射線晶體 衍射方法研究蛋白質的氨基酸和多肽鏈，最后發(fā)現(xiàn)了血紅蛋白多肽鏈 為a螺旋鏈，為此他獲得1954年的諾貝爾化學獎，并因此而成為全 球的X射線晶體衍射權威。對科研極其敏感的鮑林隨即就將注意力轉 到了 DNA上來，并獲得了一些DNA勺X射線晶體衍射

5、圖片。也許是由 于實驗的問題，也許是由于指導思想的問題，鮑林一直認為DNA是三 螺旋結構。這讓他進入了一個誤區(qū)，從此再也沒有走出這個死胡同，否則他會三次獲諾貝爾獎（第二次是獲1962年的諾貝爾和平獎）。四：由于弗蘭克林、威爾金斯和鮑林在當時都沒能獲得較大的進 展，于是天降大任于克里克和沃森。但是承擔這一大任的克里克和沃 森在后來都承認，他們是站在了巨人的肩上。這巨人就是威爾金斯和 弗蘭克林，尤其是后者。1951年，美國的沃森代表導師盧里亞前往 意大利參加生物大分子結構會議。 就在這個時候，威爾金斯和弗蘭克 林關于DNA勺X射線晶體衍射圖分析報告吸引了沃森?？梢哉f這是對 沃森研究DNA吉構的啟蒙

6、。博士畢業(yè)，沃森被導師推薦到歐洲。在英 國的卡文迪什實驗室，他與克里克相遇并共同研究 DNA勺結構。雖然 受到自威爾金斯和弗蘭克林的報告的啟發(fā)，但是，DNA具體是一個什么樣的螺旋結構，是雙鏈、三鏈還是四鏈的，說實話，沃森和克里克 心中并沒有譜。是在1953年2月14日與威爾金斯的討論中，威爾金 斯出示了一幅弗蘭克林于1951年11月在研究時獲得的非常清晰的 DNA晶體衍射照片。1953年4月25日自然雜志發(fā)表了沃森與克 里克的DNA雙螺旋結構假說的短文，并配有威爾金斯和弗蘭克林的兩 篇文章，以支持沃森和克里克的假說。后來鮑林和其他科學家的研究 也從不同方面證明了 DNA雙螺旋結構。發(fā)現(xiàn)雙螺旋結

7、構的影響是多方面的。 本文擬就發(fā)現(xiàn)者當年的經(jīng)歷，談 一些可能仍然具有現(xiàn)實意義的看法。以古鑒今，或非空談。一個重大理論成果的誕生，需要有良好的學術氛圍1962年沃森在諾貝爾授獎宴會上代表醫(yī)學生理學獎 3位獲得者的 答謝詞中說過，他們獲得如此崇高的榮譽，非常重要的因素是有幸工 作在一個博學而寬容的圈子中，科學不是某個人的個人行為，而是許 多人的創(chuàng)造。沃森在美國本來是在微生物學家指導下從事噬菌體遺傳學研究的，他們希望通過噬菌體來搞清楚基因如何控制生物的遺傳。派他出國學習并沒有生硬地規(guī)定課題，甚至他從一個國家的實驗室到另一個 國家的實驗室也能得到導師的支持或諒解。 當他聽了威爾金斯的學術 報告，看到D

8、NA的X射線衍射圖片后，認定一旦搞清DNA的結構, 就能了解基因如何起作用。于是他不等批準，就決定先斬后奏從丹麥 去倫敦學習X射線衍射技術了。至于克里克，他是個不拘小節(jié)又相 當狂妄的聰明人，不太受老板布喇格歡迎，甚至一度有可能被炒尤魚， 但是，當因為學術問題引起的誤會消除后，老板照樣關心他的工作， 在那篇劃時代的論文寫成后，布喇格認真修改并熱情地寫信向自然 推薦。這種現(xiàn)象在一個以學術為重的研究機構應該是正常的。人際關 系對研究事業(yè)的干擾是輕微的。沃森擅自選擇，后來和克里克一起在那里作出劃時代貢獻的研究 機構，在當時已經(jīng)是一個聞名全球的單位 英國劍橋大學卡文迪許實驗室。這個實驗室創(chuàng)立于1874年

9、，麥克斯威爾、盧瑟福、玻爾等 一批物理學大師都在這里工作過。 創(chuàng)立至今，先后造就了近30位諾貝 爾獎獲得者。在這里，沃森遇到了物理學家克里克，又得到機會向威 爾金斯、富蘭克林等 X射線衍射專家學習，還有包括著名蛋白質結 構專家的兒子在內一批科學家和他經(jīng)常交換各種信息和意見，又得到實驗室主任布喇格等老一輩的指導和鼓勵，這些都是他取得成就的重 要因素。而直接導致沃森集中精力從事 DNA結構研究的契機，則是 他得到美國主管部門資助去參加在拿不勒斯召開的學術會議， 在那里 他看到了威爾金斯的X射線衍射圖片。早在上世紀初，物理學家湯姆森領導這個實驗室時， 就形成了一 個“TeaBrea習慣，每天上午和下

10、午，都有一個聚在一起喝茶的時間， 有時是海闊天空的議論，有時是為某個具體實驗設計的爭論， 不分長 幼，不論地位，彼此可以毫無顧忌地展開辯論和批評。歷史證明這種 文化氛圍確實有利于學術進步，所以這種習慣現(xiàn)在已經(jīng)被國外許多大 學和研究機構仿效，就連國際學術會議的日程安排中，這個節(jié)目也是 必不可少的。近十幾年來，國內個別大學和科研單位的領導人也在試 圖推廣這種做法。如果能夠長期堅持下去，必有收獲。創(chuàng)新者必須破除迷信，敢于向權威挑戰(zhàn)1953年沃森和克里克都是名不見經(jīng)傳的小人物，37歲的克里克連 博士學位還沒有得到。受到前人的影響，他們原來按照3股螺旋的思路進行了很長時間的工作，可是既構建不出合理模型，

11、也遭到結晶學 專家富蘭克林的強烈反對，結果使工作陷于僵局。在發(fā)現(xiàn)正確的雙股 螺旋結構前2個月，他們看到蛋白質結構權威鮑林一篇即將發(fā)表的關 于DNA結構的論文，鮑林錯誤地確定為3股螺旋。沃森在認真考慮 并向同事們請教后，決然地否定了權威的結論。正是在否定權威之后， 他們加快了工作，在不到兩個月內終于取得了后來震驚世界的成果。兩位年輕科學家沒有迷信權威，而且敢于向權威挑戰(zhàn)，這需要勇 氣，更需要嚴肅認真的實驗工作和深厚的科學功底。在科學界經(jīng)常遇 到的是年輕人對權威無原則的屈服，甚至沃森在開始知道鮑林提出的 是三螺旋模型的一剎那，也曾后悔幾個月前放棄了自己按三螺旋思路 進行的工作。不過他們沒有從此打住

12、，而是為了贏得時間，加快了工 作。因為他們相信這是智者鮑林千慮之一失， 很快本人就會發(fā)現(xiàn)錯誤 并迅速得出正確結論。科學史中某個重大發(fā)現(xiàn)總能留給后輩許多啟發(fā)。我們今天紀念 DNA雙螺旋結構發(fā)現(xiàn)，正是為了以古鑒今，找出那些有利于我們今 后發(fā)展的有益經(jīng)驗。我們期待著在實際工作中有更多體現(xiàn)。原始性創(chuàng)新，是原創(chuàng)性技術發(fā)展的基礎第一流理論性突破，也就是我們今天常說的原始性創(chuàng)新， 是原創(chuàng) 性技術發(fā)展的基礎。50年來的實踐生動地表明，正是 DNA雙螺旋結 構的發(fā)現(xiàn)和隨后20年中的大量科學實驗，奠定了基因分子生物學的堅 實基礎，在20世紀70年代基因工程才得以應運而生，而且迅速形成了 今天前途光明的生物技術產(chǎn)業(yè)

13、。理論上的原始性創(chuàng)新成就和產(chǎn)業(yè)上的應用通常相距很遙遠，有時甚至在相當長的時間或相當廣的空間內難以預料這些成就的應用前 景。可以說，第一流的理論突破總是和急功近利無緣的。當DNA結構剛發(fā)現(xiàn)時，也許少數(shù)從事研究工作的人能夠朦朧地認識它的重大意 義，但沒有在社會上引起多少轟動。即使稍有報道，也要帶上一句： 看來一時半會不會有什么實際用處?！睂嶋H上，揭示基本自然規(guī)律的 重大發(fā)現(xiàn)，常常是來自那些 象牙塔”里，從事發(fā)現(xiàn)研究的科學家也多 數(shù)是一些書呆子”雖然他們不一定富有，但決不會為衣食牽累，因而他們只做自己感興趣的探索，并不計較個人的榮辱得失。例如當年 在發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結構的研究中起主要作用的沃森，這位

14、 20出頭的 小伙子在博士后階段游歷過幾個國家的不同領域的實驗室，并沒有哪位領導人要他去解決 基因是什么”的難題，但從大學高年級起就產(chǎn)生 了這個疑問的他，為了找到答案，竟可以不要獎學金。甚至到了他功 成名就的老年，他還堅持主張人類基因組的研究成果要向全人類公 開。早在建國初期，中國科學院第一任院長郭沫若曾經(jīng)指出：科學研究自然是應該和實際配合的，但在這兒也有種種不同的歷程。 有的 研究和實用的歷程很短，研究成果立即可以見諸實用。但有的卻有相 當長遠的歷程，一時是看不出成效來的。例如原子能的研究、宇宙線 的研究及其它純理論的科學研究便不能期待今天從事研究，明天就見諸實用?！彼€尖銳地批評道： 我們

15、的眼光有時太短，而算計有時打 得太緊?！?2年后，周恩來曾經(jīng)給物理學家張文裕寫信指出：科學院必須把基礎科學和理論研究抓起來，同時又要把理論研究同科學實驗 結合起來?！笨梢娢覈I導人即使在非常時期也對原始性創(chuàng)新的重要 性有清醒的認識。可是，我們只要簡略地回顧一下50年來我國科學研 究狀況，就會發(fā)現(xiàn)，由于種種干擾，這個早就確定的方針經(jīng)常會發(fā)生 偏移。必須明確，對于那些探索性的基礎理論研究，不能急功近利，不 能一上來就要他們估測經(jīng)濟效益。否則，只能束縛他們的創(chuàng)新思維， 影響科學研究的深度。不久前，我們的科學工作者在填寫基礎研究的 經(jīng)費申請表時，還要回答 經(jīng)濟效益和社會效益的預測”。這無疑是一 種導向，作為發(fā)展中國家的科學工作者，將大部分力量投入經(jīng)濟發(fā)展、 國防建設和社會進