精编资料推荐DNA结构发现的启示意义

1、专业资料推荐9DNA结构发从科学发展的角度，论述 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：09043113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

2、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

3、极其不清楚，并不能真实反映 DNA青晰的图像。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勺真实结构。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勺X射线衍射图。把这些各种局部的结构形状汇总，DNA勺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

4、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吉构进行研究时，一位名声 更大的人物一美国化学家 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a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勺X射线晶体衍射

5、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勺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吉构的启蒙

6、。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勺结构。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

7、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。沃森在美国本来是在微生物学家指导下从事噬菌体遗传学研究的，他们希望通过噬菌体来搞清楚基因如何控制生物的遗传。派他出国学习并没有生硬地规定课题，甚至他从一个国家的实验室到另一个 国家的实验室也能得到导师的支持或谅解。 当他听了威尔金斯的学术 报告，看到D

8、NA的X射线衍射图片后，认定一旦搞清DNA的结构, 就能了解基因如何起作用。于是他不等批准，就决定先斩后奏从丹麦 去伦敦学习X射线衍射技术了。至于克里克，他是个不拘小节又相 当狂妄的聪明人，不太受老板布喇格欢迎，甚至一度有可能被炒尤鱼， 但是，当因为学术问题引起的误会消除后，老板照样关心他的工作， 在那篇划时代的论文写成后，布喇格认真修改并热情地写信向自然 推荐。这种现象在一个以学术为重的研究机构应该是正常的。人际关 系对研究事业的干扰是轻微的。沃森擅自选择，后来和克里克一起在那里作出划时代贡献的研究 机构，在当时已经是一个闻名全球的单位 英国剑桥大学卡文迪许实验室。这个实验室创立于1874年

9、，麦克斯威尔、卢瑟福、玻尔等 一批物理学大师都在这里工作过。 创立至今，先后造就了近30位诺贝 尔奖获得者。在这里，沃森遇到了物理学家克里克，又得到机会向威 尔金斯、富兰克林等 X射线衍射专家学习，还有包括著名蛋白质结 构专家的儿子在内一批科学家和他经常交换各种信息和意见，又得到实验室主任布喇格等老一辈的指导和鼓励，这些都是他取得成就的重 要因素。而直接导致沃森集中精力从事 DNA结构研究的契机，则是 他得到美国主管部门资助去参加在拿不勒斯召开的学术会议， 在那里 他看到了威尔金斯的X射线衍射图片。早在上世纪初，物理学家汤姆森领导这个实验室时， 就形成了一 个“TeaBrea习惯，每天上午和下

10、午，都有一个聚在一起喝茶的时间， 有时是海阔天空的议论，有时是为某个具体实验设计的争论， 不分长 幼，不论地位，彼此可以毫无顾忌地展开辩论和批评。历史证明这种 文化氛围确实有利于学术进步，所以这种习惯现在已经被国外许多大 学和研究机构仿效，就连国际学术会议的日程安排中，这个节目也是 必不可少的。近十几年来，国内个别大学和科研单位的领导人也在试 图推广这种做法。如果能够长期坚持下去，必有收获。创新者必须破除迷信，敢于向权威挑战1953年沃森和克里克都是名不见经传的小人物，37岁的克里克连 博士学位还没有得到。受到前人的影响，他们原来按照3股螺旋的思路进行了很长时间的工作，可是既构建不出合理模型，

11、也遭到结晶学 专家富兰克林的强烈反对，结果使工作陷于僵局。在发现正确的双股 螺旋结构前2个月，他们看到蛋白质结构权威鲍林一篇即将发表的关 于DNA结构的论文，鲍林错误地确定为3股螺旋。沃森在认真考虑 并向同事们请教后，决然地否定了权威的结论。正是在否定权威之后， 他们加快了工作，在不到两个月内终于取得了后来震惊世界的成果。两位年轻科学家没有迷信权威，而且敢于向权威挑战，这需要勇 气，更需要严肃认真的实验工作和深厚的科学功底。在科学界经常遇 到的是年轻人对权威无原则的屈服，甚至沃森在开始知道鲍林提出的 是三螺旋模型的一刹那，也曾后悔几个月前放弃了自己按三螺旋思路 进行的工作。不过他们没有从此打住

12、，而是为了赢得时间，加快了工 作。因为他们相信这是智者鲍林千虑之一失， 很快本人就会发现错误 并迅速得出正确结论。科学史中某个重大发现总能留给后辈许多启发。我们今天纪念 DNA双螺旋结构发现，正是为了以古鉴今，找出那些有利于我们今 后发展的有益经验。我们期待着在实际工作中有更多体现。原始性创新，是原创性技术发展的基础第一流理论性突破，也就是我们今天常说的原始性创新， 是原创 性技术发展的基础。50年来的实践生动地表明，正是 DNA双螺旋结 构的发现和随后20年中的大量科学实验，奠定了基因分子生物学的坚 实基础，在20世纪70年代基因工程才得以应运而生，而且迅速形成了 今天前途光明的生物技术产业

13、。理论上的原始性创新成就和产业上的应用通常相距很遥远，有时甚至在相当长的时间或相当广的空间内难以预料这些成就的应用前 景。可以说，第一流的理论突破总是和急功近利无缘的。当DNA结构刚发现时，也许少数从事研究工作的人能够朦胧地认识它的重大意 义，但没有在社会上引起多少轰动。即使稍有报道，也要带上一句： 看来一时半会不会有什么实际用处。”实际上，揭示基本自然规律的 重大发现，常常是来自那些 象牙塔”里，从事发现研究的科学家也多 数是一些书呆子”虽然他们不一定富有，但决不会为衣食牵累，因而他们只做自己感兴趣的探索，并不计较个人的荣辱得失。例如当年 在发现DNA双螺旋结构的研究中起主要作用的沃森，这位

14、 20出头的 小伙子在博士后阶段游历过几个国家的不同领域的实验室，并没有哪位领导人要他去解决 基因是什么”的难题，但从大学高年级起就产生 了这个疑问的他，为了找到答案，竟可以不要奖学金。甚至到了他功 成名就的老年，他还坚持主张人类基因组的研究成果要向全人类公 开。早在建国初期，中国科学院第一任院长郭沫若曾经指出：科学研究自然是应该和实际配合的，但在这儿也有种种不同的历程。 有的 研究和实用的历程很短，研究成果立即可以见诸实用。但有的却有相 当长远的历程，一时是看不出成效来的。例如原子能的研究、宇宙线 的研究及其它纯理论的科学研究便不能期待今天从事研究，明天就见诸实用。”他还尖锐地批评道： 我们

15、的眼光有时太短，而算计有时打 得太紧。” 2年后，周恩来曾经给物理学家张文裕写信指出：科学院必须把基础科学和理论研究抓起来，同时又要把理论研究同科学实验 结合起来。”可见我国领导人即使在非常时期也对原始性创新的重要 性有清醒的认识。可是，我们只要简略地回顾一下50年来我国科学研 究状况，就会发现，由于种种干扰，这个早就确定的方针经常会发生 偏移。必须明确，对于那些探索性的基础理论研究，不能急功近利，不 能一上来就要他们估测经济效益。否则，只能束缚他们的创新思维， 影响科学研究的深度。不久前，我们的科学工作者在填写基础研究的 经费申请表时，还要回答 经济效益和社会效益的预测”。这无疑是一 种导向，作为发展中国家的科学工作者，将大部分力量投入经济发展、 国防建设和社会进