诺贝尔生理学或医学奖(1).doc

1943年诺贝尔生理学或医学奖发现了维生素K达姆Henrik Carl Peter Dam丹麦哥本哈根工艺研究所1895年1976年发现了维生素K的化学性质多伊西Edward Adelbert Doisy美国圣陆易斯大学1893年1986年1929年达姆研究母鸡是如何合成胆固醇的问题。在实验中，他用合成的食物来喂养母鸡，在这种条件下，母鸡的皮下和肌肉内出现了细小的出血点。这种出血现象似乎表明母鸡得了坏血病，因此他在食料中添加了柠檬汁，他所采用的这种治疗方法，是一个半世纪前由林德首先提出的。但这无济于事。于是，达姆试用别的食物添加剂，他把各种维生素分别加入食料中，这些维生素自从艾克曼时代以来，已被发现是食物中的痕量重要成分。结果毫无作用，因此他不得不得出这样的结论：还有一种迄今未知的维生素。因为这种维生素似乎是血液凝结所必需的，所以他称之为“维生素K”，之所以这样命名，是由于在德文中“凝结”一词的拼法为“Koagulation”。多伊西由于进一步发现维生素K以及其结构和生理作用，而与亨利克达姆共同获得1943年诺贝尔生理学或医学奖。1944年诺贝尔生理学或医学奖单根神经纤维截然不同的功能研究厄兰格Joseph Erlanger美国华盛顿大学1874年1965年伽赛尔Herbert Spencer Gasser美国洛克菲勒医学研究所1888年1963年1900年厄兰格进入约翰斯霍普金斯大学生理教研室，之后他又到威斯康星大学新建的医学院任生理系主任。伽赛尔即是他的学生之一，并在此与他协作。20世纪20年代他们研究神经纤维的电学性能，得出了非常精确的数据。他们并未采用艾因托文所应用的高敏感度示波器，而是应用布劳恩的示波器来放大所检测的电流。他们应用这种方法测出不同的神经纤维是以不同的速度来传导冲动，传导的速度与纤维的粗细成正比。1945年诺贝尔生理学或医学奖发现了青霉素以及它对多种传染性疾病的治疗作用弗莱明Sir Alexander Fleming英国伦敦大学1881年1955年钱恩Ernst Boris Chain英国牛津大学1906年1979年弗洛里Sir Howard Walter Florey英国牛津大学1898年1968年弗莱明在研究细菌时发现，在只接种了葡萄球菌的培养基上，竟然长出了青霉。当他正在为培养基受到霉菌的污染而懊恼时，一个偶然的现象引起他的注意：培养基的其余部分都布满了葡萄球菌的菌落，只有青霉菌菌落的周围没有葡萄球菌的菌落。这是为什么呢？弗莱明经过深入的研究发现，青霉能够产生一种杀死或抑制葡萄球菌生长的物质，他把这种化学物质叫做青霉素。后来，钱恩在牛津调查研究弗莱明关于溶菌酶的发现时，偶然发现了弗莱明对青霉素所进行的研究。他告诉了弗洛里，于是他们一起开始对青霉素进行探索。弗洛里早年研究细菌和霉菌分泌的抗生物质，1939年以后与钱恩等人从化学药理毒理等方面系统研究青霉素。1941年用青霉素治疗9例人类细菌感染取得成功。1946年诺贝尔生理学或医学奖发现X线照射引起基因突变缪勒Hermann Joseph Muller美国印地安那大学1890年1967年自发突变是一种频率很低的突变，仅靠自发突变无异于守株待兔。缪勒通过一系列实验在这方面取得突破性的进展：用较高剂量的X射线处理精子，能诱发生殖细胞发生真正的基因突变。在用X射线处理果蝇的同时，再以数千个未经处理的果蝇作为对照，除基因突变外，X射线也能造成基因在染色体上的次序重新排列，且这种情况占有很高的比例，还能造成较大片段的染色体畸变，如缺失、断裂、易位、倒位等。X射线处理并非是使该染色体上存在的全部基因物质都发生永久性的改变，常常只影响到其中一部分。受处理的基因复制产生两个或两个以上的子代基因，往往只有其中一个发生突变，似乎表现出某种滞后效应，X射线处理并未显著提高回复突变率。这说明诱变的发生也是随机的，诱变剂并不对已发生突变的基因青睐有加。用不同剂量的X射线，在生命周期的不同时刻和不同条件下处理果蝇，将得到不同的结果。缪勒的工作表明，在使用剂量的范围内，隐性致死因子并不直接随所吸收的X射线的能量而变化，而是更接近于随能量的平方根变化。1946年诺贝尔化学奖发现蛋白酶可以被结晶制备了结晶状态的酶和病毒蛋白质萨姆纳James Batcheller Sumner美国康奈尔大学1887年1955年诺思罗普John Howard Northrop美国洛克菲勒医学研究院1891年1987年斯坦利Wendell Meredith Stanley美国洛克菲勒医学研究院1904年1971年诺思罗普主要研究酶的离析与结晶化问题，首选离析出细菌病毒，确定酶的核蛋白性质与化学反应规律，第一个在实验定制备出胰蛋白酶。1941年获结晶状白喉抗毒素。斯坦利主要研究病毒学。1935年首次获得病毒结晶体，证明病毒是蛋白质的。1936年从结晶病毒中离析出核酸，还对流行性感冒、病毒变种及繁殖进行了大量研究。20世纪20年代，许多生物化学家认为酶是附着在胶体上的低相对分子质量物质，而萨姆纳则相信酶是蛋白质。斯坦利从1917年开始用刀豆粉为原料，分离提纯其中的脲酶。1926年他成功地分离出一种脲酶活性很强的细小晶体，并经各种试验证明这些细小晶体是蛋白质。这是生物化学史上首次得到的结晶酶，也是首次直接证明酶是蛋白质，推动了酶学的发展。1937年他又得到了过氧化氢酶的结晶，还提纯了几种其他的酶。1947年诺贝尔生理学或医学奖发现了糖原的催化转变过程发现了垂体激素在糖代谢中的作用胡赛Bernardo Alberto Houssay阿根廷生物学和实验医学研究所1887年1971年正常人体血糖浓度维持在一个相对恒定的水平，这对保证人体各组织器官的利用非常重要，特别是脑组织，几乎完全依靠葡萄糖供能进行神经活动，血糖供应不足会使神经功能受损，因此血糖浓度维持在相对稳定的正常水平是极为重要的。正常人体内存在着精细的调节血糖来源和去路动态平衡的机制，保持血糖浓度的相对恒定是神经系统、激素及组织器官共同调节的结果。神经系统对血糖浓度的调节主要通过下丘脑和自主神经系统调节相关激素的分泌来合成的。激素对血糖浓度的调节，主要是通过胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素、糖皮质激素、生长激素及甲状腺激素之间相互协同、相互颉颃以维持血糖浓度的恒定。肝脏是调节血糖浓度的最主要器官。1948年诺贝尔生理学或医学奖发现了DDT对一些节肢动物的高效接触毒性米勒Paul Hermann Mller瑞士巴塞尔J. R. Geigy染料制造公司实验室1899年1965年 在化学公司，米勒的工作一是合成新的杀虫剂，从事化学合成研究；二是检查合成新药是否具有杀虫效果，即从事生物学实验。他发现DDT是其中最有效的杀虫剂。虽然DDT的母体在上个世纪就已经被合成了，但其生物活性却是米勒首次发现的。DDT的合成及其触杀作用的发现，是米勒对人类的贡献。DDT在防治植物虫害以及人体免遭节肢动物传播疾病方面发挥了巨大威力。1948年诺贝尔化学奖表彰他在电泳和吸附层析方面的研究，特别是发现了天然状态下的血清蛋白梯塞留斯Arne Wilhelm Kaurin Tiselius瑞典瑞典乌普萨拉大学1902年1971年梯塞留斯19251932年在乌普萨拉大学研究电泳方法，用以分离悬浮液中电荷不同的蛋白质成分，并于1930年获得博士学位，此后留校任教。曾到普林斯顿大学进修学院从事研究工作。1937年回乌普萨拉大学任生物化学教授，他用电泳法分离了血清中化学构造相似的蛋白质成分。1940年研究用吸收层析法分离蛋白质及其他物质。1949年诺贝尔生理学或医学奖发现了间脑调节内脏活动的机能赫斯Walter Rudolf Hess瑞士苏黎世大学1881年1973年发现了前额叶切除对某些精神病的治疗价值莫尼兹Antonio Caetano De Abreu Freire Egas Moniz葡萄牙里斯本大学1874年1955年赫斯初为眼科医师，后转而研究生理学，对自主神经系统发生兴趣。他用小电极刺激或破坏猫和狗脑的某些特定部位，发现自主功能的中心位于脑底部延髓、间脑，特别是下丘脑。他把每一种功能的控制中心定位得极为精确，只要刺激猫下丘脑的某一固定点，就能使猫表现出遇到狗时那样的行为模式。莫尼兹曾经注意到，在埃及的木乃伊中，不知道为什么，有几具的头盖骨上有洞。为此，他仔细查阅了有关资料，得知是治疗癫痫病留下的痕迹。另外，有些外伤患者，在极偶然的情况下不得不切除脑前叶的外侧面。他发现，这些人手术后比受伤前变得温顺多了。根据这些事实，莫尼兹对那些性格异常的慢性精神分裂症和严重强迫症的患者，实施了脑前叶白质切除手术。经过手术后，这些患者无不变得非常驯良和温顺。这种被人们称为“脑白质切除法”的手术曾风行一时。1950年诺贝尔生理学或医学奖发现了肾上腺皮质激素的结构和生理作用肯德尔Edward Calvin Kendall美国罗切斯特梅欧诊所1886年1972年赖希斯坦因Tadeus Reichstein瑞士巴塞尔大学1897年1996年亨奇Philip Showalter Hench美国罗切斯特梅欧诊所1896年1965年1930年，一位名叫哈托曼的人患了阿狄森病，若不采取必要的措施，必将衰竭死亡。医生用牛犊的肾上腺皮质提取液挽救了这位患者的生命。人们给这种提取液中的有效成分取名为皮质激素。肯德尔看到这篇报道后，马上着手进行分离提纯皮质激素的试验。为了保证提取原料的来源，他与从前工作过的帕克戴维斯制药公司签订了合同，把该公司用于提取肾上腺素的副肾中的皮质部分留给肯德尔实验室使用。他们一共用了近3万kg的副肾。经他分离提纯的皮质激素是一种脂溶性化合物与具有高度亲水性的类化合物的混合物。他从这种混合物中分离出8种化合物。他认为，其中化合物质E的皮质激素活性最大。就在这个时候，瑞士的赖希斯坦因从皮质激素中分离出了26种化合物，并且明确了其中11种化合物的结构，远远领先于肯德尔。在第二次世界大战期间，肾上腺皮质提取液曾被用于小型试验，结果发现，该物质可以大大提高人的抗氧能力。于是，美国马上以国家级规模大力开发肾上腺皮质激素的合成研究。由肯德尔博士负责。尽管在化合物结构的研究上输给了瑞士的研究小组，但这次有大制药公司加盟，并且列入了国家级项目，肯德尔下决心一定要取得胜利。遗憾的是，这次还是让对手抢了先。不过由于合成步骤复杂，提取率在千分之一以下，其实用意义并不大。肯德尔马上又转而研究皮质激素的工业性生产。在麦尔克制药公司的支援下，他终于制成了900 g肾上腺皮质激素。药是合成出来了，但只有和他在同一机构从事关节炎研究的亨奇博士申请做临床试验。亨奇博士的关节炎患者得到一天一次肌肉注射100 mg的皮质激素的试验性治疗，结果患者的病状有了明显改善。这距离肯德尔分离出皮质激素的化合物E（后认定就是可的松）已经整整过去8年了。第二年，肯德尔与实施临床试验的亨奇博士以及瑞士的竞争对手一起获得诺贝尔生理学或医学奖。1951年诺贝尔生理学或医学奖有关黄热病和如何预防的发现蒂勒Max Theiler南非洛克菲勒基金会医学和公共卫生部实验室1899年1972年黄热病是一种曾广泛流行于西南欧洲沿海地区、美洲大部分地区和西南非洲地区的恶性传染病。蒂勒出生在南非，所以能够深切地感觉到黄热病带给人类的恐惧。蒂勒从开普敦大学毕业后赴美留学，先在哈佛大学学习，然后受邀到黄热病研究中心洛克菲勒研究所继续从事研究。当时，人们普遍认为，除人以外，只有猴子对黄热病病毒具有感受性，所以全部用猴子做实验。由于猴子的数量有限，使得研究进展非常缓慢。蒂勒为了推动黄热病的研究，考虑用价格便宜、数量大的白鼠代替猴子作实验动物。经反复筛选、比较，最后决定采用白鼠脑内注射法使其感染上黄热病。用这种方法，蒂勒获得许多有关黄热病疫苗的第一手资料。在解决了研究手段后，蒂勒又开始研究开发黄热病疫苗。他用各种生物组织细胞做继代培养，了解培养后的病毒的毒性情况，最终得到了人们称之为17D变异株的黄热疫苗。为了保险，他又用鸡的脑组织为17D变异株进行了200代以上的继代培养，确认病原毒性的确不会恢复，这样才彻底完成了黄热病疫苗的研究课题。1952年诺贝尔生理学或医学奖发现了链霉素第一个有效治疗肺结核的抗生素瓦克斯曼Selman Abraham Waksman美国新泽西州新布朗茨威克市卢特格斯大学1888年1973年 自学生时代起，瓦克斯曼就对放线菌的生态学和分类学产生了兴趣，收集了许多放线菌。一天，他听到有关弗莱明发明青霉素的故事。他想，不知自己收集的放线菌是否具有青霉素那样的抗菌物质？于是他模仿弗莱明的研究程序，先后发现了20多种抗菌物质，其中链霉素对抑制结核菌非常有效。1953年诺贝尔生理学或医学奖发现了三羧酸循环克雷布斯Hans Adolf Krebs英国谢菲尔德大学1900年1981年发现了辅酶A和它在调节新陈代谢中的重要作用李普曼Fritz Albert Lipmann美国哈佛医学院1899年1986年克雷布斯首先发现食物在体内是按F、G、A、B、C、D、E这样一个顺序变化的。再仔细了解从A到F这些化学物质，发现E和F之间断了链。如果E和F之间存在一种X物质，那么，这条食物循环反应链就完整了。他马上集中精力，全力寻找X物质。4年后终于查明，X物质就是如今放在饮料中作为酸味添加剂的柠檬酸。他完成了食物的循环链，并且将它命名为柠檬酸循环。克雷布斯的循环理论解释了食物在体内进入柠檬酸循环后，按照A、B、C、D、E、X、F、G的顺序循环反应，最终氧化成二氧化碳和水。他的伟大不仅仅是发现了几个化学物质的变化，而且在于将每一个活的变化整理出来，找出了可以解释动态生命现象的结构。李普曼19321939年在丹麦哥本哈根工作时，始终围绕着糖酵解的关键产物丙酮酸的氧化进行研究。曾证明丙酮酸的氧化和脱羧必须有维生素B1参加。19411957年，李普曼在麻省总医院工作，在这里他发现了辅酶A。他经过长时间反复研究后发现：在同ATP偶联的乙酰基传递系统中存在着一种热稳定因子。李普曼预感到有希望发现一种新的辅酶，而且它可能含有B族维生素。他制备了含有这种热稳定因子的纯制剂送给熟悉B族维生素的实验室去分析，并没有找到任何一种已知的B族维生素。李普曼又推测新辅酶很可能含有不久前发现的泛酸。1945年把新辅酶命名为辅酶A（CoA），意思是乙酰化反应的辅酶。从此在糖酵解和三羧酸循环之间架起了一座桥梁。随后围绕辅酶A他又作了大量的工作：研究辅酶A的性质，证明辅酶A在生物体中普遍存在，证明ATP是生化能量的普遍载体，这对阐明各种分解代谢和生物合成起到了重要作用。1954年诺贝尔生理学或医学奖发现了脊髓灰质炎病毒能够在多种组织培养物中生长恩德斯John Franklin Enders美国哈佛医学院1897年1985年韦勒尔Thomas Huckle Weller美国波士顿儿童医学中心传染病研究部1915年2008年罗宾斯Frederick Chapman Robbins美国克利夫兰西部储备大学1916年2003年三人都是美国细菌和病毒学家，因发现脊髓灰质炎病毒能够在多种组织培养物中生长，共同获得1954年诺贝尔生理学或医学奖。由于脊髓灰质炎病毒的嗜神经性，先前的医学界普遍认为其不能在神经以外的组织繁殖。恩德斯等人的研究推翻了此观点，证明脊髓灰质炎病毒可以在人的皮肤、肌肉、肠和肾组织、成人的睾丸、宫颈癌的上皮细胞等多种非神经组织中生长，并发明了非神经组织病毒培养法，使得科学家在显微镜下就可以观察到病毒对组织细胞或上皮细胞的破坏过程，对病毒的分离、鉴定、变异和疫苗的研制等方面产生了深远影响。1949年恩德斯成功地使脊髓灰质炎过滤性病毒等在培养细胞中繁殖，发现了细胞致病效应，成为近代过滤性病毒研究之开端，也是开发有效的脊髓灰质炎过滤性病毒疫苗的重要转机。1955年诺贝尔生理学或医学奖发现了氧化酶的本质和作用方式西奥雷尔Axel Hugo Theodor Theorell瑞典斯德哥尔摩诺贝尔医学研究所1903年1982年 1930年始，西奥雷尔首先研究肌肉中具有生物活性的输氧蛋白质肌红蛋白，并很快在这项难度很大的研究中初露头角。他不仅弄清了肌红蛋白与血红素在结构和功能上极为相似，还指出了它们在呼吸和贮存氮气的能力方面有很大的不同。他用自己设计制造的电泳仪，结合超离心方法，证明他首次得到的黄素酶是均一、纯净的。然后，他又成功地可逆地把这个酶分成两部份黄色的辅酶和无色的蛋白质。当它们单独存在时都没有活性，合在一起时活性恢复，在生物体内起摧化作用。西奥雷尔的成功一时轰动了整个生物学界，传遍了全球。他研究的对象氧化酶，其功能是帮助活性物质利用氧。他和同事精确测定了在非常稀的溶液中酶促反应速度的常数，确定了辅酶中的磷酸是连到酶蛋白的一级氨基，亚氨基是连到酪氨酸残基的酚羟基上的。这一工作，使人们对黄素酶的了解更加清晰。1935年西奥雷尔深知弄清生物细胞如何利用氧的问题，仅仅有黄素酶方面的工作是不够的。为此，他又把注意力放在研究细胞呼吸链中传递氢的重要物质细胞色素C上面。尽管对这种物质的研究19个世纪已经开始，但提纯问题一直没有解决.他在研究中不断改进设备，提高实验技术，逐步纯化了细胞色素C。1956年诺贝尔生理学或医学奖有关心导管术和循环系统病理变化的发现库南德Andr Frdric Cournand美国哥伦比亚大学心肺实验室1895年1988年福斯曼Werner Forssmann德国美因兹大学1904年1979年理查兹Dickinson W. Richards美国哥伦比亚大学1895年1973年当时，心脏病是所有疾病中死亡率最高的疾病。为寻求一种新的有效方法来治疗心脏病，1929年福斯曼尝试切开肘窝静脉，将一根细长的管子导入自己的心脏，以观察心脏各腔室内压力的变化及心脏排血功能的情况，并冒着生命危险，带着插入心脏的导管，到放射科请人替他拍了一张X线片。这是世界上第一张心脏导管的X线片，从此也开创了介入放射技术治疗心脏病的先河。1957年诺贝尔生理学或医学奖有关抑制某些身体物质的功能（尤其是对血管系统和骨骼肌肉的功能）的合成化合物的发现博韦Daniel Bovet意大利罗马公共卫生高级研究所1907年1992年将新药的化学合成实验和药理实验合并起来，并做出获奖成果。博韦是继高尔基之后又一个获得诺贝尔生理学或医学奖的意大利科学家。博韦在药物学方面的成就，用他自己的总结来说，是分别在“同配”和“竞争”两个对立面上的成就。所谓“同配”，就是某类活性物质的同类或分子上的同形。所谓“竞争”，就是颉颃。这种思维方法是他在药物化学研究中形成的，反过来又指导他进一步的药物学研究。1957年诺贝尔化学奖对核苷酸和核苷酸辅酶的研究托德Sir Alexander R. Todd英国剑桥大学1907年1997年托德最大的贡献是对核酸、核苷酸及核苷酸辅酶的研究：建立其连接方式；指出在核酸里，一个核苷酸核糖与另一个核苷酸核糖由一个磷酸连接起来；核酸就是用这种方式把许多核苷酸连成一个长链的结构。托德发现了维生素B1、维生素B12、维生素E的化学结构，证明大麻植物可用于生产麻醉剂，研究磷酸盐生物反应机理及生物颜料等问题。1958年诺贝尔生理学或医学奖有关基因重组和细菌遗传物质结构的发现莱德伯格Joshua Lederberg美国威斯康星大学1925年2008年比德尔等通过果蝇复眼色素的研究和脉孢菌的营养缺陷型的研究，于1941年提出了“一个基因一种酶”假说。这一假说揭示了基因的基本功能。他所使用的营养缺陷型研究方法，以后被广泛应用于各种代谢途径和发育途径的研究。莱德伯格采用大肠杆菌的营养缺陷型发现了细菌的遗传重组，从而开辟了微生物遗传学研究的广阔领域。因此，无论在概念上还是在方法上，“一个基因一种酶”的假说及工作，是分子生物学的重要基础之一。1958年诺贝尔化学奖测定了胰岛素的分子结构桑格Frederick Sanger英国剑桥大学1918年桑格在20世纪50年代以前，主要研究蛋白质的结构。经过多年的研究，他找到一种试剂，名为2,4-二硝基氟化苯(桑格试剂)，用以测定胰岛素的分子结构，获得成功。后10年中，他应用逐段分解和逐步递增的方法，测定出胰岛素两条肽链分别含21个和30个氨基酸的排列顺序和位置，于1955年测定了胰岛素的一级结构。1959年诺贝尔生理学或医学奖发现了RNA和DNA的生物合成机理奥乔亚Severo Ochoa美国纽约大学1905年1993年科恩伯格Arthur Kornberg美国斯丹福大学1918年2007年由于沃森和克里克所作的工作，20世纪50年代的生物化学家们有很多人起而探索核酸，就像十年前纷纷研究辅酶，二十年前围绕着维生素进行研究一样。 核酸是一个复杂的大分子，它是由含磷酸根的，称为核苷酸的长链所组成。莱文曾证明RNA和DNA是由四种不同类型的核苷酸组成的。机体显然是能由核苷酸制成核酸的，而且要完成这一步，酶是必不可少的。1955年奥乔亚从一种菌株分离出了这种酶，并让它同加有第二个磷酸根单元的核苷酸起反应，如果能将这种核苷酸串联起来，则预计会形成RNA分子。在有酶参与的条件下，培育核苷酸的结果是黏性发生惊人的增长。溶液变稠而成糊状，这是一个相当好的迹象，它标志着长而细的RNA分子已经形成。奥乔亚合成的RNA不同于天然的RNA，其间的差别是颇为有趣的。在天然的RNA中，四种核苷酸中的每一种都是存在的，而奥乔亚能以一种核苷酸构成合成的RNA，这种合成的RNA中是由这一种核苷酸无穷尽地重复构成的。次年，科恩伯格扩展了奥乔亚的工作并合成了DNA。1960年诺贝尔生理学或医学奖发现了获得性免疫耐受伯内特Sir Frank Macfarlane Burnet澳大利亚墨尔本大学1899年1985年梅达沃Peter Brian Medawar英国伦敦大学学院1915年1987年梅达沃在牛津大学学习动物学，毕业后，在诺贝尔奖获得者弗洛里博士指导下从事病理学研究，从此对医学产生了浓厚的兴趣。在第二次世界大战中，梅达沃受政府委托，研究烧伤病人的植皮手术，为此，他必须与外科医生合作，共同研究。在研究中，他注意到第二次的植皮比第一次的植皮脱落得更快。这个现象对外科医生来说是众所周知的，不是什么新鲜事。可梅达沃觉得很奇怪。这以后，梅达沃才真正开始了皮肤移植的研究，直到用兔子和白鼠做试验，发现了免疫耐受性。梅达沃因发现获得性免疫耐受性现象，1960年与提出“获得性免疫的无性繁殖选择学说”的伯内特一起获得诺贝尔生理学或医学奖。1961年诺贝尔生理学或医学奖发现了耳蜗兴奋的生理机制贝克西Georg von Bksy美国哈佛大学1899年1972年他提出了有关听觉的理论，从而替代了首先由亥姆霍兹提出的理论。最关键的听觉组织是内耳的一个盘涡状管，通常称为耳蜗。耳蜗由基膜分成两部分。整个基膜由两万四千多根并行的纤维构成，这些纤维顺着耳蜗的纵向渐渐展宽。亥姆霍兹认为，每根纤维各有它固有的振动频率，并只能对该频率的声音有所反应。声音是由各种频率的基本振动混合而成的，因此每个声音就激起某些纤维的同时振动。各个振动着的纤维把神经信息传到大脑，大脑再对这些信息进行综合和分析，便感觉到这个具有一定音调、响度和音品的声音。然而，贝克西用一个人工系统（完全仿造耳蜗的基本结构）仔细地做了实验，发现声波通过耳蜗内的液体时引起基膜像波动一样的位移。这就是大脑接收到的并进行分析的波，基位移也是按音调、响度和音品变化的。鉴于这个结果，1961年贝克西荣获了诺贝尔生理学或医学奖，成为在这个学科范畴中第一个获得诺贝尔奖的物理学家。1962年诺贝尔生理学或医学奖发现了核酸的分子结构及其在遗传信息传递中的作用克里克Francis Harry Compton Crick英国剑桥分子生物学研究所1916年2004年沃森James Dewey Watson美国哈佛大学1928年威尔金斯Maurice Hugh Frederick Wilkins英国伦敦大学1916年2004年1951年，美国一位23岁的生物学博士沃森来到卡文迪许实验室，他也受到薛定谔生命是什么的影响。克里克同他一见如故，开始了对遗传物质脱氧核糖核酸DNA分子结构的合作研究。他们虽然性格相左，但在事业上志同道合。沃森生物学基础扎实，训练有素；克里克则凭借物理学优势，又不受传统生物学观念束缚，常以一种全新的视角思考问题。他们二人优势互补，取长补短，并善于吸收和借鉴当时也在研究DNA分子结构的鲍林、威尔金斯和弗兰克林等人的成果，结果不足两年时间的努力便完成了DNA分子的双螺旋结构模型。沃森和克里克在1953年4月25日的自然杂志上以1000多字和一幅插图的短文公布了他们的发现。在论文中，沃森和克里克以谦逊的笔调，暗示了这个结构模型在遗传上的重要性：“我们并非没有注意到，我们所推测的特殊配对立即暗示了遗传物质的复制机理。”在随后发表的论文中，沃森和克里克详细地说明了DNA双螺旋模型对遗传学研究的重大意义：（1）它能够说明遗传物质的自我复制。这个“半保留复制”的设想后来被马修麦赛尔逊（Matthew Meselson）和富兰克林斯塔勒（Franklin W. Stahl）用同位素追踪实验证实。（2）它能够说明遗传物质是如何携带遗传信息的。（3）它能够说明基因是如何突变的。基因突变是由于碱基序列发生了变化，这样的变化可以通过复制而得到保留。1963年诺贝尔生理学或医学奖发现了神经细胞膜的周边和中央部分与兴奋和抑制有关的离子机制艾克尔斯Sir John Carew Eccles澳大利亚澳大利亚国家大学1903年1997年霍奇金Alan Lloyd Hodgkin英国英国剑桥大学1914年1998年赫克斯利Andrew Fielding Huxley英国英国伦敦大学1917年神经纤维上的冲动是一种持续1/1000 s的电脉冲。神经细胞借助这种脉冲系列相互通讯，并发出指令给体内的肌肉和腺体。这几位诺贝尔奖获得者的结果论述了神经冲动本身的性质，以及在神经细胞体引起的电变化，特别是论述了“兴奋”和“抑制”这两种基本的活动。他们使用的方法是以电子学技术为基础的。他们用微电极记录电活动，将其放大百万倍，然后显示在阴极射线管的屏幕上。他们提出，神经冲动与纤维外面的钠离子和纤维内面的钾离子之间的交换有关。艾克尔斯爵士发现了神经冲动到达另一个神经细胞引起的电变化。在他的实验中，用尖端小于1 m的微电极插入脊髓运动神经元之内。这些运动细胞的直径为4060m。因神经纤维末梢与运动细胞膜的兴奋性或抑制性化学机制相连接，所以由神经纤维末梢来的冲动引起该细胞兴奋或抑制。艾克尔斯已指出细胞膜电位改变是如何表达兴奋或抑制的。刺激强到足以引起兴奋反应时，膜电位降低到某一值而细胞发生一次冲动，即钠冲动。一个正在活动的细胞可因冲动到达其抑制性突触而受影响。这时膜电位增加，其结果是，冲动发放受到抑制。因此，兴奋和抑制相应于不同的离子电流，它们分别是细胞膜电位向彼此相反的方向变化。1964年诺贝尔生理学或医学奖发现了胆固醇和脂肪代谢的机制和调节布洛赫Konrad Bloch美国哈佛大学1912年2000年吕南Feodor Lynen德国慕尼黑马克斯普朗克细胞化学研究所1911年1979年乙酸作为胆固醇和脂肪酸的基本构件的阐明是一项重大的发现。在维兰德实验室从事乙酸代谢研究的吕南成功地分离出一种所谓的活化乙酸，它是人体内所有脂质的前体，而且也是很多代谢过程的共同物质。布洛赫和合作者尽可能巧妙地应用了同位素技术，得以在一系列卓著的研究中向大家证明，如何利用乙酸的两个碳原子合成具有30个碳原子的类固醇羊毛固醇。接着，这种羊毛固醇经过一系列复杂的反应转变成具有27个碳原子的胆固醇。导致碳氢化合物鲨烯的形成的那些反应特别引人注意；并且，对这些反应（为很多其他脂质和天然产物的生物合成所有）的阐明不仅应归功于布洛赫、吕南和他们的合作者，也应归功于英国的Popjak和Cornforth，以及美国的Folkers和合作者。关于这项研究，吕南还做出另两项有助于我们了解细胞代谢机制的重大发现：维生素生物素作用机制的解释和细胞氯高铁血红素结构的确定。在早期阶段，布洛赫做出了另一项重大的发现，他证明胆固醇是胆酸和一种雌激素的前体。这些发现开创了一个新的研究领域，吸引着许多不同学科的科学家参加。我们现在知道人体内所有天然的类固醇物质，都是由胆固醇形成的。通过他们对这方面的基础生化研究，我们今天才能详细知道人体内的胆固醇和脂肪酸是如何合成和进行代谢的。这些过程包括由很多个别步骤组成的一系列反应。例如，由乙酸形成胆固醇的过程需要有约30个不同的步骤。在很多情况下，正是由于脂质形成和代谢的这种复杂机制发生了混乱，结果导致了一些最严重的疾病。脂质代谢机制的详细知识对从理论上研究这些医学问题是必不可少的。1965年诺贝尔生理学或医学奖发现了酶和病毒合成的遗传调节雅各布Franois Jacob法国巴黎巴斯德研究所1920年尔沃夫Andr Lwoff法国巴黎巴斯德研究所1902年1994年莫诺Jacques Monod法国巴黎巴斯德研究所1910年1976年雅各布的工作主要是研究细菌及噬菌体的遗传机制以及突变的生物化学效应。他先研究溶原性细菌的体征并证实它们有“免疫力”，也就是说，这些细菌体内存在一种机制，可抑制原噬菌体内(和同类型的感染性粒子一样)的基因的活动。1954年后，他与Elie Wollman长期合作，成果累累。他们努力搞清原噬菌体与细菌遗传物质之间关系的本质。他们经研究搞清了细菌接合的机制，根据这些研究结果又得以分析细菌细胞的遗传结构。1958年，他们对溶原现象和诱导的半乳糖苷酶生物合成进行了遗传分析，发现这两种现象间有惊人的相似之处。于是雅各布和莫诺开始研究遗传物质转移的机制及细菌细胞内调整大分子活动与合成的调控途径。进行了这些分析之后，雅各布和莫诺提出了一系列新概念：信使RNA调节基因、操纵子及变构蛋白质等。1963年雅各布和Sydney Brenner一起提出了“复制子”假说，以解释细胞分裂的某些方面。此后他致力于细胞分裂机制的遗传研究。尔沃夫在观察了隔离的细菌后得出结论说：溶原性细菌并不分泌噬菌体，细菌在产生噬菌体后立即死亡，以及外界因素能诱导噬菌体的生成。正是在这个假说，以及与Louis Siminovitch和Niels Kjedgaard的合作，尔沃夫发现了紫外辐射的诱导作用。1954年，尔沃夫开始研究脊髓灰质炎病毒。他用实验研究了病毒发育对温度的敏感性与神经毒力之间的关系，并在此启发之下开始考虑病毒感染问题。就这样，他搞清楚了非特异性因素在初次感染的发展过程中起重要作用。1966年诺贝尔生理学或医学奖发现了引致肿瘤的病毒劳斯Peyton Rous美国纽约洛克菲勒大学1879年1970年发现了前列腺癌的激素治疗哈金斯Charles Brenton Huggins美国芝加哥大学Ben May癌症研究实验室1901年1998年劳斯是第一个想到正常细胞变成癌细胞不一定是个突然的过程的人。劳斯把这个过程称为“肿瘤进展”，在这过程开始时，潜在的癌细胞处于“休眠”状态。被化学因子、病毒或激素刺激唤醒之后，他们就采取一种更加无法无天的生活方式。劳斯关于肿瘤进展的发现很快在许多实验系统内得到证实。1950年，肿瘤病毒研究成了现代肿瘤研究的中心领域。某些病毒能将部分自己的遗传物质注入细胞内而不杀死细胞或抑制其增殖，这样引入的病毒物质事实上可以整合到受体细胞的基因物质中，并且其行为就如同新的遗传因素一样。病毒感染能引起某些细胞特性的永久性改变。重新估计了病毒概念之后，就有可能了解肿瘤怎么会将正常细胞循规蹈矩的行为改变为特见于癌细胞的恶性增生。与此同时，还发现了许多能引起哺乳动物恶性肿瘤的病毒。肿瘤病毒在试管内与正常细胞接触很短一段时间后即可使它转变为癌细胞。这就为直接研究人类细胞的癌变开辟了一条新路，以前在活体上是无法进行这种研究的。哈金斯发现其他肿瘤细胞同样地依赖于某些体内的自然激素。他开始研究正常狗的前列腺，发现其生长及功能受雄性激素的刺激，并为雌性激素所抑制。这是人类前列腺癌激素疗法的起点，这疗法的依据是下述假定：人类前列腺对激素的反应实质上与狗相同，前列腺癌的细胞可保持正常细胞的部分对激素反应能力。这种推理启发了这样的疗法：切除睾丸以除去雄性激素及/或用雌性激素以拒抗之。这种疗法获得了良效从而证明作为其基础的假设是正确的。对已不能进行手术的晚期前列腺癌病人，用这种疗法后可观察到半数以上病人的肿瘤明显地缩小甚或消失。这是一种崭新的治癌方法，能治疗以前视为不治的病人，用的是无毒的、自然存在的激素而不是有毒的或放射性的因子，所以很少有副作用。1967年诺贝尔生理学或医学奖发现了眼内视觉的主要生理和化学过程格兰尼特Ragnar Granit瑞典斯德哥尔摩卡罗林斯卡学院1900年1991年哈特兰Haldan Keffer Hartline美国纽约洛克菲勒大学1902年1983年沃尔德George Wald美国哈佛大学1906年1997年感觉细胞中的感光物质(视色素)主要由两部分组成，一是含有维生素A的较小的部分即生色团，它像一个钩形的谜块，装配在另一更大的蛋白质即视蛋白的表面上。但视色素接受一个光量子时，生色团的形状就发生改变：出现异构化作用。谜块直挺起来，从原来位置上释放出自己，出现了视色素的分裂。这种由光引起的分子异构化触发了视觉系统相继的变化。所有晚期变化化学的、生理的和心理的，均像沃尔德所说的，属于单-光反应的“暗”结果。沃尔德的这一反应适合于整个动物界，因而他的发现具有广泛的意义。我们分辨颜色的能力，需要不同的视细胞对光谱的不同部分其特异性反应。格兰尼特用电生理方法发现了网膜有不同光谱敏感性的成分。他与Svaetichin的第一项工作是在1939年发表的，得到了有三种不同光谱敏感性特征的视锥的结论。格兰尼特的重要结论最近已由沃尔德和其同事以及美国和英国的一些研究组用其他方法进一步证明。该发现表示视神经传递到脑的信号形式及引起的颜色感觉取决于三种视锥细胞的作用。哈特兰对感觉细胞在不同强度和持续时间光照的反应中产生的冲动和传递的编码的细微分析，使我们基本上知道神经细胞是怎样评价光刺激的。他后期的研究发现了一些基本原则，告诉我们感觉细胞是如何对得到的粗资料进行评价。由于应用精细的技术和小心选择合适的对象鲎眼，他才得以对各项结果进行细致的定量分析。这种解决问题的途径导致他发现了侧抑制现象。在鲎眼中，侧抑制是由简单的神经连接调制的。格兰尼特在30年代就指出过在复杂的脊椎动物网膜中抑制的存在及其重要性。哈特兰在证明邻近视觉细胞的相互连接后，以最有想象力的方式应用了他的这一发现，他要定量描述一个神经网怎样利用侧抑制过程来加工从感觉细胞得到的资料。他的发现使我们理解到形状和运动的视觉可因对比而得到加强。1968年诺贝尔生理学或医学奖解读了遗传密码及其在蛋白质合成方面的机能霍利Robert W. Holley美国康奈尔大学1922年1993年科拉纳Har Gobind Khorana美国威斯康星大学1922年尼伦伯格Marshall W. Nirenberg美国国立卫生研究院1927年每个细胞含有数以千计的蛋白质，生物体正常生命活动所需的化学反应由这些蛋白质完成。每种蛋白质在某种核酸的指导下合成。正是核酸的化学结构决定了蛋白质的化学结构，核酸的字母系统支配了蛋白质的字母系统。遗传密码是一本字典，依靠它我们便能将一种字母系统译为另一种字母系统。尼伦伯格认识到，生物化学家能在试管内建立一个系统，该系统以核酸为模板形成蛋白质。上述系统可比作翻译机器，科学家将用核酸字母系统写成的句子加入，然后机器将这些句子翻译成蛋白质字母系统。尼伦伯格合成一种非常简单的核酸，它有一条链，有许多反复出现的同一个字母组成。上述系统用这种核酸产生了一种蛋白质，只含一个字母，但这是蛋白质字母系统的字母。尼伦伯格用这种方法既解读了第一个“象形文字”，又证明了细胞内的机制如何能用来翻译遗传密码。此后，这方面的研究工作进展非常迅速，1961年8月，尼伦伯格报告了他最早的一些研究结果，又过了不到五年，遗传密码的所有细节都搞清了，这方面的主要工作是尼伦伯格和科拉纳做的。最后的工作大部分是科拉纳完成的。什么是细胞内翻译遗传密码的机制？霍利着手解决这个问题并取得了成功。有一类特别的核酸，称为转运RNA，霍利就是转运RNA的发现者之一。转运RNA能读出遗传密码，并将它翻译成蛋白质字母系统。经过多年工作，霍利成功地制备了一种纯的转运RNA，最后于1965年搞清其准确的化学结构。霍利的工作表明，有生物学活性的核酸的化学结构首次得到完全测定。1969年诺贝尔生理学或医学奖发现了病毒的复制机制和基本结构德尔布吕克Max Delbrck美国加利福尼亚理工学院1906年1981年赫尔希Alfred D. Hershey美国华盛顿卡内基研究所1908年1997年卢里亚Salvador E. Luria美国马萨诸塞理工学院1912年1991年德尔布吕克是一位物理学家，卢里亚是一位内科医生，赫尔希是一位生物化学家，他们三个人互相配合，成功大有希望。他们各有自己的学术背景和研究方法，因此能够对一些根本问题展开真正的“集中攻击”，他们各自独立工作，但又保持密切的联系。起初，他们形成自己的学派，他们所创造的富有启发性的学术气氛吸引了一些来自不同领域、有着许多不同观点的有才华的科学家。在他们的指导下，事业以爆炸性的速度向前发展。荣誉首先应归功于德尔布吕克，是他把噬菌体的研究从含糊的经验知识变成了一门精确的科学。他分析和规定了精确测定生物效应的条件。他与卢里亚一起精心设计出定量的方法，并且确立了统计求值的标准。有了这些，才有可能在后来展开深入的研究。德尔布吕克和卢里亚的长处或许主要在于理论分析，赫尔希则是突出地表现出是一位非常熟练的实验家。他们三位在这些方面也是很好的补充。研究工作沿着德尔布吕克十年多以前所定下的道路前进。在这期间，详尽地描述了噬菌体的生活周期。复制过程的不同阶段被分割开来单独研究。有两点或许最为重要：一是证实了病毒与宿主细胞之间有相互作用，二是细胞活动的调节会因外来的有遗传活力的结构的介入而受影响。1970年诺贝尔生理学或医学奖发现了神经末梢中的体液性递质及其贮存、释放和失活的机制卡茨Sir Bernard Katz英国伦敦大学学院1911年2003年奥伊勒Ulf von Euler瑞典斯德哥尔摩卡罗琳学院1905年1983年 阿克塞尔拉德Julius Axelrod美国国立卫生研究所1912年2004年卡茨对运动神经冲动作用于运动终板引起肌肉活动中发生的电变化特别感兴趣。肌肉中有电容器样特性的特殊结构因神经冲动而充电，它们的放电再激活肌肉。卡茨不仅发现了有“微终板电位”的成在，还证明了在运动神经和肌肉终板之间的信使物质乙酰胆碱是以小的量子形式从神经末梢释放。奥伊勒对交感神经系统特别感兴趣，并早已鉴定了肾上腺素物质，去甲肾上腺素。他与一位瑞典已故的同事Nils-ke Hillarp一起，证明了神经中的去甲肾上腺素是在直径大约为万分之一毫米的颗粒中合成和贮存的。并在这些神经颗粒的特性研究中做出了巨大贡献。阿克塞尔拉德主要对递质物质去甲肾上腺素从神经末梢释放后的命运感兴趣。在这方面，他发现和研究了递质物质在酶作用下甲基化而失活，而且更重要的是他证明了去甲肾上腺素被神经末梢重摄取。递质物质的释放是过量的，一旦需要的量已达到它的目的并引起效应时，余下的则大多数被重摄取到神经末梢的贮存点。换句话说，这是限制神经冲动作用间的迅速、有效和经济的途径。1970年诺贝尔化学奖发现糖核苷酸及其在碳水化合物合成中的作用莱洛伊尔Luis F. Leloir阿根廷布宜诺斯艾利斯生物化学研究院1906年1987年莱洛伊尔曾就读于布宜诺斯艾利斯大学，后一直留在该校任职。他研究多种复合糖的合成与分解，发现了做为中间体的糖核苷酸以及此过程所必需的一些肝脏的酶。因此他获得1970年诺贝尔化学奖。1971年诺贝尔生理学或医学奖发现激素作用的机制萨瑟兰Earl W. Sutherland, Jr.美国Vanderbilt大学1915年1974年萨瑟兰首先发现当肝脏组织受到肾上腺素刺激的时候，细胞内的肝醣分解酶会被活化，当它被活化的时候，酵素会接上许多磷酸；而活化的肝醣分解酶接上的磷酸若经由去磷酸酶的作用去除之后，就会失去活性。这是第一个例子证明，细胞里的酵素可藉由磷酸化与否来调控酵素的活性。萨瑟兰接着发现，其实