淺談DNA雙螺旋發(fā)現(xiàn)的里程碑意義與思考

（遼寧省撫順市德才高級(jí)中學(xué)遼寧撫順113006）

（遼寧省撫順市德才高級(jí)中學(xué)遼寧撫順113006）

DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)是20世紀(jì)自然科學(xué)的重要發(fā)現(xiàn)之一，它的發(fā)現(xiàn)不僅探明了DNA的分子結(jié)構(gòu)，還揭示了DNA的復(fù)制機(jī)制，從而開啟了人類向分子生物學(xué)領(lǐng)域進(jìn)軍的新時(shí)代，為人類探索生命活動(dòng)機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。作為高中生，筆者從這一偉大的發(fā)現(xiàn)中感悟出了科技合作、科學(xué)方法和創(chuàng)造性思維的重要性。為此，本文從多個(gè)角度分析了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)的里程碑意義與影響，并具體討論了這一結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)過程給予人們的啟示。

DNA雙螺旋發(fā)現(xiàn)意義思考啟示

0 引言

1951年，年僅25歲的沃森來到英國劍橋大學(xué)，與正在攻讀博士學(xué)位的克里克開始了研究DNA結(jié)構(gòu)的合作。經(jīng)過18個(gè)月的努力，他們得出了劃時(shí)代的研究發(fā)現(xiàn)，這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于其后的生命科學(xué)研究以及決定DNA在分子遺傳學(xué)領(lǐng)域的中心地位都具有極其重要的意義，其也成為分子生物學(xué)誕生的標(biāo)志。這個(gè)發(fā)現(xiàn)讓人不禁感嘆：這兩位年輕的科學(xué)研究者是怎樣在這么短的時(shí)間內(nèi)完成如此偉大發(fā)現(xiàn)的？從而引發(fā)了人們對(duì)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的深入思考。

1 關(guān)于DNA雙螺旋發(fā)現(xiàn)的歷史回顧

自孟德爾遺傳定律被發(fā)現(xiàn)后，科學(xué)家們就一直在思考遺傳因子是不是一種物質(zhì)實(shí)體？是的話，又是哪種物質(zhì)？因此，科學(xué)家開始了對(duì)核酸、蛋白質(zhì)及其它生物大分子的研究。從1869年米歇爾首次分離出DNA，發(fā)現(xiàn)核酸到1928年格里菲斯的肺炎雙球菌實(shí)驗(yàn)，再到1952年噬菌體侵染實(shí)驗(yàn)，最終在1953年英國《自然》雜志上刊登了沃森和克里克的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)分子模型。整個(gè)研究過程歷經(jīng)了長達(dá)近一個(gè)世紀(jì)的時(shí)間，它不僅記載著生命科學(xué)知識(shí)形成的過程，而且體現(xiàn)了科學(xué)家尊重事實(shí)、服從真理的科學(xué)態(tài)度，以及勇于創(chuàng)新、善于合作的科學(xué)精神。

2 DNA雙螺旋發(fā)現(xiàn)的里程碑意義與影響

2.1 對(duì)醫(yī)學(xué)的影響

在DNA雙螺旋被發(fā)現(xiàn)前，民間就有滴血認(rèn)親這一說法，即通過觀察雙方血液是否融合來判斷血緣關(guān)系的方法。不過，這種方法缺乏科學(xué)性，并不能用來鑒定血緣關(guān)系。自DNA雙螺旋被發(fā)現(xiàn)后，科學(xué)家們研究了DNA鑒定血緣關(guān)系的方法，這種方法具有一定的科學(xué)性，目前已經(jīng)成為判定親子關(guān)系的重要手段。另外，通過DNA檢測(cè)，還能破譯犯罪分子遺留在犯罪現(xiàn)場(chǎng)的毛發(fā)和指紋，從而鎖定犯罪嫌疑人，為偵查工作帶來便利。

自DNA雙螺旋被發(fā)現(xiàn)后，人們還研究了基因療法和基因藥物。利用基因療法，將患者的“壞基因”轉(zhuǎn)換為“好基因”，能夠使患者的病情大為好轉(zhuǎn)。將動(dòng)植物基因制作多肽類藥品，也可以改善人們的身體健康。

2.2 對(duì)農(nóng)業(yè)的影響

轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)我國農(nóng)作物改良方面具有重大的影響。目前我國研究的抗旱、抗鹽、抗蟲、抗除草劑等轉(zhuǎn)基因作物已經(jīng)初見成效；在研究農(nóng)作物蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪含量改造方面也取得了一定的成就。據(jù)研究表明，利用基因工程生產(chǎn)農(nóng)作物可以使世界一半的饑餓人口得到充足的食物。以美國為例，1997年美國的農(nóng)民有25%以上利用基因工程生產(chǎn)抗除草劑大豆和玉米，到2000年已達(dá)到90%以上，這段期間，抗除草劑農(nóng)作物的改良使農(nóng)田生產(chǎn)成本降低了20%左右，產(chǎn)量增加了10%，土壤腐蝕減少了90%。由此可見，轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要的影響。

2.3 對(duì)工業(yè)的影響

傳統(tǒng)的化學(xué)工業(yè)都是在高溫高壓下進(jìn)行的，不但耗費(fèi)能源，還污染環(huán)境。以農(nóng)藥生產(chǎn)為例，用常規(guī)的方法生產(chǎn)農(nóng)藥，不僅成本高、投入大，而且生產(chǎn)過程復(fù)雜，環(huán)境污染嚴(yán)重。而利用蘇云金桿菌毒蛋白基因生產(chǎn)的殺蟲劑，不但降低了投資成本，還避免了環(huán)境污染。在工業(yè)上，還可以利用基因工程技術(shù)構(gòu)建工程菌來處理工廠廢水和殘?jiān)?，從而凈化環(huán)境。另外，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)生產(chǎn)的生物源可以代替化石燃料資源，緩解能源危機(jī)。

3 DNA雙螺旋發(fā)現(xiàn)過程給予人們的啟示

3.1 科技合作對(duì)科技發(fā)現(xiàn)的促進(jìn)

科技合作是指科研人員在進(jìn)行科研活動(dòng)的過程中，通過共同分享人、才、物等科技資源來實(shí)現(xiàn)共同研究目標(biāo)的組織行為。DNA雙螺旋的發(fā)現(xiàn)正是科技合作的產(chǎn)物。1962年，沃森、克里克和威爾金三人共獲諾貝爾獎(jiǎng)。獲獎(jiǎng)后，記者對(duì)他們進(jìn)行采訪時(shí)，沃森說：“當(dāng)時(shí)很少有人會(huì)在意DNA結(jié)構(gòu)的重要性，他們只對(duì)蛋白質(zhì)感興趣。但是在實(shí)驗(yàn)室里，居然能找到一位認(rèn)為DNA比蛋白質(zhì)更重要的人。因?yàn)橛兴死锟耍?，我就不必花費(fèi)很多時(shí)間學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)射線分析了?！绷硗猓U林也認(rèn)為，如果沒有沃森和克里克的堅(jiān)持不懈，以及威爾金X射線結(jié)果圖，到現(xiàn)在也無法發(fā)現(xiàn)雙螺旋結(jié)構(gòu)。因此，科學(xué)家的密切合作，取長補(bǔ)短要比獨(dú)學(xué)無友更高一籌。

3.2 科學(xué)方法的恰當(dāng)運(yùn)用是成功的途徑

在DNA結(jié)構(gòu)的研究過程中，沃森和克里克使用了移植、類比、模型等科學(xué)方法，運(yùn)用得恰到好處，這是他們成功的主要途徑。在移植方法上，他們運(yùn)用了生理、化學(xué)、物理等學(xué)科的原理和方法解開了DNA結(jié)構(gòu)的奧秘，并將DNA分子結(jié)構(gòu)與蛋白質(zhì)的螺旋結(jié)構(gòu)進(jìn)行類比，從而進(jìn)一步建立了DNA理論模型。沃森和克里克通過將多種方法聯(lián)系在一起，互相結(jié)合，互相補(bǔ)充，最終構(gòu)成了一個(gè)整體。

3.3 創(chuàng)造性是科學(xué)研究的靈魂

沃森和克里克的成功在于他們選題的創(chuàng)造性。當(dāng)時(shí)的生物學(xué)家根本沒有真正重視過DNA結(jié)構(gòu)的重要性，甚至有些科學(xué)家認(rèn)為DNA結(jié)構(gòu)的重要性還不如金屬結(jié)構(gòu)。而沃森和克里克則不同，他們始終堅(jiān)信DNA是所有分子中的王牌，是決定生物組成的重要因素。

4 結(jié)語

綜上所述，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)是生物史上一個(gè)具有里程碑意義的事件。這個(gè)事件帶給我們很多的啟示：（1）科學(xué)研究是一個(gè)漫長且艱難的過程，它需要花費(fèi)幾十年甚至幾百年的時(shí)間和精力。但是，只有堅(jiān)持不懈，不斷探索，才能取得重大的突破；（2）在科學(xué)研究的道路上，科學(xué)家要具備創(chuàng)新意識(shí)和合作精神，創(chuàng)造性是科學(xué)研究的靈魂，而合作精神能夠促進(jìn)研究成果的進(jìn)程；（3）恰當(dāng)?shù)目茖W(xué)方法是走向成功的重要途徑。在科研的道路上，不能一味地蠻干，而要按照自然科學(xué)的發(fā)展規(guī)律，采用正確的科學(xué)方法，如此才能逐步走向成功。

[1]張慧.命運(yùn)的螺旋帶來的啟示——從DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)看科學(xué)方法論 [J].山西大學(xué)學(xué)報(bào) (哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版).2005(02).

[2]郭繼鴻.??一紙改變?nèi)祟?紀(jì)念DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)60周年 [J].中華心臟與心律電子雜志.2014(01).

淺談DNA雙螺旋發(fā)現(xiàn)的里程碑意義與思考

■郭悅聰

P[文獻(xiàn)碼]A

1000-405X（2016）-10-205-1