所思所想所感—DNA双螺旋结构发现的启示

1、基础生物化学实验 学号：2010011054科目：基础生物化学实验题目：分子双螺旋结构发现的简述及感悟与启迪学院(系)： 林学院专业年级： 林学10级学生姓名： 冯继广完成日期： 2011年10月简述dna双螺旋结构的发现20世纪30年代确定了dna的化学构成，其由4种称为核苷酸的基本单位组成，每种核苷酸又由3种基本的亚单位，碱基、脱氧核糖和磷酸基团组成，其中碱基有4 种：a，t，g，c。dna分子是由许多核苷酸连接而成的长链分子，dna中核苷酸是通过磷酸基团连接。每一个核苷酸的脱氧核糖与另一个核苷酸的磷酸基连接在一起，形成糖2磷酸基骨架，构成了dna主链。1950年，奥地利生化学家查加发现腺

2、嘌呤之量等于胸腺嘧啶之量，鸟嘌呤之量等于胞嘧啶之量。1949 年6月克里克进入卡文迪什实验室，1952年克里克还与科克兰和万德在发表“在螺旋上原子的变换”一文。他们推导出在沿着螺旋线等距离分布的原子在衍射空间中的傅立叶变换式，为研究蛋白质和核酸结构,分析x 射线衍射图片提供了有力的工具。1951年9月沃森来到了卡文迪什实验室，遇见了克里克，两人一见如故，建立了合作关系。1951年7月在剑桥举行的蛋白质会议上,威尔金斯表述了其关于dna思想的重要发展。他认为子午线上不存在反射是有意义的，并从dna衍射图上衍射最大值呈十字交叉的分布，直接推断出dna分子具有螺旋结构的特征,交叉式样的倾斜度给出了螺

3、旋的坡，根据托克斯的研究，威尔金斯猜想有三条多核苷酸链形成螺旋结构。1951年9月富兰克林得到了相对湿度为90 %以上的dna的x射线衍射图，看到衍射强度呈十字交叉分布的最明显的特征。11月21日,富兰克林注意到子午线上0.34nm处的亮斑；指出两个倾斜的亮斑的连线与子午线呈40角及赤道线上有强反射点和子午线上的2.7nm亮点；还测量出在这种状态中的水含量为每个核苷酸有8个水分子. 并得出磷酸基是在外边的结论。沃森和克里克结合衍射图形所显示的螺旋特征，晶胞的尺寸，每个晶胞中碱基的数量和含水量等基本实验事实，构建了一个三螺旋模型。之后，富兰克林指出这一模型中的一系列错误,宣告首次建立的dna三螺

4、旋模型的失败。1952年6月,格里菲斯完成相关计算,发现腺嘌呤吸引胸腺嘧啶,鸟嘌呤吸引胞嘧啶，不同碱基之间的相互吸引。格里菲斯还指出这些配对的碱基不是互相重叠,而是边缘相接的。1938 年阿斯特佰里根据dna的密度为1163g/cc的测量值，得到dna的主链数不少于2、不多于4 的结论。1951 年富兰克林给出在每个晶胞中大约有46个核苷酸，a型dna的碱基间的距离是0.27nma ，其在一个螺距中碱基的数目大约是10，根据碱基数目的近似比较，认为双螺旋比三螺旋更有可能。后来，根据富兰克林x射线衍射图的研究克里克和沃森决定建立主链在外的双链模型。1953年2月克里克等从1952年12月医学研究

5、委员会的报告得知：dna的晶体形式是单斜晶，其晶胞具有二重轴线或螺旋二重轴，表明糖2磷酸主链具有指向意义,它的方向由核苷酸间的磷酸二酯键的指向决定，用3 5的方向来表示；单斜晶具有c2 对称性,意味着两条链沿着相反的方向行进,是反平行的。之后，碱基键合的问题提上日程,沃森与克里克根据鲍林对分子空间构型的研究开始考虑氢键问题，确定碱基与碱基之间有可能形成氢键。先前，沃森与克里克依据前人研究的成果认为碱基是同类配对。之后的研究，使得同类配对的矛盾充分暴露。多诺休提出的碱基的酮基形式为互补配对提供了物质基础,结构化学的氢键理论为互补配对架起了金色桥梁，查伽夫的比率为互补配对提供了有力的实验证据。19

6、53年2月沃森在摆弄碱基模型时,突然发现由两个氢键连接的腺嘌呤和胸腺嘧啶的配对与鸟嘌呤和胞嘧啶的配对具有同样的分子形状和直径。最终他们确定：一条特定的多核苷酸链可以同时包含嘌呤和嘧啶，两条链的骨架是方向相反，碱基是互补配对。1953年2月28日，dna双螺旋结构的分子模型诞生。所得所感所思dna双螺旋结构发现之启示在人类文明的历史发展长河中，曾涌现出无数令人瞩目的伟大成就，他们都为人类的发展起了重大的促进作用，他们让人类的明天更加美好。有人说二十一世纪是生物化学时代，的确，当今社会dna依旧是人们关注的焦点，亲子鉴定，dna分子杂交，dna重组技术，基因工程等等，无一例外都与dna密切相关。6

7、0年前，两位不同国籍、不同学科的科学家携手合作，以严谨认真的科学态度，以坚持不懈的毅力经过探索研究提出了具有划时代意义的dna分子双螺旋结构模型，揭开了分子生物学的新篇章，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，开创了现代生命科学的里程碑。当我们惊羡dna结构伟大发现及克里克和沃森他们所取得的伟大成就时，我们又怎么能不为之的动容，又怎么能不探究思考他们成功的奥秘，又怎么能不有所体会感悟？携手合作，科学严谨求实、敢于创新，坚持不懈奋斗也许就是他们成功的必不可少的因素。直至现在，也许我们只记住了沃森和克里克的名字，对其他的一概不知，但是我们不能忘却

8、那些在幕后工作的人物，鲍林，富兰克林，威尔斯金，他们分属于不同的领域，从属不同的学科，但他们都为dna双螺旋结构的发现贡献了自己力量，他们从晶体化学，x射线衍射等方面提出自己的意见与看法，指出其最初构想的错误与成功之处，这些无疑都促进了这一重大发现。dna双螺旋结构的发现时许许多多的科学家集体合作的结果，也使集体智慧的结晶，这是多领域多层次多人合作的巨大力量。就沃森和克里克，他们两人之间有良好的人际关系，既能够顽强地坚持己见，又能够灵活地倾听对方的意见，在争论中间互相尊重，发挥各自的长处，最后服从真理，很快达成一致，他们很善于在竞争中间来合作。放眼环球世界，不难发现，我们已经身处全球化之中，无

9、论是经济还是科技、文化，国际上出现了越来越多的合作关系，其波及范围极其广泛，不同国家不同公司不同领域都建立了良好的合作关系；国际间合作共同应对气候变暖，地球环境污染等问题。合作已经深入是社会的大趋势，其产生的力量不断推动人类文明向前发展。一个人的力量是极其有限的，我们的进步是建立在别人的研究成果之上的，在解决dna结构的过程中，沃森与克里克以虚心求是的科学态度向周围科学家请教学习，参考不同领域的科学家从不同角度对dna研究分析的数据，敢于批判和继承，敢于创新。他们最初提出了dna的三螺旋结构模型，但很快被告以错误，他们细心听他人的讲解，最终果敢放弃自己的错误想法。他们依据所掌握的数据与资料提出

10、可供选择的模型，再用x射线衍射图形进行比较和检验，步步采用科学严谨的态度对待所得到的结果，接受疑问和漏洞。在建模过程中，他们把实验检验和模型调整有机地结合起来，由三条连到两条链，由链在内到链在外，由碱基同类配对到碱基互补配对，主要的分子力由离子键到氢键，他们依据x射线衍射实验和生物化学的实验结果不断修正错误，逐步走向成功。写到这里，我难免有所汗颜，进入大学以来，我们也曾多次做实验，但我们有何收获呢？我们始终没有用心对待，每次草草了事，只是照着书上所写做一些定量定性实验，对得到的实验结果也未能认真思考分析，为做实验而做试验，实在是不具备搞科学研究所应具备的基本素养与理论。我想我们该改改了，应该从

11、现在开始逐步培养科学、严谨、认真、创新的态度与意识了及勤于观察善于思考的良好习惯。古往今来，任何人的成功绝非一帆风顺，都会遇到各种各样的艰难险阻挫折。克里克与沃森在研究的过程中，富兰克林指出了他们的一系列错误，他们首次提出建立的dna三螺旋结构模型被告以失败，还有在碱基配对中他们也遇到诸多难以解决的问题。但是，他们始终没有向失败艰难险阻低头。他们不气馁、不灰心，依旧顽强地做出种种尝试，坚持不懈地进行研究工作，最终确立碱基互补配对dna的双螺旋结构模型。年少的我们，刚刚踏入社会，在今后的学习生活工作中都会遇到或大或小的困难，要想取得最后的胜利，就必须坚持不懈走到最后。dna双螺旋结构模型的发现引发我们无限的启迪与思考。成功绝不是偶然的，尤其是搞科学研究，我们必须具备一些基本的素养和基本的理论知识，敢于挑战权威、敢于竞争、善于合作、善于总结经验教训，把一个学