精編資料推薦DNA結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)的啟示意義

1、專(zhuān)業(yè)資料推薦9DNA結(jié)構(gòu)發(fā)從科學(xué)發(fā)展的角度，論述 現(xiàn)的啟示意義姓名：沈存忠學(xué)院：生物工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)：生物化工學(xué)號(hào)：09043113發(fā)現(xiàn)的背景：（一）社會(huì)背景： 上世紀(jì)最重要的三個(gè)大的發(fā)現(xiàn)，就是相對(duì)論、量子力學(xué)和DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，這是20世紀(jì)自然科學(xué)最偉大的三個(gè)發(fā)現(xiàn)， 都是在物質(zhì)條件，不是太好的情況下產(chǎn)生的。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)在英國(guó)發(fā)現(xiàn)的，是1953年，也是在第二次世界大戰(zhàn)以后的英國(guó)，那個(gè)時(shí)候 相對(duì)來(lái)講，它比美國(guó)是困難多了，美國(guó)當(dāng)時(shí)是惟一沒(méi)有受到戰(zhàn)爭(zhēng)影響 的一個(gè)大國(guó)，而且由于戰(zhàn)爭(zhēng)的關(guān)系，使得美國(guó)非常重視科學(xué)，所以在“二戰(zhàn)”以后，美國(guó)大量投錢(qián)來(lái)發(fā)展科學(xué)。而英國(guó)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)室和這 批科學(xué)家，是處于一個(gè)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(jié)構(gòu)（二）科學(xué)背景：20年代至30年代，量子力學(xué)的發(fā)展很快，新的思想對(duì)遺傳學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了重要影響，并且有一大批物理學(xué)家加入到遺 傳學(xué)的研究之中。同時(shí)，由于物理學(xué)家的介入，對(duì)遺傳學(xué)的實(shí)驗(yàn)技術(shù) 發(fā)展也產(chǎn)生了很大的推動(dòng)作用，特別是x射線結(jié)晶技術(shù)。它不僅僅在 研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的工作中發(fā)揮了重要作用，而且在分析dna結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jì)40年代通過(guò)X射線結(jié)晶衍射圖認(rèn)為，DNA 分子是多聚核苷酸分子的長(zhǎng)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(shí)反映 DNA青晰的圖像。二：接力捧隨后傳到了英國(guó)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(cè)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(rèn)識(shí)到DNA是一個(gè)螺旋 形的結(jié)構(gòu)。但是后來(lái)隨著研究的發(fā)展，威爾金斯似乎再也無(wú)法深入到 更深層面了解DNA勺真實(shí)結(jié)構(gòu)。這時(shí)弗蘭克林這位具有非凡才能的物 理化學(xué)家加盟到威爾金斯小組。 她憑著獨(dú)特的思維，設(shè)計(jì)了更能從多 方面了解物質(zhì)不同現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)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(jié)構(gòu)形狀匯總，DNA勺衍射圖片越來(lái)越清晰，越來(lái)越全面。本來(lái)，如果弗蘭克林與威爾金斯繼

4、續(xù)合作下去， 勝利果實(shí)既不會(huì)遙遠(yuǎn)，也不會(huì)讓與別人，即克里克和沃森來(lái)摘取。但 是弗蘭克林由于與威爾金斯性格不合而時(shí)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(lái)，另立門(mén)戶單干。兩強(qiáng)的分離使得研究 的實(shí)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(duì) DNA吉構(gòu)進(jìn)行研究時(shí)，一位名聲 更大的人物一美國(guó)化學(xué)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(zhì)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(xué)獎(jiǎng)，并因此而成為全 球的X射線晶體衍射權(quán)威。對(duì)科研極其敏感的鮑林隨即就將注意力轉(zhuǎn) 到了 DNA上來(lái)，并獲得了一些DNA勺X射線晶體衍射

5、圖片。也許是由 于實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題，也許是由于指導(dǎo)思想的問(wèn)題，鮑林一直認(rèn)為DNA是三 螺旋結(jié)構(gòu)。這讓他進(jìn)入了一個(gè)誤區(qū)，從此再也沒(méi)有走出這個(gè)死胡同，否則他會(huì)三次獲諾貝爾獎(jiǎng)（第二次是獲1962年的諾貝爾和平獎(jiǎng)）。四：由于弗蘭克林、威爾金斯和鮑林在當(dāng)時(shí)都沒(méi)能獲得較大的進(jìn) 展，于是天降大任于克里克和沃森。但是承擔(dān)這一大任的克里克和沃 森在后來(lái)都承認(rèn)，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(guó)的沃森代表導(dǎo)師盧里亞前往 意大利參加生物大分子結(jié)構(gòu)會(huì)議。 就在這個(gè)時(shí)候，威爾金斯和弗蘭克 林關(guān)于DNA勺X射線晶體衍射圖分析報(bào)告吸引了沃森?？梢哉f(shuō)這是對(duì) 沃森研究DNA吉構(gòu)的啟蒙

6、。博士畢業(yè)，沃森被導(dǎo)師推薦到歐洲。在英 國(guó)的卡文迪什實(shí)驗(yàn)室，他與克里克相遇并共同研究 DNA勺結(jié)構(gòu)。雖然 受到自威爾金斯和弗蘭克林的報(bào)告的啟發(fā)，但是，DNA具體是一個(gè)什么樣的螺旋結(jié)構(gòu)，是雙鏈、三鏈還是四鏈的，說(shuō)實(shí)話，沃森和克里克 心中并沒(méi)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(shí)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(jié)構(gòu)假說(shuō)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(shuō)。后來(lái)鮑林和其他科學(xué)家的研究 也從不同方面證明了 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。發(fā)現(xiàn)雙螺旋結(jié)

7、構(gòu)的影響是多方面的。 本文擬就發(fā)現(xiàn)者當(dāng)年的經(jīng)歷，談 一些可能仍然具有現(xiàn)實(shí)意義的看法。以古鑒今，或非空談。一個(gè)重大理論成果的誕生，需要有良好的學(xué)術(shù)氛圍1962年沃森在諾貝爾授獎(jiǎng)宴會(huì)上代表醫(yī)學(xué)生理學(xué)獎(jiǎng) 3位獲得者的 答謝詞中說(shuō)過(guò)，他們獲得如此崇高的榮譽(yù)，非常重要的因素是有幸工 作在一個(gè)博學(xué)而寬容的圈子中，科學(xué)不是某個(gè)人的個(gè)人行為，而是許 多人的創(chuàng)造。沃森在美國(guó)本來(lái)是在微生物學(xué)家指導(dǎo)下從事噬菌體遺傳學(xué)研究的，他們希望通過(guò)噬菌體來(lái)搞清楚基因如何控制生物的遺傳。派他出國(guó)學(xué)習(xí)并沒(méi)有生硬地規(guī)定課題，甚至他從一個(gè)國(guó)家的實(shí)驗(yàn)室到另一個(gè) 國(guó)家的實(shí)驗(yàn)室也能得到導(dǎo)師的支持或諒解。 當(dāng)他聽(tīng)了威爾金斯的學(xué)術(shù) 報(bào)告，看到D

8、NA的X射線衍射圖片后，認(rèn)定一旦搞清DNA的結(jié)構(gòu), 就能了解基因如何起作用。于是他不等批準(zhǔn)，就決定先斬后奏從丹麥 去倫敦學(xué)習(xí)X射線衍射技術(shù)了。至于克里克，他是個(gè)不拘小節(jié)又相 當(dāng)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(yú)， 但是，當(dāng)因?yàn)閷W(xué)術(shù)問(wèn)題引起的誤會(huì)消除后，老板照樣關(guān)心他的工作， 在那篇?jiǎng)潟r(shí)代的論文寫(xiě)成后，布喇格認(rèn)真修改并熱情地寫(xiě)信向自然 推薦。這種現(xiàn)象在一個(gè)以學(xué)術(shù)為重的研究機(jī)構(gòu)應(yīng)該是正常的。人際關(guān) 系對(duì)研究事業(yè)的干擾是輕微的。沃森擅自選擇，后來(lái)和克里克一起在那里作出劃時(shí)代貢獻(xiàn)的研究 機(jī)構(gòu)，在當(dāng)時(shí)已經(jīng)是一個(gè)聞名全球的單位 英國(guó)劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室。這個(gè)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)立于1874年

9、，麥克斯威爾、盧瑟福、玻爾等 一批物理學(xué)大師都在這里工作過(guò)。 創(chuàng)立至今，先后造就了近30位諾貝 爾獎(jiǎng)獲得者。在這里，沃森遇到了物理學(xué)家克里克，又得到機(jī)會(huì)向威 爾金斯、富蘭克林等 X射線衍射專(zhuān)家學(xué)習(xí)，還有包括著名蛋白質(zhì)結(jié) 構(gòu)專(zhuān)家的兒子在內(nèi)一批科學(xué)家和他經(jīng)常交換各種信息和意見(jiàn)，又得到實(shí)驗(yàn)室主任布喇格等老一輩的指導(dǎo)和鼓勵(lì)，這些都是他取得成就的重 要因素。而直接導(dǎo)致沃森集中精力從事 DNA結(jié)構(gòu)研究的契機(jī)，則是 他得到美國(guó)主管部門(mén)資助去參加在拿不勒斯召開(kāi)的學(xué)術(shù)會(huì)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(jì)初，物理學(xué)家湯姆森領(lǐng)導(dǎo)這個(gè)實(shí)驗(yàn)室時(shí)， 就形成了一 個(gè)“TeaBrea習(xí)慣，每天上午和下

10、午，都有一個(gè)聚在一起喝茶的時(shí)間， 有時(shí)是海闊天空的議論，有時(shí)是為某個(gè)具體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的爭(zhēng)論， 不分長(zhǎng) 幼，不論地位，彼此可以毫無(wú)顧忌地展開(kāi)辯論和批評(píng)。歷史證明這種 文化氛圍確實(shí)有利于學(xué)術(shù)進(jìn)步，所以這種習(xí)慣現(xiàn)在已經(jīng)被國(guó)外許多大 學(xué)和研究機(jī)構(gòu)仿效，就連國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議的日程安排中，這個(gè)節(jié)目也是 必不可少的。近十幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)個(gè)別大學(xué)和科研單位的領(lǐng)導(dǎo)人也在試 圖推廣這種做法。如果能夠長(zhǎng)期堅(jiān)持下去，必有收獲。創(chuàng)新者必須破除迷信，敢于向權(quán)威挑戰(zhàn)1953年沃森和克里克都是名不見(jiàn)經(jīng)傳的小人物，37歲的克里克連 博士學(xué)位還沒(méi)有得到。受到前人的影響，他們?cè)瓉?lái)按照3股螺旋的思路進(jìn)行了很長(zhǎng)時(shí)間的工作，可是既構(gòu)建不出合理模型，

11、也遭到結(jié)晶學(xué) 專(zhuān)家富蘭克林的強(qiáng)烈反對(duì)，結(jié)果使工作陷于僵局。在發(fā)現(xiàn)正確的雙股 螺旋結(jié)構(gòu)前2個(gè)月，他們看到蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)權(quán)威鮑林一篇即將發(fā)表的關(guān) 于DNA結(jié)構(gòu)的論文，鮑林錯(cuò)誤地確定為3股螺旋。沃森在認(rèn)真考慮 并向同事們請(qǐng)教后，決然地否定了權(quán)威的結(jié)論。正是在否定權(quán)威之后， 他們加快了工作，在不到兩個(gè)月內(nèi)終于取得了后來(lái)震驚世界的成果。兩位年輕科學(xué)家沒(méi)有迷信權(quán)威，而且敢于向權(quán)威挑戰(zhàn)，這需要勇 氣，更需要嚴(yán)肅認(rèn)真的實(shí)驗(yàn)工作和深厚的科學(xué)功底。在科學(xué)界經(jīng)常遇 到的是年輕人對(duì)權(quán)威無(wú)原則的屈服，甚至沃森在開(kāi)始知道鮑林提出的 是三螺旋模型的一剎那，也曾后悔幾個(gè)月前放棄了自己按三螺旋思路 進(jìn)行的工作。不過(guò)他們沒(méi)有從此打住

12、，而是為了贏得時(shí)間，加快了工 作。因?yàn)樗麄兿嘈胚@是智者鮑林千慮之一失， 很快本人就會(huì)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤 并迅速得出正確結(jié)論?？茖W(xué)史中某個(gè)重大發(fā)現(xiàn)總能留給后輩許多啟發(fā)。我們今天紀(jì)念 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)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(yàn)。我們期待著在實(shí)際工作中有更多體現(xiàn)。原始性創(chuàng)新，是原創(chuàng)性技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)第一流理論性突破，也就是我們今天常說(shuō)的原始性創(chuàng)新， 是原創(chuàng) 性技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。50年來(lái)的實(shí)踐生動(dòng)地表明，正是 DNA雙螺旋結(jié) 構(gòu)的發(fā)現(xiàn)和隨后20年中的大量科學(xué)實(shí)驗(yàn)，奠定了基因分子生物學(xué)的堅(jiān) 實(shí)基礎(chǔ)，在20世紀(jì)70年代基因工程才得以應(yīng)運(yùn)而生，而且迅速形成了 今天前途光明的生物技術(shù)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(yīng)用通常相距很遙遠(yuǎn)，有時(shí)甚至在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間或相當(dāng)廣的空間內(nèi)難以預(yù)料這些成就的應(yīng)用前 景?？梢哉f(shuō)，第一流的理論突破總是和急功近利無(wú)緣的。當(dāng)DNA結(jié)構(gòu)剛發(fā)現(xiàn)時(shí)，也許少數(shù)從事研究工作的人能夠朦朧地認(rèn)識(shí)它的重大意 義，但沒(méi)有在社會(huì)上引起多少轟動(dòng)。即使稍有報(bào)道，也要帶上一句： 看來(lái)一時(shí)半會(huì)不會(huì)有什么實(shí)際用處?！睂?shí)際上，揭示基本自然規(guī)律的 重大發(fā)現(xiàn)，常常是來(lái)自那些 象牙塔”里，從事發(fā)現(xiàn)研究的科學(xué)家也多 數(shù)是一些書(shū)呆子”雖然他們不一定富有，但決不會(huì)為衣食牽累，因而他們只做自己感興趣的探索，并不計(jì)較個(gè)人的榮辱得失。例如當(dāng)年 在發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)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(guò)幾個(gè)國(guó)家的不同領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)室，并沒(méi)有哪位領(lǐng)導(dǎo)人要他去解決 基因是什么”的難題，但從大學(xué)高年級(jí)起就產(chǎn)生 了這個(gè)疑問(wèn)的他，為了找到答案，竟可以不要獎(jiǎng)學(xué)金。甚至到了他功 成名就的老年，他還堅(jiān)持主張人類(lèi)基因組的研究成果要向全人類(lèi)公 開(kāi)。早在建國(guó)初期，中國(guó)科學(xué)院第一任院長(zhǎng)郭沫若曾經(jīng)指出：科學(xué)研究自然是應(yīng)該和實(shí)際配合的，但在這兒也有種種不同的歷程。 有的 研究和實(shí)用的歷程很短，研究成果立即可以見(jiàn)諸實(shí)用。但有的卻有相 當(dāng)長(zhǎng)遠(yuǎn)的歷程，一時(shí)是看不出成效來(lái)的。例如原子能的研究、宇宙線 的研究及其它純理論的科學(xué)研究便不能期待今天從事研究，明天就見(jiàn)諸實(shí)用?！彼€尖銳地批評(píng)道： 我們

15、的眼光有時(shí)太短，而算計(jì)有時(shí)打 得太緊。” 2年后，周恩來(lái)曾經(jīng)給物理學(xué)家張文裕寫(xiě)信指出：科學(xué)院必須把基礎(chǔ)科學(xué)和理論研究抓起來(lái)，同時(shí)又要把理論研究同科學(xué)實(shí)驗(yàn) 結(jié)合起來(lái)?！笨梢?jiàn)我國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人即使在非常時(shí)期也對(duì)原始性創(chuàng)新的重要 性有清醒的認(rèn)識(shí)?？墒牵覀冎灰?jiǎn)略地回顧一下50年來(lái)我國(guó)科學(xué)研 究狀況，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，由于種種干擾，這個(gè)早就確定的方針經(jīng)常會(huì)發(fā)生 偏移。必須明確，對(duì)于那些探索性的基礎(chǔ)理論研究，不能急功近利，不 能一上來(lái)就要他們估測(cè)經(jīng)濟(jì)效益。否則，只能束縛他們的創(chuàng)新思維， 影響科學(xué)研究的深度。不久前，我們的科學(xué)工作者在填寫(xiě)基礎(chǔ)研究的 經(jīng)費(fèi)申請(qǐng)表時(shí)，還要回答 經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的預(yù)測(cè)”。這無(wú)疑是一 種導(dǎo)向，作為發(fā)展中國(guó)家的科學(xué)工作者，將大部分力量投入經(jīng)濟(jì)發(fā)展、 國(guó)防建設(shè)和社會(huì)進(jìn)