50个孩子一定要知道的世界科学奇迹
49.dna的发现及双螺旋结构模型
脱氧核糖核酸（dna），是染色体的主要化学成分和遗传信息的主要载体，它的分子结构是由两条核苷酸链组成的双螺旋形。dna双螺旋结构的发现揭示了基因复制和遗传信息传递的奥秘，表明了分子生物学时代的到来，并由此引发了一场轰轰烈烈的生命科学和生物技术革命。可以说，它的发现具有划时代的意义，是20世纪生物科学中最伟大的成果，是生物学史上一个新的开始，为生物科学、农业科学、医学的发展开辟了新天地。
1.dna双螺旋模型结构是谁发现的？是在哪一年发现的？
20世纪初，遗传学成为一门热门学科。脱氧核糖核酸（dna）的发现更是吸引了众多生物学家投入研究。dna是如何遗传的，它的分子结构是破译遗传密码的关键。许多生物学家提出了五花八门的结构模型，但都不成功。
1953年，詹姆斯·沃森与弗朗西斯·克里克共同发现了脱氧核糖核酸是双螺旋模型结构。他们的研究成果为人类基因组计划打下了基础。
詹姆斯·沃森（1928- ），美国生物学家。他小时候十分聪明，从小就对鸟类标本感兴趣。大学毕业后打算研究鸟学，后来转向生物化学和遗传学。1951年，沃森在英国剑桥大学遇见克里克，他们对dna的看法有许多共同点，于是开始了合作研究。
弗朗西斯·克里克（1916-2004），英国生物学家、物理学家及神经科学家。他小时候就对科学问题充满好奇。第二次世界大战爆发后，他被迫中断学习，来到英国海军部研究制造水雷。二战后，他花了大量的时间自学，完成了从物理学家到生物学家的转变。1947年，他进入剑桥大学参与研究工作。1951年，他与詹姆斯·沃森共同研究dna结构。
1953年2月28日，沃森与克里克终于搭建成功了第一个dna双螺旋模型结构。
20世纪20年代，美国生物学家与遗传学家摩尔根创立了著名的基因学说，揭示了基因是组成染色体的遗传单位。但基因到底是由什么物质组成的？这在当时还是个谜。
其实，早在1865年，瑞士化学家米歇尔就从细胞核中发现了一种物质，他称其为“核素”。第二年，奥地利生物学家孟德尔发表论文“植物杂交试验”，提出了遗传学的分离定律、自由组合定律和遗传因子学说。
1879年，德国生物学家弗莱明发现细胞核内的染色体。10年后的1889年，与米歇尔同一实验室的生物学家阿特曼分离了“核素”中的蛋白质，得到了一种酸性物质--“核酸”。
19世纪末20世纪初，德国生理学家、化学家科赛尔发现了核酸的主要成份。他与美国细胞学家威尔逊都曾经猜测核酸可能是在遗传过程中起关键作用的物质。
1903年，美国细胞学家萨顿发现了遗传因子与染色体的平行关系，提出了遗传的染色体学说。1915年，摩尔根创立了现代遗传学的基因学说。1924年，德国细胞学家福尔根发现了核糖核酸（rna）和脱氧核糖核酸（dna）。1927年，美国遗传学家缪勒发现x射线照射可人工诱使遗传基因发生突变。
1929年，美国生物化学家列文发现核酸碱基的主要成份是腺膘呤、鸟膘呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶。1943年，美国生物学家德尔布吕克、卢里亚与美国遗传学家赫尔希合作，发现了病毒的复制机制。1952年，他们又分别发现在上述复制机制中起决定性作用的遗传物质是dna。
1944年，美国细菌学家艾弗里在世界上第一次证明遗传基因就在dna上。1946年，美国生物化学家塔特姆与美国遗传学家莱德伯格合作发现了两种细菌混合培养时发生了“杂交”现象，实现了基因重组。
两年后的1948年，挪威科学家弗伯格提出了dna螺旋结构的结论。1951年，美国女遗传学家麦克林托克提出了可移动的遗传基因（即“跳跃基因”）学说。1952年，美国遗传学家莱德伯格发现了通过噬菌体的“转导”实现的不同细菌间的基因重组现象。
1953年2月28日，美国生物学家沃森和英国生物物理学家克里克，在英国女生物学家罗莎琳德·富兰克林和英国生物物理学家威尔金斯对dna晶体所作的x光衍射分析的基础上，根据dna分子碱基配对原则，构建出了dna分子的双螺旋结构模型。
同年4月25日，沃森和克里克在《自然》杂志上首次发表关于dna双螺旋结构的论文，提出了dna的结构和自我复制机制。直到这时，生命的秘密才算真正展现在人类面前，这篇论文被普遍视作分子生物学时代的开端。
1957年，克里克进一步提出著名的“中心法则”，即遗传信息的复制、传递和表达传递过程是从dna→rna→蛋白质，解决了dna如何复制与传递遗传信息的难题。
沃森和克里克因为提出脱氧核糖核酸（dna）的双螺旋模型而获1962年的诺贝尔生理学或医学奖。与他们分享这一奖项的还有威尔金斯，他长期用x射线衍射方法研究dna分子结构，测得的物理数据成为沃森和克里克建立dna模型的基础。
从1859年达尔文提出生物进化理论算起，经过无数科学家近百年的探索，终于dna双螺旋模型展现在人们的眼前，从而引起一场生命科学的革命。
2.dna双螺旋结构的发现是几位科学家共同努力的结果，那么究竟是谁起到了关键的作用呢？
1951年，沃森与克里克相遇并共同研究dna的结构。虽然受到威尔金斯和罗莎琳德·富兰克林的帮助和启发，但是，dna具体是一个什么样的螺旋结构，是双链、三链还是四链的，当时沃森和克里克心中并没有谱。
在没有什么证据的情况下，沃森与克里克认为dna的螺旋结构应该是三螺旋，罗莎琳德·富兰克林指出了这一成果的缺陷。尽管富兰克林当时并不知道dna的精确结构应当是什么样的，但是通过她自己的研究，她至少知道dna结构不应当是什么样的。正是由于富兰克林的启发，沃森和克里克才找准了正确的方向，还获得了富兰克林和威尔金斯在研究时得到的非常清晰的dna晶体衍射照片，从而发现了dna是双螺旋结构。
【染色体】
染色体是细胞核中由dna、蛋白质和少量rna组成的易被碱性染料着色的一种丝状或杆状物。染色体是基因的载体，也就是遗传信息的载体。一个细胞里的全部染色体也就包含了这个生物的全部遗传信息。
人体内每个细胞内有23对染色体，包括22对常染色体和1对性染色体。性染色体包括：x染色体和y染色体。正常的女性染色体组成是xx，男性是xy。精子和卵子的染色体上携带着遗传基因，上面记录着父母传给子女的遗传信息。如当性染色体异常时，就可形成遗传性疾病。
【人类基因组计划】
1985年，美国科学家首先提出人类基因组计划，1990年正式启动。这一计划目的是发现所有人类基因并搞清它在染色体上的位置，从而破译人类全部遗传信息。2000年6月26日，参加人类基因组工程项目的美、英、法、德、日、中六国科学家共同宣布，人类基因组草图的绘制工作已经完成。2006年5月18日，覆盖了人类基因组的99.99%，解读人体基因密码的“生命之书”最终宣告完成，历时16年的人类基因组计划划上了圆满的句号。