科学家简介 沃森与克里克PPT课件.ppt

.,1,沃森与克里克,双螺旋结构的发现,.,2,生物学新时代的开创者,人物小传DNA双螺旋结构的发现科学轶事重大意义及给予我们的启示,.,3,詹姆斯沃森,沃森出生于美国芝加哥。孩提时代就非常聪明好学，他有一个口头禅就是“为什么?”，往往简单的回答还不能满足他的要求。他通过阅读世界年鉴记住了大量的知识，因此在参加的一次广播节目比赛中获得“天才儿童”的称号，而赢得100美元的奖励。他用这些钱买了一个双筒望远镜，专门用它来观察鸟。这也是他和爸爸的共同爱好。,.,4,詹姆斯沃森受其父的影响颇大。据他自己在一篇文章中说，得到父亲三项真传：一，相信知识可以使人脱离“迷信”（即宗教）；二，热爱观鸟；三，拥护民主党。由于有异常天赋，沃森15岁时就进入芝加哥大学就读。在大学的学习中，凡是他喜欢的课程就学得好，例如生物学，动物学成绩特别突出。而不喜欢的课程就不怎么样了。他曾打算以后能读研究生，专门学习如何成为一名“自然历史博物馆”中鸟类馆的馆长。在大学高年级时，沃森阅读了一本艾尔文薛定谔的书生命是什么？。他深深地被控制生命的奥秘的基因和染色体吸引住了。当S卢里亚（一位从事噬菌体研究的先驱者）成为他的博士生导师时，沃森就有了很好的机会来从事这方面的研究了。,.,5,1950年完成博士学业后，沃森来到了欧洲。先是在丹麦的哥本哈根工作，后来就加入著名的英国剑桥大学的卡文迪什实验室工作。从那时起，沃森知道DNA是揭开生物奥秘的关键。他下决心一定要解决DNA的结构问题。他很幸运能和弗朗西斯克里克共事。尽管彼此的工作内容不同，但两人对DNA的结构都非常感兴趣。当他们终于在1953年建构出第一个DNA的精确模型时，完成了被认为是至今为止科学上最伟大的发现之一。,.,6,1962年，沃森与克里克，偕同威尔金斯共享诺贝尔生理或医学奖。莫里斯威尔金斯和罗莎琳德富兰克林提供了有关DNA结构的必要数据。沃森为此专门写了一本书双螺旋发现DNA结构的故事，于1968年发表。这本书是首次采用谈话的形式描述进行科学发现的详细过程，一直畅销不衰。1956沃森到哈佛大学任生物学的助理教授。在那里他的研究重点是RNA和RNA在基因信息传递中所起的作用。1976年沃森担任美国冷泉港实验室主任。沃森使冷泉港实验室成为世界上最好的实验室之一，该实验室主要从事肿瘤、神经生物学和分子遗传学的研究。沃森在生物科学的发展中起了非常大的作用，例如在攻克癌症研究上，在重组DNA技术的应用上等等。他还是人类基因组计划的倡导者，1988年至1993年曾担任人类基因组计划的主持人。沃森被许多人描述为：才华横溢、直言不讳、性格怪异。他知识渊博而不迂腐。精力非常旺盛，从学生时代开始他就很喜欢打网球。每天都坚持打一会儿网球。,.,7,弗朗西斯哈利康普顿克里克,弗朗西斯克里克（1916.6.82004.7.28）生于英格兰中南部一个郡的首府北安普敦。小时酷爱物理学。1934年中学毕业后，他考入伦敦大学物理系，3年后大学毕业，随即攻读博士学位。然而，1939年爆发的第二次世界大战中断了他的学业，他进入海军部门研究鱼雷，也没有什么成就。待战争结束，步入而立之年的克里克在事业上仍一事无成。1950年，也就是他34岁时考入剑桥大学物理系攻读研究生学位，想在著名的卡文迪什实验室研究基本粒子。,.,8,这时，克里克读到著名物理学家薛定谔的一本书生命是什么，书中预言一个生物学研究的新纪元即将开始，并指出生物问题最终要靠物理学和化学去说明，而且很可能从生物学研究中发现新的物理学定律。克里克深信自己的物理学知识有助于生物学的研究，但化学知识缺乏，于是开始发愤攻读有机化学、X射线衍射理论和技术，准备探索蛋白质结构问题。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，并善予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，结果经不足两年时间的努力便完成了DNA分子的双螺旋结构模型。而且，克里克以其深邃的科学洞察力，不顾沃森的犹豫态度，坚持在他们合作的第一篇论文中加上“DNA的特定配对原则，立即使人联想到遗传物质可能有的复制机制”这句话，使他们不仅发现了DNA的分子结构，而且丛结构与功能的角度作出了解释。,.,9,1962年，46岁的克里克同沃森、威尔金斯一道荣获诺贝尔生物学或医学奖。后来，克里克又单独首次提出蛋白质合成的中心法则，即遗传密码的走向是：DNARNA蛋白质。他在遗传密码的比例和翻译机制的研究方面也做出了贡献。1977年，克里克离开了剑桥，前往加州圣地亚哥的索尔克研究院担任教授。2004年7月28日深夜，弗朗西斯克里克在与结肠癌进行了长时间的搏斗之后，在加州圣地亚哥的桑顿医院里逝世，享年88岁。,.,10,双螺旋结构的发现过程,资料1：20世纪30年代，科学家认识到：组成DNA分子的基本单位是。,脱氧核苷酸,资料2：DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。,资料3：1951年，英国科学家(威尔金斯和富兰克林)提供了DNA的X射线衍射图谱。,.,11,资料4：奥地利著名生物化学家查哥夫研究,得出：（1）腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量(A=T)，鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量(G=C)。（2）同种生物体细胞中DNA的含量是相同的，不同种生物的碱基含量是不同的;DNA分子呈双螺旋结构，A与T、G与C配对,.,12,1952年，美国化学家鲍林发表关于DNA三链模型的研究报告，这种模式被称为螺旋。沃森与威尔金斯、弗兰克林等讨论了鲍林的模型。当威尔金斯出示了弗兰克林在一年前拍下的DNA的X射线衍射照片后，沃森看出DNA的内部是一种螺旋形结构，他立即产生了一种新概念：DNA不是三链结构而应该是双链结构。他们继续循着这个恩路深入探讨，极力将有关这方面的研究成果集中起来。根据各方面对DNA研究的信息和他们的研究分析，沃森和克里克得出一个共识:DNA是一种双链螺旋结构。这真是一个激动人心的发现！沃森和克里克立即行动，马上在实验室中联手搭建DNA双螺旋模型。从1953年2月22日起奋战，他们夜以继日，废寝忘食，终于在3月7日，将他们想像中的美丽无比的DNA模型搭建成功。沃森、克里克的这个模型正确地反映出DNA的分子结构。此后，遗传的历史和生物学的历史都从细胞阶段进入了分子阶段。由于沃森、克里克和威尔金斯在DNA分子研究方面卓越的贡献，他们分享了1962年的诺贝尔生理学或医学奖。,.,13,双螺旋结构,沃森和克里克发现的DNA结构为,B型,.,14,科学轶事,OnthemorningofFebruary28th,1953,twomenquietlymadehistoryintheCavendishLaboratoryofCambridgeUniversity.Sixtyyearsagotoday,WatsonandCrickdiscoveredDNAandchangedthefaceofbiologicalscienceintheprocess.AlongwithMauriceWilkinsandRosalindFranklinbothunsungheroesinthediscoverythepairusedX-raydiffractiontointerrogatetheinsidesoflivingcells.Theyfoundatwistedpairofstrandsofdeoxyribonucleicacid,intertwinedinsuchawaythattheycouldpullapart,replicatethemselves,andpasstheirgeneticcodefromoldcellstonew.Theyhadfoundthebasicbuildingblockofalllifeandtheyknewit.Atthetime,Watsondeclaredthefindingsobeautifulithadtobetrue,andsoitremains.TheywentontopublishtheirfindingsinNatureon25April1953,tomuchfanfare.Butdespitetheirconfidence,theywererestrainedinthewaytheywroteaboutthefinding,simplystating:Ithasnotescapedournoticethatthespecificpairingwehavepostulatedimmediatelysuggestsapossiblecopyingmechanismforthegeneticmaterial.Thatsingle,modestsentenceisnowabedrockofbiologicalscienceandmedicine.SotheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine,awardedtothemin1962,wasrichlydeserved,.,15,欧洲第一峰阿尔卑斯山每年夏天都要吸引大批登山者。它的巨大的冰川，白雪皑皑的峰顶，悬崖峭壁上的婉蜒曲折的小路，处处都是对人类意志和能力的挑战。1955年的一个夏日，沃森和同伴越过冰川，艰难地攀登着位于秦纳尔的阿尔卑斯山峰。没有人会特别注意他，可不是吗，登山季节里每天都有这样的年轻人经过这里，何况他的衣着又那么随意。只有同伴知道，这位年仅27岁的沃森和比他仅年长IO岁的克里克己在两年前携手登上了当代世界科学的高峰。他们在1953年4月25H通过著名的“自然”（“Nature”）杂志向全世界宣布他们发现了DNA的空间结构，即DNA双螺旋结构。DNA双螺旋结构的发现具有划时代的意义。它象征在分子生物学时代的到来。这个时代也许将延续几个世纪，在这个时代里，一切生命科学问题都不可能与分子特别是DNA分子分开了。,1953年2月28日，克里克冲进剑桥大学校园内的老鹰酒吧，大声宣布：“我和沃森已经发现了生命的秘密！”,.,16,双螺旋结构发现的重要意义,DNA双螺旋结构的提出开始便开启了分子生物学时代，使遗传的研究深入到分子层次，“生命之谜”被打开，人们清楚地了解遗传信息的构成和传递的途径，在以后的近50年里，分子遗传学、分子免疫学、细胞生物学等新学科如雨后春笋般出现，一个又一个生命的奥秘从分子角度得到了更清晰的阐明，DNA重组技术更是为利用生物工程手段的研究和应用开辟了广阔的前景。,.,17,DNA双螺旋结构被发现后，极大地震动了学术界，启发了人们的思想。从此，人们立即以遗传学为中心开展了大量的分子生物学的研究。首先是围绕着4种碱基怎样排列组合进行编码才能表达出20种氨基酸为中心开展实验研究。1967年，遗传密码全部被破解，基因从而在DNA分子水平上得到新的概念。它表明：基因实际上就是DNA大分子中的一个片段，是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位。在这个单位片段上的许多核苷酸不是任意排列的，而是以有含意的密码顺序排列的。一定结构的DNA，可以控制合成相应结构的蛋白质。蛋白质是组成生物体的重要成分，生物体的性状主要是通过蛋白质来体现的。因此，基因对性状的控制是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的。在此基础上相继产生了基因工程、