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鲍姆林德发表的论文

发布时间:2024-07-02 20:07:11

鲍姆林德发表的论文

文|星星姑娘谈情说爱

牛津大学心理学博士,心理理论创始人之一艾莉森·高普尼克在他的《园丁与木匠》中说: 做父母不是做木匠,而是要做园丁,给童年打造一个适合成长的生态系统。

木匠的工作内容是利用自己的技术,按照自己或客户想法完成作品;而园丁要做的是给花草提供肥沃的土壤,以及能够保证它们安全生长的环境,给稚嫩的花草打造一个适合其成长的生态系统。

园丁与木匠就是两种截然不同的教养方式,而我以为,父母于孩子应重在给予和引导,通过温暖的行为方式让孩子主动发掘自己的潜能,而并非是把父母的思维强加于孩子,逼迫其成长。

姜二嫚的父亲从孩子两岁多开始一字一句记录她们的语言,他听到孩子无意间的一句话,就立刻兴奋的抓起手边邮票或旧报纸在空白处记录;当大女儿姜馨贺向父母提出不想继续上学时,夫妻两也只是短暂思考一下便同意了,随后开始探寻适合姜馨贺的教养方式。

很明显,对于姜二嫚姐妹,他们的父母选择了园丁的教养方式。也正是因为有这样的园丁,才会有“灯把黑夜烫了一个洞”这般充满奇思妙想,又五彩斑斓的小小诗集。 它带给我们的不仅仅是流于表面的惊喜字眼,更重要的是它反映出的强大力量——教养方式的力量。

教养方式 :是指父母的教养观念、教养行为及其对孩子的 情感 表现的一种组合方式。这种组合方式是相对比较稳定的,是不会随着某种情景的改变而变化的。

从理论方面来理解 :加州大学伯克利分校的戴安娜·鲍姆林德对发展心理学中的教养方式理论做出了开创性贡献,她识别了三种主要的教养方式:专断型、放任型、权威型。

从人物形象方面来理解 :用木匠和园丁来作为教养方式的人物形象再合适不过,因此又衍生出了木匠型、园丁型。

当然,父母对孩子的教养方式绝不可能完全属于一种,往往是几种方式的影子都有,但我们通常会把其中显像最为明显一种教养方式提炼为研究对象的教养方式。

在姜二嫚父母的教养方式中,我们可以看到放任型与权威型教养方式的影子。比如放任型父母遵循一种自由放任的教养方式,权威型父母在孩子和自己发生分歧时对孩子施加坚固的控制,但不完全限制孩子。

似乎这些特点都能融入到他们的教养方式中,他们既没有完全放任不管,也并没有对孩子施加坚固的控制。但与此同时,他们身上显现的人物形象远比理论定义来的明显,就是园丁。

他们尊重姐妹两的不同个性,并且接受她们自己选择的道路,以放任却又引导的园丁式教养让孩子在自由空间里发挥所长并有所成就。

园丁本身就是以一种奉献与陪伴的形象存在,对孩子这片葱葱郁郁的花草来说,园丁式父母就是不错的选择。以姜二嫚父母为例,做到以下两点,就是园丁型父母的成功。

1.聆听与发现

在夏令营时,这个叫素察的男孩看上了平平,于是使技把平平灌醉后迷奸。但因为长期与父母没有有效的 情感 交流,所以事后平平并没有把这件事告诉自己的父母。而平平父亲虽然看出女儿不对劲,也没有主动深究,他心里觉得女儿并不想和自己交流。

就这样,父母与孩子之间没有交流、没有倾听和发现,最终有了杀人的结局。

| 当学校老师要求姜馨贺(姜二嫚姐姐)把她认为毫无意义的课文背下来时,突然意识到学校生活并不适合她。在她向父母提出不打算继续上学时,父母只是短暂思考了一下便同意了。这里有两个点很重要:

第一、姜馨贺愿意主动向父母表达自己的想法,讲述自己经历的事情。可以看出平时生活中父母与孩子就有着深度交流,并且一家人 一直保持着这种有效沟通,所以孩子才会在遇到问题时主动与家长分享。

第二、父母 豁达开放的教育方式 。当孩子向父母提出不想上学时,更多的父母会当场尖叫出来,随后为之愤怒,而姜二嫚的父母没有。他们只是坦然面对女儿的问题,并且给出积极的回应。

| 在面对姜二嫚时,父母也会用不同的视角去观察和发现。最终他们得出的答案是,姜二嫚性格截然不同,她很适合学校的生活。

他们对孩子匠心般的教养,就是会时刻观察并且根据花骨朵的独特性格及时做出调整。

2.陪伴与帮助

心理学对陪伴的定义是:一种以对方为主体,自己是净空状态的承接与回应。 参照以上定义,在实际生活中绝大多数父母的陪伴是不合格的,有时甚至是有些糟糕的。

在《少年说》这档节目中,一个小男孩向台下的父母喊道“手机才是你们的孩子,每次当我抬起头看你们,你们永远都在盯着手机。请我爸爸妈妈放下手机。”

这样糟糕的陪伴绝对不是个例,家长有时候为了自己能够安静的玩手机,会主动把手机或平板递给孩子。 就好像是在对孩子说“请你闭嘴吧,最好能和我保持点距离,因为我要忙着玩手机”。

父母在把孩子交给手机的同时,夺走的是给孩子的陪伴、 健康 的亲子关系,还有更重要的是孩子的更多可能 ,也许孩子本来可以是画家、演说家,或者是天才诗人,就像姜二嫚、姜馨贺。

姜馨贺两岁多的时候,无意间说了句“大蝴蝶没有小蝴蝶好捉,是因为大蝴蝶经历了太多往事”。于是被惊艳到的姜爸爸便开始了记录女儿只言片语的巨大工程。

而疏于陪伴的父母是很少有机会见识到孩子这样精彩瞬间的,即使真的听到孩子说了一句,也大概只是一瞬间的惊喜与感叹,会拿起纸笔记录下来的人少之又少。

而姜爸爸从拿起纸笔的那一刻起就再也没有停下。孩子太小又不会写字,姜爸爸就成了女儿们的诗歌秘书,随时随地都会因为孩子的一句话抓起身边任何可以写字的纸。他必须当时记下来,因为他怕后来通过回忆再写会篡改了女儿的语言。

所以姐妹两有如今的成绩,是父母不厌其烦的陪伴,以及在需要的时刻给予帮助。姜爸爸姜妈妈明白一个道理: 陪伴孩子从来都不是对孩子的一种赏赐,而是在孩子需要的时候给予爱, 而这个道理也在他们的教养方式中贯穿始终。

把能做到的生活细节做到极致,然后余下空间给孩子自由生长,如此有温度的教养也难怪会生长出这样两株娇艳的花朵。

1.五种不同教养方式

四种不同教养方式:有专断型、放任型、权威型、木匠型以及姜二嫚父母的园丁型。

专断型 : 需要强调的是专断不等同于虐待 。专断型的父母要求孩子绝对服从,并且对孩子施加严格控制,通常会使用体罚。但这里的体罚绝对不是指父母虐待孩子,一旦出现虐待,那就不再是一种合理的教养方式,而是涉及到法律。

现在已经不主张通过体罚来教育孩子,因为即便是个孩子,他也有五个层次的需求:生理、安全、感情、尊重、自我实现,体罚与这五个方面都背道而驰的。

放任型 :就是 给予孩子完全自由 。就像是电视剧《吉尔莫女孩》中的其中一位主角罗蕾莱·吉尔莫,她对女儿从不专断,而是保持开放、关怀、同情和支持。

但现实生活中这样的父母相对来说比较少,因为做父母的总是会担心这担心那,所以想要让他们不插手孩子的事几乎不太可能。

权威型 :相对来说就 比较折中 ,既没有像专断型父母一样要求绝对服从,也没有像放任型父母一样完全给予自由,他们更多的是通过说理和努力塑造孩子的价值观来达到目标。

权威型在以上三种教养方式中应该会更受父母们的欢迎,但权威型教养方式也最考验父母的能力素养以及尺度把握。

木匠型 :完全靠父母的 主观意识去塑造和雕刻孩子 ,凡是都以自我认知为执行标准,好与不好、对与不对完全靠父母决定。

但孩子从来不是一块木料,我们也不是雕刻师,更加成不了罗丹,我们做不到把孩子雕刻成完美的存在 。

园丁型:强调的是教养孩子不用套公式,重点是父母以怎样的角色存在,父母与孩子的关系是怎样的。 注重给予和帮助,不主张塑造孩子 。

2.反观自己

而通过对多种不同教养方式的理解,我们很容易就能够发现自己属于哪种、更欣赏哪种,或者自己有哪些可以改进。教养方式绝对不是只能选择一种,完全可以同时结合几种,而后在几种结合的基础之上进一步完善,这就是反观自己的意义。

正如雨果说过的:被人揭下面具是一种失败,自己揭下面具是一种胜利。作为父母能够反观自己,勇于面对自己的不足,并且不断改进,这就是一种胜利。千万不要等到让孩子和现实来揭穿自己的错误,那个时候恐怕为时晚矣。

孩子是父母最好的礼物,而父母给孩子最好的礼物除了感性温暖的爱,还应该有一种理性 健康 的教养。

姜二嫚的父亲说:我的两个女儿都不是神童,她们就只是普通女孩。是的,世界上不会有那么多神童。如果有,那一定是先有一双发现的眼睛,而后再有一种成功的教养方式。

太好了/我比姐姐/多个姐姐——摘自《姜二嫚的诗》,看似很简单的话,但 孩子的简单往往透露出的是父母的不简单 ,这便是教养方式的力量!

——END——

父母对子女的教养态度可分为权威型、专断型、放纵型、忽视型。戴安娜·鲍姆林德是美国的一位心理学家,以对家庭教养模式的研究,以及批评心理学研究中的欺而著称,这四个教养态度便是由她提出的。 戴安娜·鲍姆林德生于1927年,毕业于美国加州大学伯克利分校,并在那里任教。 权威性是一种理性、民主的教养方式,在这种教养态度下成长的孩子,善于自我控制和解决问题,自尊感和自信心也比较强,也喜欢与人交往。 忽视型和放纵型教养态度下生长的孩子,具有较强攻击性,很少替别人考虑,对人缺乏热情与关心。

爸爸听妈妈的 保持一致性

鲍林发表dna论文

沃森Watson, James Dewey美国生物学家克里克Crick, Francis Harry Compton英国生物物理学家20世纪50年代初,英国科学家威尔金斯等用X射线衍射技术对DNA结构潜心研究了3年,意识到DNA是一种螺旋结构。女物理学家富兰克林在1951年底拍到了一张十分清晰的DNA的X射线衍射照片。1952年,美国化学家鲍林发表了关于DNA三链模型的研究报告,这种模型被称为α螺旋。沃森与威尔金斯、富兰克林等讨论了鲍林的模型。威尔金斯出示了富兰克林在一年前拍下的DNAX射线衍射照片,沃森看出了DNA的内部是一种螺旋形的结构,他立即产生了一种新概念:DNA不是三链结构而应该是双链结构。他们继续循着这个思路深入探讨,极力将有关这方面的研究成果集中起来。根据各方面对DNA研究的信息和自己的研究和分析,沃森和克里克得出一个共识:DNA是一种双链螺旋结构。这真是一个激动人心的发现!沃森和克里克立即行动,马上在实验室中联手开始搭建DNA双螺旋模型。从1953年2月22日起开始奋战,他们夜以继日,废寝忘食,终于在3月7日,将他们想像中的美丽无比的DNA模型搭建成功了。沃森、克里克的这个模型正确地反映出DNA的分子结构。此后,遗传学的历史和生物学的历史都从细胞阶段进入了分子阶段。由于沃森、克里克和威尔金斯在DNA分子研究方面的卓越贡献,他们分享1962年的诺贝尔生理医学奖。詹姆斯·沃森沃森(出生于1928年)美国生物学家.20世纪40年代末和50年代初,在DNA被确认为遗传物质之后,生物学家们不得不面临着一个难题:DNA应该有什么样的结构,才能担当遗传的重任?它必须能够携带遗传信息,能够自我复制传递遗传信息,能够让遗传信息得到表达以控制细胞活动,并且能够突变并保留突变。这4点,缺一不可,如何建构一个DNA分子模型解释这一切?当时主要有三个实验室几乎同时在研究DNA分子模型。第一个实验室是伦敦国王学院的威尔金斯、弗兰克林实验室,他们用X射线衍射法研究DNA的晶体结构。当X射线照射到生物大分子的晶体时,晶格中的原子或分子会使射线发生偏转,根据得到的衍射图像,可以推测分子大致的结构和形状。第二个实验室是加州理工学院的大化学家莱纳斯·鲍林(Linus Pauling)实验室。在此之前,鲍林已发现了蛋白质的a螺旋结构。第三个则是个非正式的研究小组,事实上他们可说是不务正业。23岁的年轻的遗传学家沃森于1951年从美国到剑桥大学做博士后时,虽然其真实意图是要研究DNA分子结构,挂着的课题项目却是研究烟草花叶病毒。比他年长12岁的克里克当时正在做博士论文,论文题目是“多肽和蛋白质:X射线研究”。沃森说服与他分享同一个办公室的克里克一起研究DNA分子模型,他需要克里克在X射线晶体衍射学方面的知识。他们从1951年10月开始拼凑模型,几经尝试,终于在1953年3月获得了正确的模型。关于这三个实验室如何明争暗斗,互相竞争,由于沃森一本风靡全球的自传《双螺旋》而广为人知。值得探讨的一个问题是:为什么沃森和克里克既不像威尔金斯和弗兰克林那样拥有第一手的实验资料,又不像鲍林那样有建构分子模型的丰富经验(他们两个人都是第一次建构分子模型),却能在这场竞赛中获胜?这些人中,除了沃森,都不是遗传学家,而是物理学家或化学家。威尔金斯虽然在1950年最早研究DNA的晶体结构,当时却对DNA究竟在细胞中干什么一无所知,在1951年才觉得DNA可能参与了核蛋白所控制的遗传。弗兰克林也不了解DNA在生物细胞中的重要性。鲍林研究DNA分子,则纯属偶然。他在1951年11月的《美国化学学会杂志》上看到一篇核酸结构的论文,觉得荒唐可笑,为了反驳这篇论文,才着手建立DNA分子模型。他是把DNA分子当作化合物,而不是遗传物质来研究的。这两个研究小组完全根据晶体衍射图建构模型,鲍林甚至根据的是30年代拍摄的模糊不清的衍射照片。不理解DNA的生物学功能,单纯根据晶体衍射图,有太多的可能性供选择,是很难得出正确的模型的。沃森在1951年到剑桥之前,曾经做过用同位素标记追踪噬菌体DNA的实验,坚信DNA就是遗传物质。据他的回忆,他到剑桥后发现克里克也是“知道DNA比蛋白质更为重要的人”。但是按克里克本人的说法,他当时对DNA所知不多,并未觉得它在遗传上比蛋白质更重要,只是认为DNA作为与核蛋白结合的物质,值得研究。对一名研究生来说,确定一种未知分子的结构,就是一个值得一试的课题。在确信了DNA是遗传物质之后,还必须理解遗传物质需要什么样的性质才能发挥基因的功能。像克里克和威尔金斯,沃森后来也强调薛定谔的《生命是什么?》一书对他的重要影响,他甚至说他在芝加哥大学时读了这本书之后,就立志要破解基因的奥秘。如果这是真的,我们就很难明白,为什么沃森向印第安那大学申请研究生时,申请的是鸟类学。由于印第安那大学动物系没有鸟类学专业,在系主任的建议下,沃森才转而从事遗传学研究。当时大遗传学家赫尔曼·缪勒(Hermann Muller)恰好正在印第安那大学任教授,沃森不仅上过缪勒关于“突变和基因”的课(分数得A),而且考虑过要当他的研究生。但觉得缪勒研究的果蝇在遗传学上已过了辉煌时期,才改拜研究噬菌体遗传的萨尔瓦多·卢里亚(Salvador Luria)为师。但是,缪勒关于遗传物质必须具有自催化、异催化和突变三重性的观念,想必对沃森有深刻的影响。正是因为沃森和克里克坚信DNA是遗传物质,并且理解遗传物质应该有什么样的特性,才能根据如此少的数据,做出如此重大的发现。他们根据的数据仅有三条:第一条是当时已广为人知的,即DNA由6种小分子组成:脱氧核糖,磷酸和4种碱基(A、G、T、C),由这些小分子组成了4种核苷酸,这4种核苷酸组成了DNA.第二条证据是最新的,弗兰克林得到的衍射照片表明,DNA是由两条长链组成的双螺旋,宽度为20埃。第三条证据是最为关键的。美国生物化学家埃尔文·查戈夫(Erwin Chargaff)测定DNA的分子组成,发现DNA中的4种碱基的含量并不是传统认为的等量的,虽然在不同物种中4种碱基的含量不同,但是A和T的含量总是相等,G和C的含量也相等。查加夫早在1950年就已发布了这个重要结果,但奇怪的是,研究DNA分子结构的这三个实验室都将它忽略了。甚至在查加夫1951年春天亲访剑桥,与沃森和克里克见面后,沃森和克里克对他的结果也不加重视。在沃森和克里克终于意识到查加夫比值的重要性,并请剑桥的青年数学家约翰·格里菲斯(John Griffith)计算出A吸引T,G吸引C,A+T的宽度与G+C的宽度相等之后,很快就拼凑出了DNA分子的正确模型。沃森和克里克在1953年4月25日的《自然》杂志上以1000多字和一幅插图的短文公布了他们的发现。在论文中,沃森和克里克以谦逊的笔调,暗示了这个结构模型在遗传上的重要性:“我们并非没有注意到,我们所推测的特殊配对立即暗示了遗传物质的复制机理。”在随后发表的论文中,沃森和克里克详细地说明了DNA双螺旋模型对遗传学研究的重大意义:一、它能够说明遗传物质的自我复制。这个“半保留复制”的设想后来被马修·麦赛尔逊(Matthew Meselson)和富兰克林·斯塔勒(Franklin W.Stahl)用同位素追踪实验证实。二、它能够说明遗传物质是如何携带遗传信息的。三、它能够说明基因是如何突变的。基因突变是由于碱基序列发生了变化,这样的变化可以通过复制而得到保留。但是遗传物质的第四个特征,即遗传信息怎样得到表达以控制细胞活动呢?这个模型无法解释,沃森和克里克当时也公开承认他们不知道DNA如何能“对细胞有高度特殊的作用”。不过,这时,基因的主要功能是控制蛋白质的合成,这种观点已成为一个共识。那么基因又是如何控制蛋白质的合成呢?有没有可能以DNA为模板,直接在DNA上面将氨基酸连接成蛋白质?在沃森和克里克提出DNA双螺旋模型后的一段时间内,即有人如此假设,认为DNA结构中,在不同的碱基对之间形成形状不同的“窟窿”,不同的氨基酸插在这些窟窿中,就能连成特定序列的蛋白质。但是这个假说,面临着一大难题:染色体DNA存在于细胞核中,而绝大多数蛋白质都在细胞质中,细胞核和细胞质由大分子无法通过的核膜隔离开,如果由DNA直接合成蛋白质,蛋白质无法跑到细胞质。另一类核酸RNA倒是主要存在于细胞质中。RNA和DNA的成分很相似,只有两点不同,它有核糖而没有脱氧核糖,有尿嘧啶(U)而没有胸腺嘧啶(T)。早在1952年,在提出DNA双螺旋模型之前,沃森就已设想遗传信息的传递途径是由DNA传到RNA,再由RNA传到蛋白质。在1953~1954年间,沃森进一步思考了这个问题。他认为在基因表达时,DNA从细胞核转移到了细胞质,其脱氧核糖转变成核糖,变成了双链RNA,然后再以碱基对之间的窟窿为模板合成蛋白质。这个过于离奇的设想在提交发表之前被克里克否决了。克里克指出,DNA和RNA本身都不可能直接充当连接氨基酸的模板。遗传信息仅仅体现在DNA的碱基序列上,还需要一种连接物将碱基序列和氨基酸连接起来。这个“连接物假说”,很快就被实验证实了。1958年,克里克提出了两个学说,奠定了分子遗传学的理论基础。第一个学说是“序列假说”,它认为一段核酸的特殊性完全由它的碱基序列所决定,碱基序列编码一个特定蛋白质的氨基酸序列,蛋白质的氨基酸序列决定了蛋白质的三维结构。第二个学说是“中心法则”,遗传信息只能从核酸传递给核酸,或核酸传递给蛋白质,而不能从蛋白质传递给蛋白质,或从蛋白质传回核酸。沃森后来把中心法则更明确地表示为遗传信息只能从DNA传到RNA,再由RNA传到蛋白质,以致在1970年发现了病毒中存在由RNA合成DNA的反转录现象后,人们都说中心法则需要修正,要加一条遗传信息也能从RNA传到DNA.事实上,根据克里克原来的说法,中心法则并无修正的必要。碱基序列是如何编码氨基酸的呢?克里克在这个破译这个遗传密码的问题上也做出了重大的贡献。组成蛋白质的氨基酸有20种,而碱基只有4种,显然,不可能由1个碱基编码1个氨基酸。如果由2个碱基编码1个氨基酸,只有16种(4的2次方)组合,也还不够。因此,至少由3个碱基编码1个氨基酸,共有64种组合,才能满足需要。1961年,克里克等人在噬菌体T4中用遗传学方法证明了蛋白质中1个氨基酸的顺序是由3个碱基编码的(称为1个密码子)。同一年,两位美国分子遗传学家马歇尔·尼伦伯格(Marshall Nirenberg)和约翰·马特哈伊(John Matthaei)破解了第一个密码子。到1966年,全部64个密码子(包括3个合成终止信号)被鉴定出来。作为所有生物来自同一个祖先的证据之一,密码子在所有生物中都是基本相同的。人类从此有了一张破解遗传奥秘的密码表。DNA双螺旋模型(包括中心法则)的发现,是20世纪最为重大的科学发现之一,也是生物学历史上惟一可与达尔文进化论相比的最重大的发现,它与自然选择一起,统一了生物学的大概念,标志着分子遗传学的诞生。这门综合了遗传学、生物化学、生物物理和信息学,主宰了生物学所有学科研究的新生学科的诞生,是许多人共同奋斗的结果,而克里克、威尔金斯、弗兰克林和沃森,特别是克里克,就是其中最为杰出的英雄。克里克弗朗西斯·哈里·康普顿·克里克(Francis Harry Compton Crick 1916.6.8——2004.7.28)生于英格兰中南部一个郡的首府北安普敦。小时酷爱物理学。1934年中学毕业后,他考入伦敦大学物理系,3年后大学毕业,随即攻读博士学位。然而,1939年爆发的第二次世界大战中断了他的学业,他进入海军部门研究鱼雷,也没有什么成就。待战争结束,步入"而立之年"的克里克在事业上仍一事无成。1950年,也就是他34岁时考入剑桥大学物理系攻读研究生学位,想在著名的卡文迪什实验室研究基本粒子。这时,克里克读到著名物理学家薛定谔的一本书《生命是什么》,书中预言一个生物学研究的新纪元即将开始,并指出生物问题最终要靠物理学和化学去说明,而且很可能从生物学研究中发现新的物理学定律。克里克深信自己的物理学知识有助于生物学的研究,但化学知识缺乏,于是开始发愤攻读有机化学、X射线衍射理论和技术,准备探索蛋白质结构问题。1951年,美国一位23岁的生物学博士沃森来到卡文迪什实验室,他也受到薛定谔《生命是什么》的影响。克里克同他一见如故,开始了对遗传物质脱氧核糖核酸DNA分子结构的合作研究。他们虽然性格相左,但在事业上志同道合。沃森生物学基础扎实,训练有素;克里克则凭借物理学优势,又不受传统生物学观念束缚,常以一种全新的视角思考问题。他们二人优势互补,取长补短,并善予吸收和借鉴当时也在研究DNA分子结构的鲍林、威尔金斯和弗兰克林等人的成果,结果经不足两年时间的努力便完成了DNA分子的双螺旋结构模型。而且,克里克以其深邃的科学洞察力,不顾沃森的犹豫态度,坚持在他们合作的第一篇论文中加上“DNA的特定配对原则,立即使人联想到遗传物质可能有的复制机制”这句话,使他们不仅发现了DNA的分子结构,而且丛结构与功能的角度作出了解释。1962年,46岁的克里克同沃森、威尔金斯一道荣获诺贝尔生物学或医学奖。后来,克里克又单独首次提出蛋白质合成的中心法则,即遗传密码的走向是:DNA→RNA→蛋白质。他在遗传密码的比例和翻译机制的研究方面也做出了贡献。1977年,克里克离开了剑桥,前往加州圣地亚哥的索尔克研究院担任教授。2004年7月28日深夜,弗朗西斯·克里克在与结肠癌进行了长时间的搏斗之后,在加州圣地亚哥的桑顿医院里逝世,享年88岁。

DNA结构的发现是科学史上最具传奇性的“章节”之一。发现DNA结构是划时代的成就,但发现它的方法是模型建构法,模型建构法就像小孩子拼图游戏一样的“拼凑”法。而在这场“拼凑”中表现最出色的是沃森和克里克。1928年4月6日,沃森出生于美国芝加哥。16岁就在芝加哥大学毕业,获得动物学学士学位,在生物学方面开始显露才华。22岁时取得博士学位,随后沃森来到英国剑桥大学的卡文迪什实验室,结识了早先已在这里工作的克里克,从此开始了两人传奇般的合作生涯。克里克于1916年6月8日生于英格兰的北安普敦,21岁在伦敦大学毕业。二战结束后,来到剑桥的卡文迪什实验室,克里克和沃森一样,对DNA有着浓厚的兴趣,从物理学转向研究生物学。当时人们已经知道,DNA是一种细长的高分子化合物,由一系列脱氧核苷酸链构成,脱氧核苷酸又是由脱氧核糖、磷酸和含氮碱基组成,碱基有4种,分别是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)。在1951年,很多科学家对DNA的结构研究展开了一场竞赛。当时有两个著名的DNA分子研究小组,一个是以著名的物理学家威尔金斯和化学家富兰克林为首的英国皇家学院研究小组,他们主要用X射线衍射来研究DNA结构。一个是以著名化学家鲍林为首的美国加州理工大学研究小组,他们主要用模型建构法研究DNA结构,并且已经用该方法发现蛋白质a螺旋。1951年2月,威尔金斯将富兰克林拍的一张非常精美的DNA的X光衍射照片在意大利举行的生物大分子结构会议上展示,一直对DNA有浓厚兴趣的沃森看到这张图时,激动得话也说不出来,他的心怦怦直跳,根据此图他断定DNA的结构是一个螺旋体。他打定主意要制作一个DNA模型。他把这种想法告诉了他的合作者克里克,得到了克里克的认可。沃森和克里克构建DNA分子结构模型的工作始于1951年秋。他们用模型构建法,仿照著名化学家鲍林构建蛋白质α螺旋模型的方法,根据结晶学的数据,用纸和铁丝搭配脱氧核苷酸。他们构建了一个又一个模型,都被否定了。但沃森坚持认为,DNA分子可能是一种双链结构。因为自然界中的事物,很多是成双成对的,细胞中的染色体也是成对的。之后他们分别完成了以脱氧核糖和磷酸交替排列为基本骨架,碱基排在外面的双螺旋结构(如图一),和以脱氧核糖和磷酸交替排列为基本骨架,碱基排在内部,且同型碱基配对的双螺旋结构(如图二)。1952年,生物化学家查伽夫访问剑桥大学时向报道了他对人、猪、牛、羊、细菌和酵母等不同生物DNA进行分析的结果。查伽夫的结果表明,虽然在不同生物的DNA之间,4种脱氧核苷酸的数量和相对比例很不相同,但无论哪种物质的DNA中,都有A=T和G=C,这被称为DNA化学组成的“查伽夫法则”。1952年7月,查伽夫访问卡文迪什实验室时,向克里克详细解释了A:T=G:C=1:1的法则。之后,克里克的朋友,理论化学家格里菲斯通过计算表明,DNA的4种脱氧核苷酸中,A必须与T成键,G必须与C成键。这与查伽夫法则完成一致。随后,鲍林以前的同事多诺告诉沃森,A-T和G-C配对是靠氢键维系的。以上这些工作,就成了沃森和克里克DNA分子模型中A—T配对、G=C配对结构的基础。至此,DNA模型已经浮现。2月28日,沃森用纸板做成4种碱基的模型,将纸板粘到骨架上朝向中心配对,克里克马上指出,只有两条单链的走向相反才能使碱基完善配对,这正好与X光衍射资料一致。完整的DNA分子结构模型完成于1953年3月7日。根据这个模型,DNA分子是一个双螺旋结构,每一个螺旋单位包含10对碱基,长度为34埃(1埃=10-10米)。螺旋直径为20埃。4月15日,沃森和克里克关于该模型的第一篇论文在《自然》(Nature)杂志上发表。DNA分子双螺旋结构模型的发现,是生物学史上的一座里程碑,它为DNA复制提供了构型上的解释,使人们对DNA作为基因的物质基础不再怀疑,并且奠定了分子遗传学的基础。DNA双螺旋模型在科学上的影响是深远的。有人说沃森和克里克的诺贝尔奖是站在“巨人的脚趾”上获得的,我不这么认为,在X光衍射照片的基础上,运用鲍林研究蛋白质螺旋的方法,综合DNA化学研究方面的资料,沃森和克里克,特别是沃森,有着更宽广的眼界,从各专家处汲取所需,而得到新的综合结果,而且这种综合结果比其各部分更伟大,这是那些不能聚木为林的专家们无法领悟到DNA分子结构DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链,这4种脱氧核苷酸分别含有A,T,C,G四种碱基。

被遗忘的英格兰玫瑰很多人都知道沃森和克里克发现DNA双螺旋结构的故事,更进一步,有人还可能知道他们与莫里斯·威尔金斯因此分享了1962年的诺贝尔生理学或医学奖。然而,有多少人记得罗莎琳德·富兰克林(Rosalind Franklin),以及她在这一历史性的发现中做出的贡献?富兰克林1920年生于伦敦,15岁就立志要当科学家,但父亲并不支持她这样做。她早年毕业于剑桥大学,专业是物理化学。1945年,当获得博士学位之后,她前往法国学习X射线衍射技术。她深受法国同事的喜爱,有人评价她“从来没有见到法语讲的这么好的外国人”。1951年,她回到英国,在伦敦大学国王学院取得了一个职位。在那时候,人们已经知道了脱氧核糖核酸(DNA)可能是遗传物质,但是对于DNA的结构,以及它如何在生命活动中发挥作用的机制还不甚了解。就在这时,富兰克林加入了研究DNA结构的行列——在相当不友善的环境下。她负责起实验室的DNA项目时,有好几个月没有人干活。同事威尔金斯不喜欢她进入自己的研究领域,但他在研究上却又离不开她。他把她看作搞技术的副手,她却认为自己与他地位同等,两人的私交恶劣到几乎不讲话。在那时的科学界,对女科学家的歧视处处存在,女性甚至不被准许在大学的高级休息室里用午餐。她们无形中被排除在科学家间的联系网络之外,而这种联系对了解新的研究动态、交换新理念、触发灵感极为重要。富兰克林在法国学习的X射线衍射技术在研究中派上了用场。X射线是波长非常短的电磁波。医生通常用它来透视,而物理学家用它来分析晶体的结构。当X射线穿过晶体之后,会形成衍射图样——一种特定的明暗交替的图形。不同的晶体产生不同的衍射图样,仔细分析这种图形人们就能知道组成晶体的原子是如何排列的。富兰克林精于此道,她成功的拍摄了DNA晶体的X射线衍射照片。 富兰克林拍摄的DNA晶体的X射线衍射照片,这张照片正是发现DNA结构的关键 此时,沃森和克里克也在剑桥大学进行DNA结构的研究,威尔金斯在富兰克林不知情的情况下给他们看了那张照片。根据照片,他们很快就领悟到了DNA的结构——现在已经成为了一个众所周知的事实——两条以磷酸为骨架的链相互缠绕形成了双螺旋结构,氢键把它们连结在一起。他们在1953年5月25日出版的英国《自然》杂志上报告了这一发现。这是生物学的一座里程碑,分子生物学时代的开端。当沃森等人的论文发表的时候,富兰克林已经离开了国王学院,威尔金斯似乎很庆幸这个不讨他喜欢的伙伴的离去。然而富兰克林的贡献是毋庸置疑的:她分辨出了DNA的两种构型,并成功的拍摄了它的X射线衍射照片。沃森和克里克未经她的许可使用了这张照片,但她不以为忤,反而为他们的发现感到高兴,还在《自然》杂志上发表了一篇证实DNA双螺旋结构的文章。这个故事的结局有些伤感。当1962年沃森、克里克和威尔金斯获得诺贝尔生理学或医学奖的时候,富兰克林已经在4年前因为卵巢癌而去世。按照惯例,诺贝尔奖不授予已经去世的人。此外,同一奖项至多只能由3个人分享,假如富兰克林活着,她会得奖吗?性别差异是否会成为公平竞争的障碍?后人为了这个永远不能有答案的问题进行过许多猜测与争论。与没有获得诺贝尔奖相比,富兰克林的早逝更加令人惋惜。她是一位才华横溢的女科学家,然而知道她和她的贡献的人寥寥无几。沃森在《双螺旋》(1968年出版)一书中甚至公开诋毁富兰克林的形象与功绩,歪曲她与威尔金斯之间的恩怨。许多关于双螺旋的书籍和文章根本不提及富兰克林,尽管克里克在很多年后承认“她离真相已经只有两步”。富兰克林始终相信人们对才能和专业水准的尊重会与性别无关,但她正是这倾斜的世界中女科学家命运的代表。如果她是男性则可能如何,这种假设固然没有意义,但性别的确一直是她在科研领域发挥才能的绊脚石,并使她的成就长时间得不到应有的认可。

鲍林发表的DNA结构论文

DNA结构的发现是科学史上最具传奇性的“章节”之一。发现DNA结构是划时代的成就,但发现它的方法是模型建构法,模型建构法就像小孩子拼图游戏一样的“拼凑”法。而在这场“拼凑”中表现最出色的是沃森和克里克。1928年4月6日,沃森出生于美国芝加哥。16岁就在芝加哥大学毕业,获得动物学学士学位,在生物学方面开始显露才华。22岁时取得博士学位,随后沃森来到英国剑桥大学的卡文迪什实验室,结识了早先已在这里工作的克里克,从此开始了两人传奇般的合作生涯。克里克于1916年6月8日生于英格兰的北安普敦,21岁在伦敦大学毕业。二战结束后,来到剑桥的卡文迪什实验室,克里克和沃森一样,对DNA有着浓厚的兴趣,从物理学转向研究生物学。当时人们已经知道,DNA是一种细长的高分子化合物,由一系列脱氧核苷酸链构成,脱氧核苷酸又是由脱氧核糖、磷酸和含氮碱基组成,碱基有4种,分别是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)。在1951年,很多科学家对DNA的结构研究展开了一场竞赛。当时有两个著名的DNA分子研究小组,一个是以著名的物理学家威尔金斯和化学家富兰克林为首的英国皇家学院研究小组,他们主要用X射线衍射来研究DNA结构。一个是以著名化学家鲍林为首的美国加州理工大学研究小组,他们主要用模型建构法研究DNA结构,并且已经用该方法发现蛋白质a螺旋。1951年2月,威尔金斯将富兰克林拍的一张非常精美的DNA的X光衍射照片在意大利举行的生物大分子结构会议上展示,一直对DNA有浓厚兴趣的沃森看到这张图时,激动得话也说不出来,他的心怦怦直跳,根据此图他断定DNA的结构是一个螺旋体。他打定主意要制作一个DNA模型。他把这种想法告诉了他的合作者克里克,得到了克里克的认可。沃森和克里克构建DNA分子结构模型的工作始于1951年秋。他们用模型构建法,仿照著名化学家鲍林构建蛋白质α螺旋模型的方法,根据结晶学的数据,用纸和铁丝搭配脱氧核苷酸。他们构建了一个又一个模型,都被否定了。但沃森坚持认为,DNA分子可能是一种双链结构。因为自然界中的事物,很多是成双成对的,细胞中的染色体也是成对的。之后他们分别完成了以脱氧核糖和磷酸交替排列为基本骨架,碱基排在外面的双螺旋结构(如图一),和以脱氧核糖和磷酸交替排列为基本骨架,碱基排在内部,且同型碱基配对的双螺旋结构(如图二)。1952年,生物化学家查伽夫访问剑桥大学时向报道了他对人、猪、牛、羊、细菌和酵母等不同生物DNA进行分析的结果。查伽夫的结果表明,虽然在不同生物的DNA之间,4种脱氧核苷酸的数量和相对比例很不相同,但无论哪种物质的DNA中,都有A=T和G=C,这被称为DNA化学组成的“查伽夫法则”。1952年7月,查伽夫访问卡文迪什实验室时,向克里克详细解释了A:T=G:C=1:1的法则。之后,克里克的朋友,理论化学家格里菲斯通过计算表明,DNA的4种脱氧核苷酸中,A必须与T成键,G必须与C成键。这与查伽夫法则完成一致。随后,鲍林以前的同事多诺告诉沃森,A-T和G-C配对是靠氢键维系的。以上这些工作,就成了沃森和克里克DNA分子模型中A—T配对、G=C配对结构的基础。至此,DNA模型已经浮现。2月28日,沃森用纸板做成4种碱基的模型,将纸板粘到骨架上朝向中心配对,克里克马上指出,只有两条单链的走向相反才能使碱基完善配对,这正好与X光衍射资料一致。完整的DNA分子结构模型完成于1953年3月7日。根据这个模型,DNA分子是一个双螺旋结构,每一个螺旋单位包含10对碱基,长度为34埃(1埃=10-10米)。螺旋直径为20埃。4月15日,沃森和克里克关于该模型的第一篇论文在《自然》(Nature)杂志上发表。DNA分子双螺旋结构模型的发现,是生物学史上的一座里程碑,它为DNA复制提供了构型上的解释,使人们对DNA作为基因的物质基础不再怀疑,并且奠定了分子遗传学的基础。DNA双螺旋模型在科学上的影响是深远的。有人说沃森和克里克的诺贝尔奖是站在“巨人的脚趾”上获得的,我不这么认为,在X光衍射照片的基础上,运用鲍林研究蛋白质螺旋的方法,综合DNA化学研究方面的资料,沃森和克里克,特别是沃森,有着更宽广的眼界,从各专家处汲取所需,而得到新的综合结果,而且这种综合结果比其各部分更伟大,这是那些不能聚木为林的专家们无法领悟到DNA分子结构DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链,这4种脱氧核苷酸分别含有A,T,C,G四种碱基。

生物学家:沃森和克里克 1953年2月28日,在英国剑桥一家名叫Eagle的酒廊里,弗朗西斯·克里克一进来就兴奋地嚷道,他和詹姆斯·沃森已经“找到生命的秘密”了。在场的人都知道他在说什么。因为在过去两年里,两人不分昼夜设法寻找DNA结构的秘密。这一天早上,他们终于解开了谜团,也结束了当时生物科学界对这项研究的角逐战。他们搭建的DNA双螺旋结构模型充分显示了DNA是如何完成传递细胞遗传信息的使命的。 也许沃森和克里克不一定是最聪明的科学家,也不一定最有经验。在当时的科学界,默默无闻的他们没有最好的设备,甚至不具备很多生物化学知识。但是,他们伟大的发现改变了后半世纪自然科学和医学的发展,揭晓了分子生物学中最基本的奥秘。 沃森最初的理想是成为一名博物学者,他后来转向遗传学发展的主要原因是在芝加哥大学上三年级时读了著名的量子物理学创始人薛定谔写的《生命是什么》一书,决心要解决这一问题。 1951年春,沃森在意大利那不勒斯召开的一次会议上听到了伦敦国王大学莫里斯·威尔金斯教授的报告,他在会上展示了一张表明DNA是有规则的晶体结构的X射线衍射图片。他想,一定有什么简单的方法能测定这种结构。一旦DNA的结构被揭晓,就能更好的理解基因是怎样发挥作用的。沃森意识到需要尽快地掌握X射线衍射技术并期望能与威尔金斯一起做DNA工作,但却一直未曾有这样的机会。后来,已经获得博士学位的沃森设法在剑桥大学的卡文迪什实验室谋取到了一个职位,参加一个由从事蛋白质三维结构研究的物理学家和化学家组成的小组工作。当时卡文迪什实验室主任布拉格爵士是X射线晶体学奠基人之一。 沃森和克里克的初次见面也在这里。同威尔金斯一样,克里克也是后来转向生物学研究的物理学家,但实际上他并没有立刻投入DNA的世界。二战爆发时,他同其他科学家一样参加了战争,已经开始攻读博士学位的工作被迫中断。直到他与沃森见面时,35岁的他仍是一位博士生,在从事血红蛋白X射线衍射的研究工作。 尽管他们都在做着蛋白质晶体结构的研究工作,但两人都对“基因到底是什么”有兴趣。他们深信一旦解读了DNA的结构,对搞清真相将很有帮助。沃森在《双螺旋》一书中这样写道,“现在克里克在实验室老想同我讨论基因问题;他也不想再把有关DNA的问题束之高阁了。要是他一周仅仅花费几个小时考虑DNA,并帮助解决一两个非常重要的问题,我想也不会有人介意的。” 显然,他们非常的投机。克里克在《疯狂的追逐》一书中是这样阐述原因的,“吉姆(克里克对沃森的昵称)和我一拍即合,一部分原因是我们的兴趣惊人的相似,另外,我想,我们的身上都自然地流露出年轻人特有的傲慢、鲁莽和草率。”此外,两人都喜欢大声讲话,无论是沿着河边散步、吃饭,还是在Eagle酒廊聊天,一口气能说好几个小时。更重要的是,两人意志坚定,一旦他们下定了决心要解决DNA的结构问题就不会放手,直到他们找到了答案或是别人捷足先登为止。他们最钦佩的人是当时世界首席化学家鲍林,他在化学键研究上颇有成就。事实上,在沃森到卡文迪什的前几个月,鲍林就因先提出了角蛋白的α螺旋模型,而使卡文迪什在建立蛋白质结构的角逐中陷入了窘境。在沃森借助X射线晶体仪诠释分子水平的活动时,鲍林则更多的依靠自己对原子间结合方式的深刻理解,搭建蛋白质的三维模型并不断地进行改良。 卡文迪什实验室固执的走另外一条路,结果证明是失败的。克里克和沃森担心这种失败可能还会再次发生。因为鲍林当然会意识到DNA结构将是他下一个最大的挑战。一旦他投入全部精力,肯定会有所收获。沃森写道,“在我到达后的几天之内,我们就知道要干些什么:模仿鲍林并且以其之矛攻其之盾。”要这么做,就需要有DNA的X射线图。由于卡文迪什的结晶学家只对蛋白质有兴趣,因此他们不得不到伦敦国王大学去,那里的主要研究领域才是DNA。 幸运的是,克里克与威尔金斯的私交还不错。然而,威尔金斯与他一起做DNA项目的同事罗莎琳德·富兰克林关系却非常不好。富兰克林是世界上最优秀的结晶学家之一。她深信实验数据才是科学研究中第一位的。她认为鲍林用铁皮玩具似的模型解决蛋白质分子结构问题可能只是运气好。她清楚地认识到要建立DNA结构的惟一办法是使用纯晶体学手段。尽管名义上她与威尔金斯还是合作者,但两人已经不说话了。为了解她的研究近况,威尔金斯后来组织了一次研讨会并邀请了沃森参加。 回去之后,沃森向克里克简要讲述了他所听到的信息。由于过于自信,他没做任何笔记。在《双螺旋》中他写道,“如果我对一个课题感兴趣的话,常常会回忆起我所需要的东西。但这一次,因为我不太懂晶体学的行话,我们陷入了麻烦。”特别是他记不清富兰克林测量的DNA样品中水的精确含量。他告诉克里克的很可能是错的。两人就这样带着这一关键性的错误信息开始了充满激情的工作。“也许一星期不断地摆弄分子模型是很必要的,这使我们确信自己找到了正确的答案。很显然,鲍林不是世界上能真正洞察出生物分子结构的惟一一个人。”沃森写道。 几星期后,克里克和沃森已相当肯定他们的结论:DNA是有三条链的螺旋结构。他们邀请威尔金斯来看模型。出乎他们意料的是,富兰克林也来了。很快,沃森记忆错误的后果就显露出来了。DNA分子中水的含量几乎是他假定的十倍。而这对于克里克和沃森充满自信的结构来说是不可能。 他们的错误致使布拉格禁止他们继续从事DNA研究。懊恼之余的沃森和克里克把模型的装配架给了威尔金斯和富兰克林,并劝说他们制作模型。他们想,如果他们不能有所发现,希望威尔金斯和富兰克林能够继续。但是,威尔金斯和富兰克林的看法已定,认为建模型不是解决DNA结构的方法。因此,他们从未使用过这些元件。沃森极不情愿地转向了烟草花叶病毒结构的研究,克里克则继续以前的血红蛋白研究。即使这样,也阻止不了他们谈论DNA的问题。尽管这次的失败使他们很沮丧,但并没使他们气馁。 与此同时,国王大学也在推进他们对DNA的研究工作。富兰克林一直在为完善她的X射线图像而努力工作。1952年5月,她得到了最为重要的一个X射线衍射图片,但直到她去世也没能认识到这一点。她和她的研究生通过增加实验仪器的湿度,发现DNA能呈现出两种构型。当湿度足够大时,分子将会伸展、变薄,产生的图片比以往任何图片都更加清晰。她把这种DNA叫做B型DNA。这也引起了威尔金斯的兴趣;这些照片使他更加坚信DNA分子是螺旋结构。但是富兰克林却仍然认为没有证据证明她照片中的DNA是螺旋结构。 1952年整个夏秋,沃森和克里克都在谈论有关DNA的一些毫无关联的结论并试图将它们结合到一起。其中一个就是生化学家埃尔文·查迦夫在早些年做出的一个发现。他通过分析很多不同有机体的DNA,发现4种DNA碱基的总比例因物种不同而变化,但腺嘌呤的数量总是同胸腺嘧啶相等,鸟嘌呤与胞嘧啶相等。 但研究的进展依然缓慢。“有几次散步时又谈到了DNA,我们的热情又高涨起来。一回到办公室,我们竟又忍不住地摆弄起模型来。但是克里克几乎立刻发现,曾经引起我们一线希望的那种推论其实仍旧无济于事……我独自常常坚持工作半小时或更长的时间,但没有克里克喋喋不休的议论和鼓励,我显然是不能解决DNA的三维结构问题的。”沃森写道。 1952年12月,他们得到了一个坏消息。鲍林在给剑桥读研究生的儿子彼得的信中表明他很快要发表一篇关于DNA结构的论文。一个月后,彼得收到了父亲的论文并告诉了沃森和克里克。“没等克里克提出想看看那个副本,我就抢先从彼得的外衣口袋里把它抽了出来,急切地翻阅起来。”沃森写道。 鲍林提出的模型是一个以糖和磷酸骨架为中心的三条链的螺旋结构。沃森几乎立即意识到这是毫无意义的。他写到,“很快就觉察到他的模型有点不对头,可又指不出错在哪里。我又仔细地把示意图研究了一番,才恍然大悟。原来鲍林模型里的磷酸基团没有离子化……从某种意义上来说,鲍林的核酸根本就不是一种酸。” 但是,DNA当然是一种酸。鲍林,这个世界上最伟大的化学家居然犯了一个常识性的错误。与此同时,沃森和克里克也比以前更紧张了。论文预定在3月发表。到那时,一旦他觉察出自己的错误,是不会轻易罢休的。等他回过头来再全力研究DNA结构时,他们至多只能争取到六个多星期的时间。沃森也想到要提醒一下威尔金斯。他去了国王大学。在闲谈中,威尔金斯拿出了一张富兰克林称为“B型”DNA的照片副本。沃森在《双螺旋》写道,“我一看照片,立刻目瞪口呆,心跳也加快了。无疑,这种图像比以前得到的图像要简单得多。而且,只有螺旋结构才会呈现在照片上是那种醒目的交叉形的黑色反射线条。”在回剑桥的火车上,沃森想在双螺旋结构和三条链结构中作出选择。后来他决定要作一个双链模型。其实,使沃森和克里克感到兴奋的不只是富兰克林图片的清晰。每34埃就重复一次的图谱特征使他们领悟到分子间结合角度的重要信息。更有意义的是,图像表明连接到骨架上的碱基是一个挨一个整齐地堆积起来的。但同时也冒出了新的问题,糖—磷酸骨架是在内部还是外部呢?沃森认为应把骨架放在中心,但克里克认为两种可能都应该考虑。沃森花了几天时间尝试,结果发现似乎没有什么理由能站得住脚。他写道,“当我拆毁了一个使人讨厌的以骨架为中心的分子模型时,我断定花几天时间制作一个骨架在外部的模型并不会有什么害处。” 1953年2月8日,克里克夫妇邀请威尔金斯和沃森到家里吃午饭。克里克和沃森了解到国王大学已经准备好了一份关于DNA研究的报告并从威尔金斯那里拿到了副本。这份报告里面有许多重要的线索,其中包括DNA的结构具有特殊的对称性。这就意味着DNA分子是由反向的两条链组成。但面临的问题仍然是如何将碱基有机的结合在一起。沃森坚持用“同类碱基配对”的原则。可是,碱基在大小形状上的不同不是使模型的碱基间产生缺口就是形成的骨架变形。更糟的是,当沃森把他的看法说给暂在卡文迪什工作的一位美国结晶学家杰里·多纳休时,遭到了他的反对并指出沃森所参考的教科书中的碱基化学形式是不正确的,结果证明他的说法是正确的。 一星期后,沃森告诉卡文迪什机械车间他们要做新模型了。但他已经急不可待了。前一天,他用了一下午时间从硬纸板上剪切碱基零件。第二天便开始用它们再次“同类配对”。“突然,我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”,沃森写道。如果碱基以这种方式结合,骨架就不会凹突不平了。而且,这样的排列能够很好的解释查迦夫的发现。A总是和T配对,自然它们的数量就相等,这对G和C也同样适用。 “更令人兴奋的是,这种双螺旋结构还提出了一种DNA复制机制,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序列是彼此互补的。只要确定其中一条链的碱基序列,另一条链的碱基序列也就自然确定了。因此,一条链怎样作为模板合成另一条具有互补碱基序列的链,也就不难设想了。”于是,他马上询问了多纳休对于这些碱基对的看法,这回没有得到反对意见。接着,他又迫不及待地告诉克里克说他们已经掌握了全部的答案。尽管还剩下一些细节问题需要解决,但沃森担心会重演以前的惨败。“当克里克飞快地跑进Eagle酒廊,用所有在场吃午饭的人都能听得见的声音宣布我们已发现了生命的奥秘时,我感到多少有点不大舒服。”他写道。 但是,无疑他们已经成功了。威尔金斯和富兰克林在随后几天内将得到通知。全世界的人们也将通过1953年4月25日刊登在《自然》杂志上的一页文字获知DNA双螺旋结构的秘密。 回头想一想,沃森和克里克的发现如此简单易懂,像鲍林、威尔金斯、富兰克林或是别的什么人完全也有可能提出。但是我们之所以记得他们的理由,用克里克自己的话说,“我想,吉姆和我最值得称赞的是我们选对了问题并坚持不懈地为之奋斗。为了找到黄金,我们一路跌跌撞撞,总是犯错误,这是真的,但事实是我们仍在一直寻找黄金。”

第一个哥们好厉害!应该不会是抄的吧

沃森 Watson, James Dewey 美国生物学家 克里克 Crick, Francis Harry Compton 英国生物物理学家 20世纪50年代初,英国科学家威尔金斯等用X射线衍射技术对DNA结构潜心研究了3年,意识到DNA是一种螺旋结构。女物理学家富兰克林在1951年底拍到了一张十分清晰的DNA的X射线衍射照片。 1952年,美国化学家鲍林发表了关于DNA三链模型的研究报告,这种模型被称为α螺旋。沃森与威尔金斯、富兰克林等讨论了鲍林的模型。威尔金斯出示了富兰克林在一年前拍下的DNAX射线衍射照片,沃森看出了DNA的内部是一种螺旋形的结构,他立即产生了一种新概念:DNA不是三链结构而应该是双链结构。他们继续循着这个思路深入探讨,极力将有关这方面的研究成果集中起来。根据各方面对DNA研究的信息和自己的研究和分析,沃森和克里克得出一个共识:DNA是一种双链螺旋结构。这真是一个激动人心的发现!沃森和克里克立即行动,马上在实验室中联手开始搭建DNA双螺旋模型。从1953年2月22日起开始奋战,他们夜以继日,废寝忘食,终于在3月7日,将他们想像中的美丽无比的DNA模型搭建成功了。 沃森、克里克的这个模型正确地反映出DNA的分子结构。此后,遗传学的历史和生物学的历史都从细胞阶段进入了分子阶段。 由于沃森、克里克和威尔金斯在DNA分子研究方面的卓越贡献,他们分享1962年的诺贝尔生理医学奖。 詹姆斯·沃森 沃森(出生于1928年)美国生物学家. 20世纪40年代末和50年代初,在DNA被确认为遗传物质之后,生物学家们不得不面临着一个难题:DNA应该有什么样的结构,才能担当遗传的重任?它必须能够携带遗传信息,能够自我复制传递遗传信息,能够让遗传信息得到表达以控制细胞活动,并且能够突变并保留突变。这4点,缺一不可,如何建构一个DNA分子模型解释这一切? 当时主要有三个实验室几乎同时在研究DNA分子模型。第一个实验室是伦敦国王学院的威尔金斯、弗兰克林实验室,他们用X射线衍射法研究DNA的晶体结构。当X射线照射到生物大分子的晶体时,晶格中的原子或分子会使射线发生偏转,根据得到的衍射图像,可以推测分子大致的结构和形状。第二个实验室是加州理工学院的大化学家莱纳斯·鲍林(Linus Pauling)实验室。在此之前,鲍林已发现了蛋白质的a螺旋结构。第三个则是个非正式的研究小组,事实上他们可说是不务正业。23岁的年轻的遗传学家沃森于1951年从美国到剑桥大学做博士后时,虽然其真实意图是要研究DNA分子结构,挂着的课题项目却是研究烟草花叶病毒。比他年长12岁的克里克当时正在做博士论文,论文题目是“多肽和蛋白质:X射线研究”。沃森说服与他分享同一个办公室的克里克一起研究DNA分子模型,他需要克里克在X射线晶体衍射学方面的知识。他们从1951年10月开始拼凑模型,几经尝试,终于在1953年3月获得了正确的模型。关于这三个实验室如何明争暗斗,互相竞争,由于沃森一本风靡全球的自传《双螺旋》而广为人知。值得探讨的一个问题是:为什么沃森和克里克既不像威尔金斯和弗兰克林那样拥有第一手的实验资料,又不像鲍林那样有建构分子模型的丰富经验(他们两个人都是第一次建构分子模型),却能在这场竞赛中获胜? 这些人中,除了沃森,都不是遗传学家,而是物理学家或化学家。威尔金斯虽然在1950年最早研究DNA的晶体结构,当时却对DNA究竟在细胞中干什么一无所知,在1951年才觉得DNA可能参与了核蛋白所控制的遗传。弗兰克林也不了解DNA在生物细胞中的重要性。鲍林研究DNA分子,则纯属偶然。他在1951年11月的《美国化学学会杂志》上看到一篇核酸结构的论文,觉得荒唐可笑,为了反驳这篇论文,才着手建立DNA分子模型。他是把DNA分子当作化合物,而不是遗传物质来研究的。这两个研究小组完全根据晶体衍射图建构模型,鲍林甚至根据的是30年代拍摄的模糊不清的衍射照片。不理解DNA的生物学功能,单纯根据晶体衍射图,有太多的可能性供选择,是很难得出正确的模型的。 沃森在1951年到剑桥之前,曾经做过用同位素标记追踪噬菌体DNA的实验,坚信DNA就是遗传物质。据他的回忆,他到剑桥后发现克里克也是“知道DNA比蛋白质更为重要的人”。但是按克里克本人的说法,他当时对DNA所知不多,并未觉得它在遗传上比蛋白质更重要,只是认为DNA作为与核蛋白结合的物质,值得研究。对一名研究生来说,确定一种未知分子的结构,就是一个值得一试的课题。在确信了DNA是遗传物质之后,还必须理解遗传物质需要什么样的性质才能发挥基因的功能。像克里克和威尔金斯,沃森后来也强调薛定谔的《生命是什么?》一书对他的重要影响,他甚至说他在芝加哥大学时读了这本书之后,就立志要破解基因的奥秘。如果这是真的,我们就很难明白,为什么沃森向印第安那大学申请研究生时,申请的是鸟类学。由于印第安那大学动物系没有鸟类学专业,在系主任的建议下,沃森才转而从事遗传学研究。当时大遗传学家赫尔曼·缪勒(Hermann Muller)恰好正在印第安那大学任教授,沃森不仅上过缪勒关于“突变和基因”的课(分数得A),而且考虑过要当他的研究生。但觉得缪勒研究的果蝇在遗传学上已过了辉煌时期,才改拜研究噬菌体遗传的萨尔瓦多·卢里亚(Salvador Luria)为师。但是,缪勒关于遗传物质必须具有自催化、异催化和突变三重性的观念,想必对沃森有深刻的影响。正是因为沃森和克里克坚信DNA是遗传物质,并且理解遗传物质应该有什么样的特性,才能根据如此少的数据,做出如此重大的发现。 他们根据的数据仅有三条:第一条是当时已广为人知的,即DNA由6种小分子组成:脱氧核糖,磷酸和4种碱基(A、G、T、C),由这些小分子组成了4种核苷酸,这4种核苷酸组成了DNA.第二条证据是最新的,弗兰克林得到的衍射照片表明,DNA是由两条长链组成的双螺旋,宽度为20埃。第三条证据是最为关键的。美国生物化学家埃尔文·查戈夫(Erwin Chargaff)测定DNA的分子组成,发现DNA中的4种碱基的含量并不是传统认为的等量的,虽然在不同物种中4种碱基的含量不同,但是A和T的含量总是相等,G和C的含量也相等。 查加夫早在1950年就已发布了这个重要结果,但奇怪的是,研究DNA分子结构的这三个实验室都将它忽略了。甚至在查加夫1951年春天亲访剑桥,与沃森和克里克见面后,沃森和克里克对他的结果也不加重视。在沃森和克里克终于意识到查加夫比值的重要性,并请剑桥的青年数学家约翰·格里菲斯(John Griffith)计算出A吸引T,G吸引C,A+T的宽度与G+C的宽度相等之后,很快就拼凑出了DNA分子的正确模型。 沃森和克里克在1953年4月25日的《自然》杂志上以1000多字和一幅插图的短文公布了他们的发现。在论文中,沃森和克里克以谦逊的笔调,暗示了这个结构模型在遗传上的重要性:“我们并非没有注意到,我们所推测的特殊配对立即暗示了遗传物质的复制机理。”在随后发表的论文中,沃森和克里克详细地说明了DNA双螺旋模型对遗传学研究的重大意义:一、它能够说明遗传物质的自我复制。这个“半保留复制”的设想后来被马修·麦赛尔逊(Matthew Meselson)和富兰克林·斯塔勒(Franklin W.Stahl)用同位素追踪实验证实。二、它能够说明遗传物质是如何携带遗传信息的。三、它能够说明基因是如何突变的。基因突变是由于碱基序列发生了变化,这样的变化可以通过复制而得到保留。 但是遗传物质的第四个特征,即遗传信息怎样得到表达以控制细胞活动呢?这个模型无法解释,沃森和克里克当时也公开承认他们不知道DNA如何能“对细胞有高度特殊的作用”。不过,这时,基因的主要功能是控制蛋白质的合成,这种观点已成为一个共识。那么基因又是如何控制蛋白质的合成呢?有没有可能以DNA为模板,直接在DNA上面将氨基酸连接成蛋白质?在沃森和克里克提出DNA双螺旋模型后的一段时间内,即有人如此假设,认为DNA结构中,在不同的碱基对之间形成形状不同的“窟窿”,不同的氨基酸插在这些窟窿中,就能连成特定序列的蛋白质。但是这个假说,面临着一大难题:染色体DNA存在于细胞核中,而绝大多数蛋白质都在细胞质中,细胞核和细胞质由大分子无法通过的核膜隔离开,如果由DNA直接合成蛋白质,蛋白质无法跑到细胞质。另一类核酸RNA倒是主要存在于细胞质中。RNA和DNA的成分很相似,只有两点不同,它有核糖而没有脱氧核糖,有尿嘧啶(U)而没有胸腺嘧啶(T)。早在1952年,在提出DNA双螺旋模型之前,沃森就已设想遗传信息的传递途径是由DNA传到RNA,再由RNA传到蛋白质。在1953~1954年间,沃森进一步思考了这个问题。他认为在基因表达时,DNA从细胞核转移到了细胞质,其脱氧核糖转变成核糖,变成了双链RNA,然后再以碱基对之间的窟窿为模板合成蛋白质。这个过于离奇的设想在提交发表之前被克里克否决了。克里克指出,DNA和RNA本身都不可能直接充当连接氨基酸的模板。遗传信息仅仅体现在DNA的碱基序列上,还需要一种连接物将碱基序列和氨基酸连接起来。这个“连接物假说”,很快就被实验证实了。 1958年,克里克提出了两个学说,奠定了分子遗传学的理论基础。第一个学说是“序列假说”,它认为一段核酸的特殊性完全由它的碱基序列所决定,碱基序列编码一个特定蛋白质的氨基酸序列,蛋白质的氨基酸序列决定了蛋白质的三维结构。第二个学说是“中心法则”,遗传信息只能从核酸传递给核酸,或核酸传递给蛋白质,而不能从蛋白质传递给蛋白质,或从蛋白质传回核酸。沃森后来把中心法则更明确地表示为遗传信息只能从DNA传到RNA,再由RNA传到蛋白质,以致在1970年发现了病毒中存在由RNA合成DNA的反转录现象后,人们都说中心法则需要修正,要加一条遗传信息也能从RNA传到DNA.事实上,根据克里克原来的说法,中心法则并无修正的必要。 碱基序列是如何编码氨基酸的呢?克里克在这个破译这个遗传密码的问题上也做出了重大的贡献。组成蛋白质的氨基酸有20种,而碱基只有4种,显然,不可能由1个碱基编码1个氨基酸。如果由2个碱基编码1个氨基酸,只有16种(4的2次方)组合,也还不够。因此,至少由3个碱基编码1个氨基酸,共有64种组合,才能满足需要。1961年,克里克等人在噬菌体T4中用遗传学方法证明了蛋白质中1个氨基酸的顺序是由3个碱基编码的(称为1个密码子)。同一年,两位美国分子遗传学家马歇尔·尼伦伯格(Marshall Nirenberg)和约翰·马特哈伊(John Matthaei)破解了第一个密码子。到1966年,全部64个密码子(包括3个合成终止信号)被鉴定出来。作为所有生物来自同一个祖先的证据之一,密码子在所有生物中都是基本相同的。人类从此有了一张破解遗传奥秘的密码表。 DNA双螺旋模型(包括中心法则)的发现,是20世纪最为重大的科学发现之一,也是生物学历史上惟一可与达尔文进化论相比的最重大的发现,它与自然选择一起,统一了生物学的大概念,标志着分子遗传学的诞生。这门综合了遗传学、生物化学、生物物理和信息学,主宰了生物学所有学科研究的新生学科的诞生,是许多人共同奋斗的结果,而克里克、威尔金斯、弗兰克林和沃森,特别是克里克,就是其中最为杰出的英雄。 克里克 弗朗西斯·哈里·康普顿·克里克(Francis Harry Compton Crick 1916.6.8——2004.7.28) 生于英格兰中南部一个郡的首府北安普敦。小时酷爱物理学。1934年中学毕业后,他考入伦敦大学物理系,3年后大学毕业,随即攻读博士学位。然而,1939年爆发的第二次世界大战中断了他的学业,他进入海军部门研究鱼雷,也没有什么成就。待战争结束,步入"而立之年"的克里克在事业上仍一事无成。1950年,也就是他34岁时考入剑桥大学物理系攻读研究生学位,想在著名的卡文迪什实验室研究基本粒子。 这时,克里克读到著名物理学家薛定谔的一本书《生命是什么》,书中预言一个生物学研究的新纪元即将开始,并指出生物问题最终要靠物理学和化学去说明,而且很可能从生物学研究中发现新的物理学定律。克里克深信自己的物理学知识有助于生物学的研究,但化学知识缺乏,于是开始发愤攻读有机化学、X射线衍射理论和技术,准备探索蛋白质结构问题。 1951年,美国一位23岁的生物学博士沃森来到卡文迪什实验室,他也受到薛定谔《生命是什么》的影响。克里克同他一见如故,开始了对遗传物质脱氧核糖核酸DNA分子结构的合作研究。他们虽然性格相左,但在事业上志同道合。沃森生物学基础扎实,训练有素;克里克则凭借物理学优势,又不受传统生物学观念束缚,常以一种全新的视角思考问题。他们二人优势互补,取长补短,并善予吸收和借鉴当时也在研究DNA分子结构的鲍林、威尔金斯和弗兰克林等人的成果,结果经不足两年时间的努力便完成了DNA分子的双螺旋结构模型。而且,克里克以其深邃的科学洞察力,不顾沃森的犹豫态度,坚持在他们合作的第一篇论文中加上“DNA的特定配对原则,立即使人联想到遗传物质可能有的复制机制”这句话,使他们不仅发现了DNA的分子结构,而且丛结构与功能的角度作出了解释。 1962年,46岁的克里克同沃森、威尔金斯一道荣获诺贝尔生物学或医学奖。 后来,克里克又单独首次提出蛋白质合成的中心法则,即遗传密码的走向是:DNA→RNA→蛋白质。他在遗传密码的比例和翻译机制的研究方面也做出了贡献。1977年,克里克离开了剑桥,前往加州圣地亚哥的索尔克研究院担任教授。 2004年7月28日深夜,弗朗西斯·克里克在与结肠癌进行了长时间的搏斗之后,在加州圣地亚哥的桑顿医院里逝世,享年88岁

鲍峰发表的论文

第28届中国过程控制会议论文集将于2021年11月26-28日在河北石家庄举行,论文将在会议结束后发表出版。

86年至今,出版《速写人体》、《艺术教育的现代管理》、《设计色彩》、《色彩心理学》等论文专著十余篇,其中,《设计色彩》获十一五高等教育出版金奖。89年至今,油画、丙烯作品五百余幅,先后在美、日、港举办个展和联展。93年至今,参与设计和制作了上海科技馆、上海烟草博物馆、上海古乐器博物馆、闵行博物馆、绍兴名贤馆、宁波博物馆、常州博物馆、韶山毛泽东纪念馆、江西井冈山博物馆、海军主题公园等十六所博物场馆。95年至今,致力于色彩心理学、造型心理学、美术史、美学、古陶瓷文化、装置艺术、新媒体艺术、现代艺术教育等研究

1753林德发表的论文

采用了对照实验法

坏血病(scurvy),由维生素C缺乏引起,所以维生素C缺乏病主要是指坏血病。但维生素C缺乏不仅能引起坏血病,还与炎症、动脉硬化、肿瘤等多种疾患有关。坏血病在历史上曾是严重威胁人类健康的一种疾病。过去几百年间曾在海员、探险家及军队中广为流行,特别是在远航海员中尤为严重,故有“水手的恐惧”和“海上凶神”之称。关于坏血病的明确记载始于十三世纪十字军东征时代,有的学者追溯至公元前希波克拉底(Hippocrates)时代,另据称,在原始社会人类的遗体上也曾发现坏血病的遗迹。关于坏血病的防治,早在17-18世纪就已经发现可以利用新鲜蔬菜、柑桔及柠檬等防治。1753年Lind的坏血病名著问卷心菜、肾上腺中提取出抗坏血病物质-“已糖醛酸”(hexuronic acid)。与此同时,的化学结构,1933年Reichstein人工合成成功,从而,人类终于征服了坏血病。但有关维生素C的理论和应用的研究则远未结束。

编辑本段历史

古代典籍中对坏血病较为明确的描述,是在中世纪十字军东征的记录中。在十五世纪末,坏血病也是许多航海员长期卧床的原因。1753年,苏格兰海军军医詹姆斯·林德发现此病与饮食有关,并经由英格兰探险家詹姆斯·库克进一步引证下。发现饮用橘子汁、柠檬汁后,可治疗和预防坏血病。 詹姆斯·林德(James Lind,1716年 - 1794年6月13日),皇家海军外科医生(1739年 - 1748年),皇家海军Haslar医院医师(1758年 - 1783年),是英格兰卫生学的创始人,发起利用柑桔类水果和新鲜蔬菜治疗和预防坏血病。影响了预防医学和营养学在战士和水手中的发展,他还是《A Treatise of the Scurvy》的作者。

库克船长。但真正开始研究这种疾病的是英国人詹姆斯·林特。

发现美洲新大陆的哥伦布,率领船员们在一望无际的大海中已经航行几个月了,好多的水手都已经生了病,而且牙齿的血流个不停。何况,传说中的陆地仍然遥不可及。这样的恶梦,还不知道要持续多久? 凭着哥伦布的坚持,这趟冒险还是随着美洲大陆的发现而宣告成功。只是,只要是长程的海上航行,水手们就非常容易生病,牙齿也非常容易流血,严重的还会丧命。人们称这种病为坏血病,但是要怎么治疗却是束手无策。继哥伦布之后,另一个伟大的航海家麦哲伦率领船队了环绕地球一周。只是,他们的遭遇比哥伦布的船队更为悲惨──麦哲伦的船员中,有三分之二是因为坏血病而死亡。 一直到十八世纪,事情有了转机。 这时,英国人已经横渡重洋,在世界各地经商与殖民。只是,船员还是有罹患坏血病而死亡的危险。有一个年轻的船医,名叫林特,他发现坏血病都发生在一般船员身上,而包含他自己在内的船上干部,却没有人得到坏血病。官位大的人不会生病,世界上哪有这个道理?直到有一天,他为了照顾病人到一般船员的餐厅用餐,才有了新的发现。 原来一般船员的伙食,只有面包与腌肉,而他们干部,却有马铃薯与高丽菜芽可以吃。因为林特医师认为,新鲜蔬果或许可以治疗坏血病。后来,他们遇上了满载柳橙与柠檬的荷兰货船,林特医师就买了柳橙与柠檬来治疗坏血病人,效果非常好。 林特医师再找了些坏血病人,分成两组,吃一样的食物,但有一组病人另外补充了柑橘类水果,结果补充水果的这组,坏血病有明显的改善。林特医师就写了份报告,建议供应所有船员新鲜水果,可惜没有被上级采纳。 但是另外一个有名的航海家库克船长(他发现了澳洲、纽西兰),读了林特医师的报告后,带了大量的水果出航,使坏血病获得有效的预防。林特医师死后,英国海军也开始提供水兵莱姆汁,让船员的健康更有保障。英国能在十九世纪享有「日不落国」的美誉,除了船坚炮利外,莱姆汁也有不可思议的贡献。 到了二十世纪,预防坏血病的物质,终于被研究出来,命名为抗坏血酸,也就是维生素C。到了二十一世纪的今天,维生素C仍然是科学家积极研究的对象之一。因为,它可能对于更多的疾病有着很好的预防效果。今日,我们可以从新鲜蔬果中可摄取到足够的维生素C,药局中一颗颗的维生素C片也卖得很便宜,坏血病人已不多见。而科学家探索新知识的奉献与努力,一如航海家探寻新大陆的牺牲与执着,不断造福人群,也为后世留下典范。

补充:

18世纪的水手们在航海时通常饮用朗姆酒,只有一位名叫詹姆斯·林特的苏格兰海军医生,建议水手们在海上航行时饮用另一种饮料——柠檬汁。当时许多水手患了坏血病,特别是长途航行时更容易得这种病。这种疾病当时被称为“海上瘟疫”,会引起牙龈、皮肤及关节等部位出血。

林特怀疑坏血病是由于海上有限的饮食条件造成的,他系统地研究了治疗坏血病的方法。他把所有患坏血病的船员分为几个小组,让每组吃不同配方的饮食,每一测试过程为14天。他发现吃橘子和柠檬的一组仅6天后病情就有了显著的好转。

1754年,林特发表了他的研究成果,但船长并没有很快照他的建议去做,科学家也没有继续研究这些后来被称为“维生素”的东西。一百年后,在往返南太平洋的远途航行中,英国库克船长因为个人喜好,强制让他的船员吃水果。30年内,118名水手中奇迹般的只有1名水手死于坏血病,“水果是坏血病克星”的观点开始在英国盛行。到了1795年,所有英国的水手按规定必须每天饮用酸橙汁,由此他们被戏称为“酸橙佬”,但也因此可以更多的死于海战而不是坏血病。

关于坏血病和航海家麦哲伦船队的故事,想必大家都不感到陌生。

坏血病在历史上曾经是严重威胁人类健康的一种疾病。过去几百年间曾在海员、探险家及 军队中广为流行,特别是在远航海员中尤为严重,素有“水手的恐惧”和“海上 凶神”的称号。

尽管坏血病在历史上的一些时期给人们的生命造成很大的威胁, 但它在人类发现维生素的过程当中起到了至关重要的作用。随着科技的发展,今 天人类已经征服了坏血病,它也早已不能算是人类健康的“致命杀手”了,但它 还是会给患者带来身体上的不适和健康上的伤害。

英国最著名的航海家詹姆斯·库克

库克相信,坏血病是因为缺乏新鲜食物引起的,因此,出航时,除了带通常的食品如面包、小麦、咸肉、食糖、食用油、啤酒等以外,他特地备了大量的麦芽、泡菜与由柠檬和柑桔做成的糖浆。但是,提供食品是一回事,让人吃却又是另一回事,原因在于有些人是不习惯,有些人则是因为晕船,一想到这些食物就恶心。库克有时不得不强制他们吃,甚至对某些拒绝吃新鲜食物的人责以鞭打。

库克还用啤酒来治疗坏血病,所不同的是这些啤酒都是用澳大利亚当地天然的植物rimu,manuka以及糖蜜制成的令人陶醉的混合物酿制而成

这种啤酒有独特的治疗功效,说起来很有趣,库克还是澳大利亚第一杯啤酒的酿造人。

当他于1773年在新西兰的Dusky海湾酿造出了澳洲历史上的第一批啤酒时,他还没想到之后会获得如此高的医学荣誉。这种啤酒是当地天然的植物 rimu,manuka以及糖蜜制成的令人陶醉的混合物酿制而成,与今天的啤酒不大一样。然而,这种啤酒却获得了金质奖章,金质科普利勋章。

他对制造的方法和植物酿酒研究做了笔记,和植物学家一起探索了另一种治疗的方法。

这种由于在治疗流行的致命的坏血病时表现出来的远见,赢得了皇家协会金质奖章荣耀。

不过,这种啤酒说句笑话,仅仅是为了“守信”

在1773年,他仅仅酿造了足够他在下次航程中使用的啤酒量,这样便能实现他向"奋进"号船员向前所许下的诺言了。他曾答应每日向他们提供的口粮包括"一磅饼干,及一品脱葡萄酒或者是他们能够喝得下的啤酒量"。毫不奇怪,就地取材的啤酒成了最佳的选择。 [4]

库克对船上人员健康状况的关怀收到了效果。在第一次长达三年的航行中,船员中虽然有死于事故的,但据说没有一人死于传染病,曾经有几个人出现过坏血病的症状,可是没有几天即被库克用大量的柑桔和柠檬汁治好了。第二次航行的记录也如此。由于库克的功绩,在第二次回国后,他被选入皇家学会,他所写的有关坏血病的笔记论文获得了金质科普利勋章。

皇家医学协会建议海军,每天一杯柠檬汁,从此,坏血病在航海的历史上逐步消失了。

英国从一七六三年到一八七五年这一百多年里发展得非常快速,它拥有无与匹敌的海上力量,方面遍及北美洲、南太平洋、远东、南大西洋及非洲沿岸。这一活动能够如此顺利,与坏血病能够获得防治是有相当关系的。

而其他国家也学习英国的经验,彻底地征服了这种让二百年前水手们闻之色变挥之不去的噩梦。

但是,在这个过程中牺牲的人们,是值得去纪念的,不管他们的名字有无留下,不管他们的国家在哪,为人如何。.

是因为哺乳动物除开人和猴子【可能还有一些其他的】之外,全部都会合成L-古洛糖酸内酯氧化酶,这个酶可以将糖(需要葡萄糖和半乳糖)转化为维生素C

人和猴子是完全不能合成这个酶,只能外源得到维生素C,所以这不能叫他们合成效率极高,而是多了酶

维生素C的发现和研究坏血病是几百年前就已知道的疾病。发病开始的症状是四肢无力、精神消退、烦躁不安、皮肤红肿;病人觉得肌肉疼痛、精神抑郁;随后出现脸部肿胀、牙龈出血、牙齿脱落、口臭、皮肤大片出血;最后是严重疲惫、腹泻、呼吸困难、骨折、肺脏或肾脏衰竭而致死亡。在18世纪,坏血病在远洋航行的水手中非常普遍,也流行在长期困战的陆军士兵中,或长期缺乏食物的社区,被围困的城市,监狱犯人,和劳工营中。一直到1911年才被确定是因为缺乏营养而产生的。1497年7月9日到1498年5月30日,葡萄牙航海家达伽马(Vasco da Gama)发现了绕过非洲到达印度的航线;然而他的160个船员中,有100人死于坏血病。1519年,葡萄牙航海家麦哲伦率领的远洋船队从南美洲东岸向太平洋进发;三个月后,有的船员牙床破了,有的船员流鼻血,有的船员浑身无力,待船到达目的地时;原来的200多人,活下来的只有35人,人们对此找不出原因。1536年,法国探险家Jacques Cartier在发现圣劳伦斯河之后,溯流而上抵达魁北克过冬。探险队中24人死于坏血病,其它多人也都病重。有一位印第安人教他们饮用一种Arbor vitae(Thuja occidentalis)树叶泡的茶,就治好了这些人。后来发现这种树的叶子里,每100克含有50毫克的维生素C。15世纪,中国明朝的郑和多次率领下西洋的事迹记载,并无发现有大量船员因长期航行死于染上坏血病,这与当时郑和船队带备蔬菜和水果有关,可见蔬菜和水果内的物质(后来发现是维生素C)对防治坏血病有很大的帮助。1734年,在开往格陵兰的海船上,有一个船员得了严重的坏血病,当时这种病无法医治,其它船员只好把他抛弃在一个荒岛上;待他苏醒过来,用野草充饥,几天后他的坏血病竟不治而愈了;分析可能野草中含维生素C。1747年,英国海军医官詹姆斯林德,在船上做了一次著名的实验:12个严重的坏血病海员,大家都吃完全相同的食物,两个病人每天吃两个橘子和一个柠檬,另两人喝苹果汁,其它人是喝稀硫酸,酸醋,海水,或者一些其它当时人们认为可治坏血病的药物。6天之后,只有吃柑橘水果的两人好转,其它人病情依然。詹姆斯林德继续研究,1753年出版了《坏血病大全》(A Treatise on Scurvy)一书。英国的著名探险家库克船长,最为人称道的是他控制了可怕的坏血病。他在1768年到1780年间三次远航太平洋,他的船员有些生病,但是没有一人丧生于坏血病。而在当时的许多其它探险船队中,坏血病依然猖獗。库克防治坏血病的贡献,使得伦敦皇家学会选他为会员,并授予他Coply奖章。每次航行靠岸时,库克都命令船员上岸购买水果蔬菜及绿色植物来补充营养。有一次他在旗舰Endeavour上带了7860磅的德国酸白菜Saukerkraut,可供一年航程中的船上70人,每人每周两磅的酸白菜。后来研究表明酸白菜含有丰富的维生素C,每100克含50毫克的维生素C。1795年Lind去世,Lind人微言轻,他的实验结果也湮没无闻。但是另一位英国医生Gilbert Blane相信Lind的结果;1795年,Blane因为是英王御医而被任命为英国海军医疗委员会委员,由于他的努力,英国海军部才通令每个海军官兵每天都必须饮用3/4安斯柠檬汁。1796年英国海军中坏血病病例大幅降低。英国海军战力倍增,在1797年击败西班牙舰队,缔造了大英日不落帝国。1907年,Axel Holst 和Theodor Frolich发表了使用天竺鼠做坏血病实验的论文。他们观察到老鼠和其它的动物都不会得坏血病,只有天竺鼠和人类相似,在禁绝新鲜蔬果后会得坏血病;实验结果表明可能与天竺鼠和灵长类(包括人类) 体内不能合成维他命C,而其它动物的肝脏或肾脏能合成维他命C有关。这篇论文的发表明确了医药研究要用天竺鼠,所得的结果才能推引到人类的疾病上。1912年,波兰裔美国科学家卡西米尔冯克,综合了以往的试验结果,发表了维生素的理论。他认定自然食物中有四种物质可以防治夜盲症、脚气病、坏血病和佝偻病。这些物质被冯克称为 “维持生命的胺素(Vitamine)”,因为拉丁文中的vita意思是生命。冯克以为这些物质都含有氮或胺基,所以加上胺素Amine的结尾。后来发现有些物质并不含氮,所以改称为Vitamin,中文称为维生素或维他命,四种物质分别被称为维生素A、维生素B、维生素C和维生素D。中文分别称为维生素甲、维生素乙、维生素丙和维生素丁。后来发现的就依英文字母顺序一直排到维生素K。维生素B里面又发现有许多不同成份,就有了维生素B1、B2、B3、B6及B12等名称。1920-1930年代,有机化学家群起研究维他命,试探在食物中分析维他命并确定它们的化学成份。1928年,匈牙利生化学家Albert Szent-Gyorgyi在英国化学家Frederick Gowland Hopkins的实验室中成功地从牛的副肾腺中分离出1克纯粹的维他命C。他也因为维生素C和人体内氧化反应的研究获得1932年的诺贝尔医学奖。1928年他发表论文,确定维生素C的化学分子式是C6H8O6,所以称之为Hexuronic acid。1929年他到美国Rochester, Minnesota的Mayo医院做研究,附近的屠宰场免费供给他大量的牛副肾,他从中分离出25克的维他命C。他将一半提炼出纯粹的维他命C送给英国的醣类化学家Walter H. Haworth进行分析工作。可是由于当时时技术条件尚不成熟,Haworth没能明确维他命C的结构。1930年,Szent-Gyorgyi回到匈牙利,发现匈牙利的辣椒中含有大量的维他命C。他成功地从中分离出1公斤纯粹的Hexuronic acid,并再送一批给Haworth继续分析。1932年美国匹兹堡的化学家Charles King从Szent-Gyorgyi的学生Joe Svirbely知道他鉴定Hexuronic acid就是维他命C,就抢先在Nature杂志上发表这个结果。但是1937年的诺贝尔医学奖还是颁给Szent-Gyorgyi,因为他做了对维他命C和人体内氧化反应的研究。Haworth确定了维他命C的化学构造;并且用不同的方法制造出维他命C,因而获得了1937年的诺贝尔化学奖。Szent- Gyorgyi和Haworth最后决定将维他命C命名为抗坏血酸ascorbic acid。1933年,瑞士化学家Tadeus Reichstein发明了维生素C的工业生产法。此法是先将葡萄糖还原成为山梨醇,经过细菌发酵成为山梨糖,山梨糖加丙酮制成二丙酮山梨糖(Di-acetone sorbose), 然后再用氯及氢氧化钠氧化成为二丙酮古龙酸DAKS(Di-acetone-ketogulonic acid)。DAKS溶解在混合的有机溶液中,经过酸的催化剂重组成为维生素C。这个方法的专利权在1934年被罗氏公司购得,成为50余年来工业生产维生素C的主要方法。罗氏公司也因此独占了维生素C的市场。1948年美国东部流行非典型肺炎;1949年全世界流行小儿麻痹症,各国各地医师束手无策,只能隔离病人,防止传染。美国南卡洛林纳州的Fred R. Klenner医师用静脉注射维生素C治愈了许多这两种病人。Klenner发现静脉注射维生素C可以治疗所有病毒感染的疾病,如肝炎、脑炎、流行性感冒以及许多其它急性和慢性的病症。当时他的经验和许多其它使用维生素治病的报告都被医药界忽略。1959年,美国生化学家J. J. Burns发现人类和灵长类动物会得坏血病,是因为他们的肝脏中缺乏一种酶,L-gulonolactone oxidase,它是将葡萄糖转化为维生素C的四种必要酶之一。因此人必须从食物中摄取维生素C才能推持健康。其它的哺乳动物都在肝脏中自行制造维生素C,两栖动物及鱼类则在肾脏中制造维生素C。许多人类特有的疾病,如伤风、感冒、流行性感冒、肝炎、心脏病及癌症等被认为是因为人体不能自行制造维生素而产生的。在动物中这些病都少见。1970年,两次获得诺贝尔奖的化学家莱纳斯鲍林出版<维生素C治感冒>(Vitamin C and Common Cold)一书。提出大剂量的维生素C可以预防和治疗感冒。虽然医药界激烈反对他的论点,但是鲍林的研究的确引起了学术界对应用大剂量维生素C的重视,带动了世界各地大量的同类研究。这本书畅销美国,民众抢购维生素C以致造成世界性缺货;后来奇怪的发现1970年以后,美国人因心脏病的死亡率显著下降,而同样是发达国家的西欧人和日本人的心脏病死亡率却持平;许多人认为这是维生素C预防心脏病的有力左证。1976年,纽约星期六晚邮的主编卡增兹(Norman Cousins)在新英格兰医学期刊上发表《疾病的解剖》(Anatomy of an Illness)一文。新英格兰医学期刊绝少刊登外行人的文章。在此文中卡增兹详述他在1964年与非常痛苦的关节性脊椎炎搏斗的经验,他观看喜剧电影,大笑10分钟后得到两小时无痛的安眠,这样他就停止服用阿司匹林等止痛剂。他又坚持每天静脉注射25克维生素C来修复他的关节和联结组织。不久他康复了。并回到星期六晚邮上班。此文震动美国医界,三千多位医师写信给卡增兹,支持他的论点。1979年,Ewan Cameron医师和鲍林出版《癌症和维生素》(Cancer and Vitamin C)一书。提出大剂量的维生素C可以作为癌症患者的辅助治疗的论点,挑起医药界激烈的反对。美国国家卫生院NIH特别商请著名的Mayo医院的癌症医师C. G. Moertel做两次双盲实验证明大剂量维生素C不能治疗癌症;但是两次实验结果并没有平息维生素C治疗癌症的争议。1981年,凯斯卡特(Robert Cathcart)医师发现用腹泻测定人体的维生素C饱和量的方法。口服过量维生素C会产生腹泻。腹泻显示人体所有器官的维生素C到达饱和。正常的人维生素C饱和量是每天4-15克。有病的人维生素C饱和量大幅增加,病情越严重,维生素C饱和量越高,甚至可以高到每天200克。每天口服略低于饱和量的维生素C,是治疗各种感染疾病的验方。凯斯卡特医师用饱和量维生素C的方法,成功治愈7000例重感冒、流行性感冒、非典型肺炎、急性单核血球病(昏睡症Acute Mononucleosis)、急性肝炎、干草热、气喘病、手术创伤、烧伤、背痛、关节炎、猩红热、泡疹、带状泡疹等症。这个方法解决了60年来使用维生素C治病的争议问题,即维生素C治病的剂量问题,以前许多实验显示维生素C无效,实际上是因为剂量没有达到维生素C饱和量的缘故。1992年,Mathias Rath医师和鲍林发表了《根绝心脏病宣言》(Call to Abolish Heart Diseases),宣称维生素C可以治疗心脏和血管的各种病症。2002年发生严重急性呼吸系统综合症(SARS)危机时,赖斯Rath医师在香港和新加坡刊登巨幅广告,忠告华人大众非典不是绝症,是可以用维生素C治疗的。中国因为人口众多而且密集居住,所以是病毒最容易传染的地区,也是受病毒残害最深的地区。许多流行性感冒的病毒都发源在中国,SARS病毒也是首先出现在中国,死于SARS的90%是中国人。中国人在人类对病毒的抗争中做出了重大的贡献,现在中国已经掌握了维生素C生产的领导地位,应该可以澈底解决病毒的问题,预计维生素C治疗流行感冒只是小事一椿;今后,维他命C的真正效用,将会显示在治疗禽流感、SARS和AIDS等更严重的病毒传染病上。资料摘自《百度百科》★☆★陈芷芳编辑于2007年5月★☆★

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