淺談DNA雙螺旋發現的里程碑意義與思考

（遼寧省撫順市德才高級中學遼寧撫順113006）

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DNA雙螺旋結構是20世紀自然科學的重要發現之一，它的發現不僅探明了DNA的分子結構，還揭示了DNA的復制機制，從而開啟了人類向分子生物學領域進軍的新時代，為人類探索生命活動機制奠定了基礎。作為高中生，筆者從這一偉大的發現中感悟出了科技合作、科學方法和創造性思維的重要性。為此，本文從多個角度分析了DNA雙螺旋結構發現的里程碑意義與影響，并具體討論了這一結構的發現過程給予人們的啟示。

DNA雙螺旋發現意義思考啟示

0 引言

1951年，年僅25歲的沃森來到英國劍橋大學，與正在攻讀博士學位的克里克開始了研究DNA結構的合作。經過18個月的努力，他們得出了劃時代的研究發現，這一發現對于其后的生命科學研究以及決定DNA在分子遺傳學領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誕生的標志。這個發現讓人不禁感嘆：這兩位年輕的科學研究者是怎樣在這么短的時間內完成如此偉大發現的？從而引發了人們對DNA雙螺旋結構的深入思考。

1 關于DNA雙螺旋發現的歷史回顧

自孟德爾遺傳定律被發現后，科學家們就一直在思考遺傳因子是不是一種物質實體？是的話，又是哪種物質？因此，科學家開始了對核酸、蛋白質及其它生物大分子的研究。從1869年米歇爾首次分離出DNA，發現核酸到1928年格里菲斯的肺炎雙球菌實驗，再到1952年噬菌體侵染實驗，最終在1953年英國《自然》雜志上刊登了沃森和克里克的DNA雙螺旋結構分子模型。整個研究過程歷經了長達近一個世紀的時間，它不僅記載著生命科學知識形成的過程，而且體現了科學家尊重事實、服從真理的科學態度，以及勇于創新、善于合作的科學精神。

2 DNA雙螺旋發現的里程碑意義與影響

2.1 對醫學的影響

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

自DNA雙螺旋被發現后，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”轉換為“好基因”，能夠使患者的病情大為好轉。將動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 對農業的影響

轉基因技術對我國農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、抗除草劑等轉基因作物已經初見成效；在研究農作物蛋白質、淀粉、脂肪含量改造方面也取得了一定的成就。據研究表明，利用基因工程生產農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年美國的農民有25%以上利用基因工程生產抗除草劑大豆和玉米，到2000年已達到90%以上，這段期間，抗除草劑農作物的改良使農田生產成本降低了20%左右，產量增加了10%，土壤腐蝕減少了90%。由此可見，轉基因技術對農業生產具有重要的影響。

2.3 對工業的影響

傳統的化學工業都是在高溫高壓下進行的，不但耗費能源，還污染環境。以農藥生產為例，用常規的方法生產農藥，不僅成本高、投入大，而且生產過程復雜，環境污染嚴重。而利用蘇云金桿菌毒蛋白基因生產的殺蟲劑，不但降低了投資成本，還避免了環境污染。在工業上，還可以利用基因工程技術構建工程菌來處理工廠廢水和殘渣，從而凈化環境。另外，利用轉基因技術生產的生物源可以代替化石燃料資源，緩解能源危機。

3 DNA雙螺旋發現過程給予人們的啟示

3.1 科技合作對科技發現的促進

科技合作是指科研人員在進行科研活動的過程中，通過共同分享人、才、物等科技資源來實現共同研究目標的組織行為。DNA雙螺旋的發現正是科技合作的產物。1962年，沃森、克里克和威爾金三人共獲諾貝爾獎。獲獎后，記者對他們進行采訪時，沃森說：“當時很少有人會在意DNA結構的重要性，他們只對蛋白質感興趣。但是在實驗室里，居然能找到一位認為DNA比蛋白質更重要的人。因為有他（克里克），我就不必花費很多時間學習蛋白質射線分析了。”另外，鮑林也認為，如果沒有沃森和克里克的堅持不懈，以及威爾金X射線結果圖，到現在也無法發現雙螺旋結構。因此，科學家的密切合作，取長補短要比獨學無友更高一籌。

3.2 科學方法的恰當運用是成功的途徑

在DNA結構的研究過程中，沃森和克里克使用了移植、類比、模型等科學方法，運用得恰到好處，這是他們成功的主要途徑。在移植方法上，他們運用了生理、化學、物理等學科的原理和方法解開了DNA結構的奧秘，并將DNA分子結構與蛋白質的螺旋結構進行類比，從而進一步建立了DNA理論模型。沃森和克里克通過將多種方法聯系在一起，互相結合，互相補充，最終構成了一個整體。

3.3 創造性是科學研究的靈魂

沃森和克里克的成功在于他們選題的創造性。當時的生物學家根本沒有真正重視過DNA結構的重要性，甚至有些科學家認為DNA結構的重要性還不如金屬結構。而沃森和克里克則不同，他們始終堅信DNA是所有分子中的王牌，是決定生物組成的重要因素。

4 結語

綜上所述，DNA雙螺旋結構的發現是生物史上一個具有里程碑意義的事件。這個事件帶給我們很多的啟示：（1）科學研究是一個漫長且艱難的過程，它需要花費幾十年甚至幾百年的時間和精力。但是，只有堅持不懈，不斷探索，才能取得重大的突破；（2）在科學研究的道路上，科學家要具備創新意識和合作精神，創造性是科學研究的靈魂，而合作精神能夠促進研究成果的進程；（3）恰當的科學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，而要按照自然科學的發展規律，采用正確的科學方法，如此才能逐步走向成功。

[1]張慧.命運的螺旋帶來的啟示——從DNA雙螺旋結構發現看科學方法論 [J].山西大學學報 (哲學社會科學版).2005(02).

[2]郭繼鴻.??一紙改變人類:紀念DNA雙螺旋結構發現60周年 [J].中華心臟與心律電子雜志.2014(01).

淺談DNA雙螺旋發現的里程碑意義與思考

■郭悅聰

P[文獻碼]A

1000-405X（2016）-10-205-1