《双螺旋》读书报告

第一篇：《双螺旋》读书报告

《双螺旋》读后感

《The Double Helix 》（诺贝尔生理学或医学奖获得者沃森的大作)。DNA结构的发现是20世纪最伟大的科学成就之一!本书告诉你这个伟大发现是如何发生的。

《双螺旋》是沃森写的一本作者自己亲身经历的重大事件印象记。书中不仅有科学知识，亦有科学工作方法，是最经典的生命科学科普图书之一,是诺贝尔生理学或医学奖获得者沃森的大作。作者用讲故事的方式详细介绍了DNA双螺旋这个惊人发现的全过程,提供了科学发现的一般过程与思路,无论是痴迷于科学世界的青少年,还是一般生物学工作者、科学史工作者，都会从中得到启发、有所获益。

书中记述的故事又深刻说明了研究工作者可能陷入的进退两难的处境。他知道有个同行在某个问题上已经工作了多年，并且积累了大量难得的资料。这个同行知道成功就在眼前，因此没有公开发表这些资料。这个研究者看到过这些资料，并有充分理由相信，他想象中的一种研究方法，或者说仅仅一种新观点就能使问题迎刃而解。在这个时候，如果他提出同对方合作，可能会被认为是想捞一点外快。他应该单枪匹马地去干吗？很难判断一个重要的新观点究竟真的是一个人独出心裁想出来的，还是在同别人交谈中不知不觉地吸收来的。鉴于这种困难，在科学家中间逐渐形成一种不成文的法规，大家承认同行对研究的方式有申明自己要求的权利。但是，有一定的限度。当竞争不止来自一个方面的时候，就不能再踌躇不前了。在解决DNA 结

构的过程中，这种进退两难的困境显得尤为突出。

因此，发现这个结构经历了很多曲折，首先要会建立实验模型，有恰当的假设，要了解各方面的知识。所以，为了搞清ＤＮＡ的化学结构，沃森和克里克经过了两年多时间的实验和了解各方面的知识，有一段时间克里克还对ＤＮＡ的兴趣一落千丈，有一段时间还转移到另外的研究课题上去，沃森一直坚持不懈的解决。

沃森和克里克都知道卡文迪什实验室的模型并不是十分满意的。这些模型是肯德鲁一年半前为了研究多肽链的三维空间结构而建造的。所以，它不可能准确地表示DNA 中独特的原子基团。那时，他们们手头上既没有表示磷原子的模型，也没有嘌呤和嘧啶碱基的模型。佩鲁兹来不及订购新材料，因此他们必须立即动手改装。做一个崭新的DNA 分子模型可能需要一个星期，而问题的答案在一两天内就可能找到。因此，一到实验室，沃森就马上开始在我们的碳原子模型上加一些铜丝，把它改成大的磷原子。要制作一些表示无机离子的模型是十分困难。它们与其他成分不一样，不遵守形成化学键的简单键角规律。看来，在正确地制作分子模型之前，必须先了解DNA 的正确结构。

沃森虽然知道细菌病毒只有一半重量是DNA（另一半是蛋白质），但艾弗里的实验说明DNA 似乎是基本的遗传物质。因此，搞清楚DNA 的化学结构可能是了解基因如何增殖的重要一步。然而与蛋白质相比，对于DNA 的化学知识了解得还寥寥无几，那时仅仅有少数几个化学家在做这方面的工作。除了知道核酸是由较小的构件——核苷酸

——组成的大分子以外，遗传学家对它的化学知识掌握得甚少。而且，做DNA 工作的化学家几乎都是有机化学家，他们对遗传学没有兴趣。卡尔喀虽然是一个例外。哥本哈根实验室是个合适的地方，在那里，化学与遗传学中技术的结合，最终会产生真正的生物学上的好处。然而他们的计划完全落空了。卡尔喀一点也不能激起沃森的兴趣。沃森在他的实验室里对核酸化学并不感兴趣，部分原因是由于他看不出他当时研究的那种课题（核苷酸代谢）会怎样直接与遗传学联系起来；另外，卡尔喀虽然很有教养，但使人觉得很难理解。

经过了不断地试验，有一次沃森进行氢键维系的碱基配对试验，在摆弄碱基模型时，他把碱基移来移去寻找各种配对的可能性。突然之间，他发现一个由两个氢键维系的腺嘌呤-胸腺嘧啶对竟然和一个至少由两个氢键维系的鸟嘌呤-胞嘧啶对有着相同的形状。看来，所有的氢键都是自然形成的，（两类碱基对，呈相同形状）并不需要人为的加工。于是嘌呤的数目为什么会和嘧啶数目完全相同的谜，就要被他们解开了。如果一个嘌呤总是通过氢键同一个嘧啶相联，那么，两条不规则的碱基顺序就可能被规则地安置在螺旋的中心。

而且，要形成氢键，这就意味着腺嘌呤总是和胸腺嘧啶配对，而鸟嘌呤只能和胞嘧啶配对。这样一来，查戈夫规律也就一下子成了DNA 双螺旋结构的必然结果。而且这种双螺旋结构还是提出了一种DNA 复制机制。它比沃森曾一度设想过的同类配对机制更加令人满意。腺嘌呤总是与胸腺嘧啶配对，鸟嘌呤总是与胞嘧啶配对。这说明两条相互缠绕的链上碱基顺序是彼此互补的。只要确定其中一条链的碱基顺序，另一条链的碱基顺序也就自然确定了。因此，一条链怎样作为模板合成另一条具有互补碱基顺序的链，也就不难设想了。

克里克来时沃森就把他的发现告诉他，他被打动了，但是几分钟后，克里克发现问题是，究竟这种A 一T 和G 一C 碱基对是否能方便地装在他们前两个星期设计的骨架构型之中。由于他们们在螺旋中心为碱基留下了一大块空间，乍一看，这似乎是大有希望的。然而他俩都明白，他们一定要制作一个完整的、并圆满地符合立体化学原理的模型，才能算是大功告成。再说，这种结构的发现，具有如此重大意义，决不容许草率从事。

克里克很快就全力以赴地投入了DNA 的研究工作。经过他们两个的不懈努力最后还是克服了其中难题，更充分的证明了ＤＮＡ的双螺旋结构。

英国科学杂志《自然》发表了两位年轻科学家——沃森和克里克写的宣布发现了DNA双螺旋一篇论文后。消息不胫而走，它的内容广为流传。对遗传机制感兴趣的多数生物学家很快就认识到，从携带遗传信息的生物大分子角度研究遗传学的时代到来了。分子生物学在遗传学与生物化学的对峙中降临人间。遗传学创立于1865 年。

遗传学也人类带来了巨大的利益。农业方面，人们因此能够设计出合理的培育方法，从而改良传统的作物和家畜，获得较好的经济效益。医药方面，由于认识到基因在人类很多疾病中的作用，也就为有效地防止或治疗这些疾病提供了合理的措施。

第二篇：关于全对称双螺旋转子流量计的可行性报告

关于全对称双螺旋转子流量计的可行性报告

一、立项的背景和意义

随着社会经济发展，石油、化工、储运行业得到飞速发展。在商贸交易中，要求计量精确，交易公平。因此高精度的流量计引起社会重视。

LSU型双转子流量计（即全对称双螺旋转子流量计）是目前国际上最新一代容积式流量计，国外称为UF-Ⅱ流量计，它是用于管道中液体流量的测量和控制的精密仪表。广泛应用于石油、化工、冶金、轻工、商业、油库、码头、槽车和科研等部门，特别适用于原油、精炼油、轻烃等工业液体的计量。

本公司因有条件采用以上流量计的制造技术制造和销售这一系列产品，因而在认定该项技术的基础上成立本公司。全对称双螺旋转子流量计制造技术经浙江省科学技术厅考核认定为浙江省高新技术成果，认定书号：浙高科认字2004第217号。

二、国内外研究现状和发展趋势

本项产品七十年代初期由日本奥巴尔公司通过中国举办的多国仪器仪表展览会在中国展示。在中国同行业厂商与日本奥巴尔公司多年洽谈后，只选中与合肥仪表总厂合伙组建合肥奥巴尔公司，用日本的关键部件生产双螺旋转子流量计产品，但价格十分昂贵，产品主要返销国际市场。国内从七十年代起，同行业内也研究开发这项技术，有代表性的如上海一诺仪表有限公司，重庆耐德仪表有限公司，开封仪表厂，上海自动化仪表九厂等单位也有一定成果，但都有一定的局限性，其中上海一诺较为显著，年产销5000万元以上。以上重庆、开封、上海自动化仪表九厂都派人到我公司洽谈索取过样品，上海自动化仪表九厂已实质性让我公司提供关键部件，合作的前景是非常好的。

双螺旋转子流量计国际上作为精密的油品计量仪表，但是它的售价据高不 下。目前上海一诺的价格大大高于国内一、二代油表的价格，在油田考虑到精确和可靠尚适应这种价格，但在油库就显得高了。因为油库工作条件较好，价格高了就坚持仍采用第二代油表。我公司现行价格只是上海一诺价格的二分之一。接近第二代油表的价格，中石化以外的民营油库也可认同这种价格，也是我们当前争取的市场。

国际上石油是一种应用广泛，且价格随储量减少不断上涨的资源，所以它的商贸计量要求不断提高。高精度的第三代油表价格适宜是加快开拓市场的优势。

中石化、中石油，中国储运总公司，中国管道局下属1200多个大型集团企业，据业内相关单位统计，每年实际需要18万台以上高精度油流量计。这方面是国内油表的主要市场，规模大，要求严格，不但对油流量计的品质有严格要求，而且对供货的仪表制造商的规模、信誉度也有严格要求，要求产品质量高，供货资本大，因此制定特有的准入资格，供货的制造商必须具备准入条件，所供产品经它运行考核合格才能为它供货。本公司产品在辽河油田考核都是合格的，但企业规模（即资本）太小，尚未取得准入资格，成为影响市场发展的不利因素。

国内高精度油表是具有极大的潜在市场，但是目前除上海一诺占有少份额市场外，其他即便是规模大的制造厂也是因为技术限制，不能使售价适应市场，不能相应占有市场。本公司制造高精度油表的制造技术处于领先地位，这是参与市场竞争的有利因素。

三、项目主要研究开发内容、技术关键和创新点

本公司关于双螺旋转子流量计的制造技术和已开发的产品不但取得了省科技厅的认可。而且在公司部分团队人员筹资下，在产业化方面迈出了第一部，产品曾通过中间商渠道进入辽河油田和浙江沿海一些民营油库。而且产品品质都经过辽河油田标定计量站标定合格，出具证书，在浙江沿海试销的产品也是得到用户认同的。

项目的产业化是项目研究开发显示成效的阶段。产品的技术关键是螺旋转子的制造技术，它的创新点是消除按标准方式加工的齿型仍旧存在的误差，这种误差是工件材质的差异、刀具的磨损等一系列偶然因素引起的误差。产业化初期的成功也进一步证实项目技术的可靠性和可行性。

四、项目预期目标（主要技术、经济指标、应用或产业化前景）

至目前为止，公司利用有限的自有资金制造了40口径、80口径、100口径三种规格的LSU型双转子流量计，并进入市场试销。但还有15口径、25口径、50口径、150口径、200口径等规格的LSU双转子流量计待进一步开发制造。形成完整的产品系列，完整地进入市场，满足需求。

项目的经济指标与开发速度相适应，最近三年的预测如下： 销售收入462万元/年； 创税金92.4万元/年 创净利106.6万元/年

三年后的三年内为第二目标——产销2000万元/年，三年后的五年内为第二目标——产销5000万元/年

税金为销售收入的20%，销售利润率达到25%~30%。

随着项目产业化的发展，本公司将保持和扩大技术先进的优势，增强资本实力，减少和避免弱势，增强竞争能力，扩大市场占有率。企业再度发展，为满足国内极大的高精度油表市场的需求增添一份力量，并可打入国际市场，争取更大的效益。

五、项目实施方案，技术路线、组织方式与课题分析

1、工作原理

本项目制造的LSU型双转子流量计量是一种容积式流量计，流量计的一对特殊齿型的螺旋转子直接啮合，无相对滑动，不需要同步齿轮。靠进、出口处较小的压差推动转子旋转。下图代表一对转子运转时的某一个横截面，同一时刻，每个转子在同一横截面上受到流体的旋转力矩的合力矩是相等。因此二个转子各自作等速、等转矩旋转。排量均衡无脉动，螺旋转子的空槽与计量箱壁围成的空腔（下图中阴影部分）作为测量室，转子每转一周可输出8倍空腔的容积，因此，转子的转数与流体的累积流量成正比，转子的转速与流体的瞬时流量成正比。转子的转数通过磁性联轴器传到表头计数器，显示出流过流量计（流过管道）的流量。

2、结构说明

流量计主要由本体、一对螺旋转子、磁性联轴器、减速机构、调整齿轮机构、表头计数器及发信装置等组成。螺旋转子的转数通过磁性联轴器、调整齿轮机构传到表头计数器。

3、技术方案 本项制造技术，分析了国外样品的外型、结构，结合斜齿轮啮合的经典理论从理论上构建螺旋齿轮的数学模型，针对流量测量的密封要素验证数学模型对密封要素的符合性，确定螺旋齿轮的参数。

分析满足数学模型的加工方法，选择既能从理论上满足，又能在实践中降低前期投资，节约成本的加工工艺，加工出符合品质要求的螺旋转子。最终选择了成型刀具与万能铣床相结合的加工工艺。

除上述核心技术外，设计流量计其它部件，并制定加工工艺，制造出全部零件。

为了消除由于转子材质的不均匀度，刀具磨损的偶然性引起的加工误差，研究总结出一套精整工艺技术，也是区别于不同单位的技术创新点，以满足关键部件质量要求和满足产成品合格率的可靠保证。

4、工艺、技术路线

本项目属制造机械产品为主，主要使用机械加工设备。

技术上以设计零部件图纸——制定零部件加工工艺——制定零部件质检工艺——制定部件、整机组装工艺——制定整机标定、检测工艺为技术流程。

工艺上以零部件选材——铸造——热处理——机械加工——质量检验——部件装配、整机组装——整机测试、标定为工艺流程。

5、组织形式

公司成立初期，尽量精干简政，采取直线责能制的组织形式，除营销管理外，办公室包揽其他所有管理业务，并管理车间的技术和生产。

待公司发展后，拟采取事业部制的组织形式，除若干经理办公室外，设立销售、经营（包括材料）、技术、财务、人事、后勤等事业部与及加工、工具、装配、标定等车间。

6、课题分析

本公司成立时以“LSU型双螺旋转子流量计”为主导产品。该产品的制造技术已被认定为高新技术成果。公司作为项目的实施方，主要任务是完成项目的产业化——制造产品、投放市场，取得效益。

六、计划进度安排

1、项目实施执行期

除公司成立至现在试投放40口径、80口径、100口径三种规格的LSU双转子流量计外。从现在开始项目实施的执行期为三年，即2010年——2012年。

2、项目实施时的计划进度，达到的目标。

2010年完成场地搬迁，补充因搬迁而缺失的设备，主要是一台外圆磨床，一台平面磨床，一台摇臂钻床等。与此同时恢复生产，继续向市场投放已产业化的三种规格产品。

2011年，取得产品船用准入资格，扩大产品在造船业的市场，使50口径、150口径二种规格的产品产业化，投放市场。

2012年，开展取得中石化、中石油产品准入资格的工作，开始开拓产品在中石化、中石油领域的市场。使15口径、25口径、200口径三种规格的产品产业化。

七、现有工作基础和条件

公司成立以来，团队人员努力创业奋斗，投入自有资金现金82.6万元，购置设备、原材料，已使二种规格的产品产业化；在开拓市场方面克服种种困难，深入辽河油田通过中间商为油田供货；广泛联络有实力的企业为它们做配套；为民营油库供货服务方面做了大量工作。

在企业内部抓好管理工作，编制质量管理手册，制定产品企业标准，努力使 企业走上正规的发展道路。

虽然面临企业场地搬迁，缺失部分重要设备，缺乏恢复生产和进一步使5种规格产品产业化，形成产品完整系列的资金，但是团队主要人员仍然充满信心积极努力，一方面做好搬迁工作，另一方面争取政府支持。公司的产品质量多次取得辽河油田标定测试站的肯定，取得上海自动化仪表九厂，开封仪表厂，重庆耐德仪表有限公司等同行业大型企业的肯定。

以上都是公司现有的技术、产品质量和生产条件的基础，是进一部使产品产业化、开拓市场和发展企业的基础。

八、经费预算

1、项目实施的总资金 项目实施的总资金132万元

2、资金来源

团队董事已投资82.6万元，其余50万元争取孵化中心解决。

3、资金的用途

团队董事投入的82.6万元已用于设备购置；40口径、80口径和100口径产品的产业化和生产场地租赁等方面。目前争取解决的50万元（1）用于场地搬迁；（2）恢复生产；补充三台缺失设备（3）余下5种规格产品的产业化；（4）开拓市场，办理造船行业、中石化、中石油行业的准入资格等四个方面。

第三篇：发现DNA双螺旋结构的故事

发现DNA双螺旋结构的故事

在刚刚过去的20世纪，遗传学也许是发展最快、变化最烈的一门自然科学学科。1900年孟德尔（G.Mendel）揭示的生物遗传规律被重新发现，2000年人类基因组全序列工作草图宣告完成，这一头一尾两件大事充分展现了100年来遗传学的重大发展，而连接首尾的关节点，则是1953年沃森（J.D.Watson）和克里克（F.H.C.Crick）共同提出DNA双螺旋结构模型。

发现的前夜

20世纪上半叶的几十年，几代科学家不懈的努力终于将遗传物质的化学本质确定为DNA。在此基础上，玻尔（N.Bohr）、德尔布吕克（M.Delbrück）、薛定谔（E.Schr o dinger）等一批物理学家的适时加入，将物理学的新观点、思维方式和研究手段引入遗传学研究，深深影响着整整一代战后的青年科学家，包括沃森和克里克。

克里克是一个深受薛定谔思想影响的物理学家，战后从物理学转入生物学研究。他认为，运用物理学和化学的科学概念和精确的术语重新思考生物学的基本问题，是会有成果的。他思考问题敏锐深刻，不停顿地思考与评论是他最大的嗜好。沃森说：“他掌握别人的资料，并使之条理化的速度之快，令人倒吸一口冷气。”也正因为这一点，在克里克的周围聚集了一批沃森这样的优秀青年科学家。1951年，23岁的沃森来到英国剑桥著名的卡文迪什实验室，在那里遇到了大他12岁的克里克，开始了现代生物学史上最动人心弦的合作。

沃森和克里克决定一起揭示DNA分子结构后，立刻确定目标：提出一个结构模型，它既要能解释X射线衍射分析的图像，又要能阐明基因自体催化（复制）和异体催化（编码蛋白质）等生物学性质。

那当时有关DNA结构的知识是怎样的呢？从物理学性质讲：根据阿斯特伯里（W.Astbury）等人的X射线衍射分析资料，DNA是由许多亚单位叠合在一起组成的，叠层间距是0.34纳米；DNA是一个长链分子，在整个分子线性结构中，分子的直径是衡定的。

从化学性质讲：DNA含有4种碱基，即两种嘌呤（A和G）和两种嘧啶（C和T），以及脱氧核糖和磷酸根。一个碱基、一个糖分子和一个磷酸根组成一个结构单位，叫核苷酸。核苷酸之间经磷酸酯键相连，组成分子的骨架结构。影响重大的四件事情

他们面临的第一个问题是如何设想DNA分子中核苷酸的排列和连接，使之保证DNA大分子内部的几何协调和力的平衡，在化学上趋于最稳态，还要保证DNA作为遗传物质所需的复制精确性。组成分子骨架的糖磷酯键是结合力最强的共价键。然而X射线衍射分析表明，DNA分子中有不止一个这样的骨架，那么多个长链骨架是怎样结合在一起的呢？会不会是多条核苷酸链靠碱基间的氢键相互连接？如果是这样，那碱基间就有三种不同连接方式：相同的碱基相互连接，如A与A相连；相同类别的碱基相连，即嘌呤与嘌呤、嘧啶与嘧啶相连；不同类别的碱基相连，即嘌呤与嘧啶相连。

还有，这种连接究竟是不同多核苷酸链上的碱基相互连接呢，还是同一条链不同部位上的碱基相互连接呢？这后一种设想也就是所谓单链回旋折叠自我连接，也是沃森和克里克最初的想法，显然受了蛋白质肽链折叠模式的影响。然而，在接下来的一年半中，至少有四件事使他们摒弃了这种看法。

第一件，1952年6月，在听完天文学家高尔特（T.Gold）的讲座“完美的宇宙学原理”后，沃森、克里克和剑桥大学数学系研究生格里菲斯（J.Griffith）闲谈有没有“完美的生物学原理”，又谈到DNA的复制，谈到DNA分子中碱基间如何形成稳态结构。格里菲斯对基因的复制很感兴趣，应他们的请求，他答应用量子力学和化学键理论来计算不同碱基间的吸引力大小，以及如何搭配才能使分子趋于最稳态。不久，格里菲斯告诉他们，理论计算表明A吸引T，G吸引C。克里克立刻想到，A吸引B、B吸引A，这样相互形成的专一性配对不就能解释链的复制吗。那么，怎样把碱基互补和DNA分子的三维结构联系起来呢？克里克动脑筋的速度实在太快了，甚至连格里菲斯所讲的相互间吸引力最大的碱基对是什么都没有记住。

第二件，也是在那年六七月间，哥伦比亚大学教授查伽夫（E.Chargaff）访问剑桥，来到卡文迪什实验室。肯德鲁(J.C.Kendrew)把两位年轻人介绍给查伽夫。这是一次非常重要的会见，克里克多年后记述了这次会见：“起初，我们谈了许多有关蛋白质的问题，后来我问及核酸研究现状，查伽夫顿了一下说：„一句话说完，就是1:1。‟ 我又问1:1是什么意思，他说：„文章已经发表了。‟ 毫无疑问，我漏读了查伽夫的重要文章，感到茫然若失。他又补充了一句：„这是电效应的缘故。‟我突然闪现了一个念头，„天哪！1:1不就是互补配对吗？‟他还讲了些什么，我一点也没有听见。告别了查伽夫，我立刻去找格里菲斯，请他再告诉我，理论计算表明哪两种碱基间吸引力最大。我转而去查阅查伽夫的文章，顿时惊呆了：格里菲斯算出来的碱基对A配T、G配C，正是查伽夫实验中克分子量呈现1:1比例的碱基对。”这就是著名的查伽夫当量定律，即分子数A＝T、G＝C。

第三件，沃森和克里克成功地运用了鲍林(L.C.Pauling)提出的生物大分子结构分析方法。鲍林根据量子力学原理，提出了作为量子化学基石的化学键理论，在蛋白质结构研究中提出了肽链折叠通过氢键形成α螺旋的学说。他通过多肽链基本构件的拼装组合，构建出符合蛋白质晶体X射线衍射分析图像的结构模型，并据此建立了结构分析的所谓“第一性原理”，又称逼近法。它要求从生物大分子最基本的构件出发，运用化学规律找出构件间可能形成的所有排列方式，特别要考虑对整个大分子结构稳定有决定作用的氢键的形成方式；再将所获得的各种理论模型与X射线图像一一对比，不断修正，并决定取舍。两人运用逼近法测定各种嘌呤和嘧啶的大小、碱基对的排列、氢键的引力，以及DNA分子直径、螺距、键角等结构数据，再与衍射图像一一对比，不断校正，逐步逼近真实状态。值得一提的是，鲍林当时也在构建DNA分子结构模型。威尔金斯（M.Wilkins）和富兰克林（R.Franklin）也在利用衍射图像分析DNA的结构，与沃森和克里克保持着经常的联系和深入交流。威尔金斯和富兰克林的思路与鲍林不同，他们作为晶体结构学家，总是先从衍射图像中的点及点的密集程度出发，并考虑衍射点的分布特点，经数学变换，将衍射图像诠释为分子中的各种化学键的键长、键角等结构要素。1953年2月，沃森和克里克从富兰克林的X射线衍射图像分析，虽然还不能肯定DNA是双链还是三链，却已明白在DNA的螺旋结构中糖磷酯骨架在外侧，碱基在分子内部。这是非常重要的发现，鲍林的错误之一就是认为糖磷酯键在分子中央。

现在，横在沃森和克里克面前的问题是DNA分子究竟由几条链组成，这些链又是怎样相互连接的。

第四件事，有机分子在不同的条件下往往具有不同的构型，它们互为异构体。当时，沃森和克里克画在草图上的碱基只是若干种异构体中的一种，这种结构很难同时符合分子的几何结构要求和化学稳定性要求。他们去请教实验室的访问学者多诺休（J.Donohue）。多诺休是曾和鲍林共事的量子化学家，他看了沃森的草图后，指出他们画的碱基构型属于烯醇式，应该改为酮式异构体。这真是神来之笔！克里克在回忆中写道：“多诺休和沃森站在黑板旁边，我坐在办公桌一侧。突然，我看到了一幅碱基对互补的图像，它能解释1:1。太妙了，真是再美不过了！就在1953年2月20日星期五的这一刻，我们都明白了，碱基在分子内部，它们是靠氢键来专一性配对的。”

沃森很快发现，在酮式结构情况下，A-T碱基对与G-C碱基对长度相等，又恰恰与DNA分子的直径相当，这使沃森和克里克确信DNA是双链而不是三链。

沃森和克里克花了整整一个星期来设计DNA结构模型，测量了两种碱基对和DNA长链上每一种键的旋转角度，并和X射线衍射图像一一对比，不断修正。沃森以惊人的记忆力把从威尔金斯和富兰克林实验室得到的新的信息全部融入了这个模型，克里克以他特有的思想和表达能力把一切都记录下来。他们的合作真是到了水乳交融、你我不分的地步。成功的模型

3月29日是三月份最后一个周末，两人终于完成了文稿。但因秘书休假，沃森请正在英国度假的姐姐帮忙打字，姐弟俩整整忙了一个下午。沃森对姐姐说：“我们的工作，称得上是达尔文进化论发表以来，生物学中最为轰动的事件。”

4月1日，他们把文章送给实验室主任布拉格（W.L.Bragg）。布拉格非常高兴，原因至少有两条：第一，这件了不起的事是在卡文迪什实验室完成的，而不是在鲍林的实验室；第二，他和他父亲所建立的晶体X射线衍射分析方法，在探索生命本质的研究中发挥了十分重要的作用。布拉格对文章作了少许文字修饰，附了一封推荐信，在4月2日就发往《自然》周刊。鲍林闻讯时正在赴布鲁塞尔开会途中，特地于4日赶到剑桥。他仔细看了模型，又看了富兰克林的DNA衍射照片，当即向两位年轻人祝贺。布拉格主任设宴欢庆。

1953年4月25日，《自然》周刊发表了这篇仅有900多字的文章：DNA的分子结构。这个结构模型的要义是：DNA是一个长长的双链分子，由两条同轴反向相互缠绕的多核苷酸链组成，外侧是由脱氧核糖和磷酸根组成的分子骨架，中间是由互补的碱基对组成的阶梯，碱基配对方式是A配T，C配G；碱基对间距为0.34纳米，每10个碱基对形成一个螺旋周期，螺旋直径为1纳米。这个模型既能从螺旋性、分子直径、碱基对的几何学尺度等方面阐明X射线衍射图像，又能以碱基专一性互补配对来解释查伽夫当量定律。

这个模型不但外形美，更有内在的科学美。它的科学美体现在两个方面。第一，碱基配对的专一性保证了复制的高度精确性，只要一条链上的碱基序列确定了，其互补链上的碱基序列也随之确定了；第二，就一条链而言，模型并不限制碱基排列顺序，这保证了DNA可以负载无穷多样的遗传信息。这充分体现了基因的属性：变异的无穷多样性和复制的高度精确性。1962年，沃森、克里克因发现DNA分子结构，与改进了X射线衍射技术的威尔金斯一起获得了诺贝尔医学或生理学奖。

也许大家会问：沃森和克里克为什么会成功？

从X射线衍射分析技术看，沃森和克里克是不及威尔金斯和富兰克林的；就结构化学知识而言，沃森和克里克更不是鲍林的对手。沃森和克里克能够在这场科学竞赛中取胜，靠的是两人的合作，靠的是知识和能力的互补，靠的是博采众家之长。这对组合最强的优势是把物理和化学的研究资料都放到生物学背景上去考虑，时刻牢记DNA是遗传物质，搞清楚DNA分子结构，就是为了在分子水平上阐明基因的自体催化和异体催化。迄今为止，搞清楚结构的大分子不计其数，结构之复杂、精度之高都大大超出双螺旋模型，有不少也得了诺贝尔奖。但全世界唯独把1953年4月25日来纪念，并把2003年4月25日定为国际DNA日，就是因为这个模型深刻的生物学内涵——它揭示了生命的分子本质，揭示了DNA的生物学之魂！

第四篇：DNA双螺旋结构的发现对生物技术的影响

DNA双螺旋结构的发现对生物技术的影响

生工1202 陆晴川（3120100400）DNA双螺旋结构的提出开始，便开启了以遗传学为中心的分子生物学时代。分子生物学使生物大分子的研究进入一个新的阶段，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。在此基础上相继产生了基因工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程等，这些生物技术的发展必将使人们利用生物规律造福于人类。

在我看来，对生物技术的影响主要有以下几类。

DNA检测技术。这个可以用在亲子鉴定，犯罪现场检验。

转基因技术。目前转基因经常在报纸上出现，主要是民众对转基因食品的安全性有怀疑。

克隆技术，如克隆鱼，克隆细胞，克隆羊多莉等。

基因治疗：遗传病的基因治疗是指应用基因工程技术将正常基因引入患者细胞内，以纠正致病基因的缺陷而根治遗传病。

第五篇：“制作DNA分子双螺旋结构模型”教学设计

“制作DNA分子双螺旋结构模型”教学设计

【活动目的与意义】

1制作模型的过程是一个知识内化的过程，通过亲手制作，可以促进学生对DNA分子“双螺旋结构”和“反向平行”特点的理解和认识。

2通过讨论、交流与撰写活动报告，培养学生观察问题、分析和归纳问题的能力以及语言表达和书面表达能力。

3通过制作DNA分子双螺旋结构模型，培养学生互助合作的精神和严谨的科学态度，并使他们在具体的制作过程中体验到成功的喜悦。

4通过分析DNA分子结构模型，将抽象知识形象化，有利于学生准确把握DNA分子结构的知识，为后续学习遗传部分的知识奠定良好的基础。

【活动程序】

1制定活动方案

1.1课前进行相应的知识储备

课前学生学习了DNA分子结构的基础知识，以及通过图书馆、网络等途径收集和掌握了一些有关DNA结构发现的科学史的材料，为课上进行相互讨论、交流与模型的顺利制作提供了必要的知识准备。

1.2活动材料用具的准备

硬塑料方框、不同颜色的硬纸板、金属细丝、订书机、订书钉、剪刀、粗铁丝。

1.3提供模型制作的参考数据

1.4设计活动方案流程

2实施活动方案

2.1分组并发放活动材料

每班分若干个小组，每小组4人。各组都配发硬塑料方框2个（5cm×10?M）、六种不同颜色的硬纸板各1张（20?M×20?M）、细铁丝2根（长0.5m）、粗铁丝2根（长约10?M）订书机1个、订书钉若干、剪刀1把、活动报告（每人一份）。

2.2分组讨论制作模型的步骤和注意事项

在学生讨论之前，教师先展示预设的问题和制作模型的参考数据，为学生讨论模型的制作提供帮助。设计的问题如下：

（1）分别用何材料表示磷酸基团、脱氧核糖、各种含氮碱基？这几种物质在什么部位相连接？

（2）如何表示磷酸二酯键、氢键以及氢键的数目？

（3）如何体现DNA分子两条链之间的反向平行关系？

（4）怎样才能使DNA分子的平面模型改变成立体模型？

以实验小组为单位，观察并分析教材上的DNA分子结构的立体图和平面图，然后根据实验桌上所提供的材料，以及教师提供的问题，组织本组成员展开讨论，设计出实验步骤，找出模型制作的过程中应注意的问题。教师适时组织各小组阐述自己设计的实验步骤，教师根据学生设计中出现的具体问题进行适当点拨和评价。

教学意图： 通过学生自己分析各材料用具的作用，自己设计实验步骤，培养学生分析解决实际问题的能力以及实验设计能力。

2.3按照分工制作模型

在学生制作模型之前，教师给予下列提示：

（1）先按照分工制作配件，再将各种配件正确的组合在一起，最后，对制作的模型进行检查，修补存在的缺陷。

（2）各个小组在碱基的排列顺序上尽可能地随机，不能照搬书上的碱基顺序。时间控制在10分钟以内。

在学生制作的过程中，教师根据他们的质疑，给予相应的指导，如表示各分子纸片制作的大小，粗铁丝在模型中位置的确定等。

教学意图：增强学生对DNA分子的平面结构及双螺旋空间结构感性认识，培养学生的协同合作意识，并使他们在模型制作的过程中体验成功的喜悦。

2.4表达与交流

各小组选一名代表展示自己的模型，并从以下几个方面进行阐释：

（1）表示各种小分子的纸片是否用不同的形状进行区分。

（2）各个分子之间的连接是否正确。

（3）不同碱基对之间的氢键数量是否有误。

（4）各个纸片间是否有重叠现象.（5）DNA分子的两条链之间是否呈反向平行关系。

在充分表达与交流的基础上，各组借鉴其他小组提供的合理化建议，对本组制作的模型进行完善和修正。最后由教师对各组的活动成果进行总体评价，同时强调模型的制作必须尊重客观事实，不能为了美观好看而主观臆造。

教学意图： 培养学生语言表述能力和实事求是的科学态度。

2.5分析与讨论

2.5.2你觉得每个小组制作的DNA相同吗？每个DNA分子之间的差异主要在哪里？

指导学生观察各组制作的模型，分析比较，由它们的共性总结出DNA分子的结构特点；由它们的区别总结出DNA分子的特性：多样性和特异性。使学生对DNA分子的多样性及特异性从感性认识升华到理性的认识，真正理解 “世界上没有两个完全相同的人”“每个人的DNA就是自己的身份证”等道理。另外，DNA分子的多样性与蛋白质分子的多样性有很大的相通之处，教师可引导学生作适当迁移，为学习基因的表达埋下伏笔。

【布置作业】

1撰写《制作DNA分子双螺旋结构模型》的活动报告

2总结在制作和运用DNA分子模型的过程中的经验得失，寻找更好的材料用具和方法，再次设计制作更科学、更美观、使用更方便的DNA双螺旋结构模型。

教学意图：巩固所学知识，培养学生的创新精神。

【活动总结】

1学生在活动的过程中始终处于积极主动的状态，课堂教学效果较好。此次活动，不仅使学生掌握了DNA分子结构的知识，而且还提高了学生设计实验、动手操作以及分析归纳的能力。

3本节课制作的DNA分子双螺旋结构模型，只能体现各个分子之间的连接方式及两条链之间的反向平行关系，不能真实的呈现DNA分子的立体结构，还有待于在今后的教学过程中进一步探索。