【兒童科普紀錄片】【全236集】推薦🔥讓孩子知識暴漲的236集基因紀錄片🎦適合3-15歲朋友觀看 P4 - 04.破解DNA結構的_國際競賽_

第四節,破解DNA結構的國際競賽。 同學,你好。歡迎來到AHA School的基因課堂。 上節課,我們講到了科學家們是怎麼經過一步一步的努力,最終發現DNA是遺傳物質的。 但是,DNA到底長什麼樣? 它又是怎樣將遺傳信息傳遞給後代的呢? 爲了解開這個謎題,當時有三個科學家團隊對這個問題進行研究,展開了緊鑼密鼓的競賽,就像奧運會比賽一樣。 一號選手來自美國,是加州理工學院的化學家萊納斯·鮑林。 他獲過兩次諾貝爾獎。 他可是當時遺傳學研究圈子裏的大牌。 鮑林最早向全世界展示了自己建立的蛋白質螺旋結構模型,瞬間驚豔了衆人。 當時的科學家們都認爲他最有可能成爲這場比賽的獲勝者。 二號選手來自英國,是來自倫敦國王學院的兩名科學家,分別叫做莫尼斯·威爾金斯和羅沙林德·富蘭克林。 威爾金斯原來是研究物理的,他希望用自己的物理學知識搞清楚DNA長什麼樣。 當時,科學家們已經發明瞭一種很厲害的照相技術,叫X射線晶體映射技術。 想象一下,用光線從不同角度去照射一個立方體留下的影子。 當立方體正對光源的時候,投射出的影子爲正方形,斜對光源時形成的影子爲鑽石狀。 再次移動光源,影子還會變成梯形。 如果我們拍下數量足夠多的影子的照片,就可以反過來推論出這個晶體的立體結構。 威爾金斯把DNA製作成晶體,再選用X射線照射這個晶體,就可以得到DNA的照片,去推導DNA的結構了。 富蘭克林是個女科學家,是威爾金斯的同事,非常有才華。 本來兩個人可以一起合作研究,這樣更容易贏得這場比賽。 但是這個姑娘脾氣很古怪,喜歡自己貪幹,已經想着努力提高DNA的X照片的清晰度。 三號選手是兩個年輕人,分別是來自美國的詹姆斯沃森和來自英國的弗朗西斯克裏克。 他們資歷最淺,在當時是最不被看好的。 有一次,沃森去意大利參加一場學術會議。 在那裏,他聽了威爾金斯關於DNA結構的一場報告,還看到了威爾金斯給DNA拍攝的X照片。 他想成爲威爾金斯的研究夥伴,但被威爾金斯無情地拒絕了。 但沃森並沒有因此放棄自己研究DNA的想法。 有幸的是,他遇到了自己後來的合作伙伴,弗朗西斯克裏克。 兩個人志趣相投,一拍即合,很快成爲好基友,投入對DNA結構的研究中。 在比賽中,一號選手鮑林一開始就走進了死衚衕。 他始終堅信DNA是三螺旋結構。 這種錯誤而固執的想法使他的研究一直沒有取得新的進展。 而威爾金斯和弗蘭克林二人組本應該最早成功。 因爲弗蘭克林拍攝到了一張清晰度很高的DNA的X射線照片。 但他太專注於實驗了,忽略了思考和總結。 他並沒有意識到這張照片的重要性。 更不幸的是,他與威爾金斯的關係出了問題。 他們各自研究DNA,卻沒能及時合併雙方成果,從而錯失了機會。 沃森和克里克呢? 最開始就掉到坑裏了。 一心想着按照基本的化學規則,像搭積木一樣搭建起DNA的結構模型。 當時他們的模型也是三螺旋。 沃森與克里克曾經邀請弗蘭克林、威爾金斯參觀他們的三股螺旋結構模型。 弗蘭克林在看見這些模型之後,做了許多的批評。 這使得沃森和克里克被上司要求終止DNA結構的研究。 但是沃森和克里克並不死心。 他們又去了威爾金斯的實驗室裏串門。 當時弗蘭克林不在,威爾金斯以爲沃森和克里克已經停止研究DNA模型了。 在沒有經過弗蘭克林同意的情況下,把那張高清DNA照片展示給了他們看。 沃森看到照片中的十字形狀後,立刻明白DNA肯定是雙螺旋結構。 回到實驗室後,他們立即行動,很快搭建起了雙螺旋結構的DNA模型。 不過,沃森和克里克只贏得了比賽的一半, 因爲他們還沒有解答兩條螺旋之間是怎麼連接的,DNA是怎麼複製的。 當時,科學家們知道DNA由四種鹼基構成, 這四種鹼基的名字就像外星人一樣奇怪, 分別叫線票令-永A表示,鳥票令-永G表示, 胸線密定-永T表示,包密定-永C表示。 沃森和克里克發現有一位科學家測定出一個有趣的比例, 不管是哪一種生物的DNA中,線票令和胸線密定的含量都相等, 鳥票令與包密定的含量都相等。 那麼,結合雙螺旋結構只有一種可能性, DNA的兩條螺旋是通過四種鹼基連接起來的。 而且,線票令與胸線密定配對,鳥票令與包密定配對。 這一下子,他們就把DNA的結構完全搞清楚了, 也知道了DNA是怎樣將遺傳信息傳遞給後代的。 假如把雙螺旋結構的DNA比喻爲扭成麻花一樣的拉鍊, 拉鍊上的尺就是兩兩配對好的四種鹼基。 DNA開始複製時,先把雙螺旋像拉拉鍊一樣拉開, 每條舊鏈可以找到對應的鹼基,形成新鏈的節點。 組合在一起就形成新的DNA雙螺旋結構。 這樣複製就是每個細胞中的DNA都是一樣的, 保證了遺傳信息的穩定性。 所以你大可放心,不會長着長着就變成另外一個人。 儘管DNA複製幾乎是一模一樣的過程, 每複製十億次,錯誤不超過一次。 人類基因組含有約31.6億個DNA剪輯隊, 而且一生都在大量複製。 地球上這麼多生物,複製錯誤確實會使得生物變異。 在特定的環境下,某些變異的生物更適應環境。 這就是物種進化的一個原因。 很快,沃森和克里克在《科學界最牛》的雜誌之一《自然》上發表了文章, 向全世界公佈了他們的發現。 他們成了這場比賽的獲勝者。 雖然威爾·金斯沒有獲勝, 但在發現DNA的結構中也有着重大貢獻。 他還是與沃森·克里克共同獲得了諾貝爾獎。 而同樣具有重大貢獻的女科學家弗蘭克林沒有分享到這份榮譽, 因爲她四年前就去世了。 非常遺憾。 今天,阿哈斯庫送給你的禮物是 持之以恆和敏銳的洞察力。 沃森和克里克既善於動手也善於動腦, 對研究DNA結構保有持續的熱情, 還有敏銳的信息捕捉能力和科學洞察力, 始終保持開放的心態, 不斷接納和吸取別人已經獲得的研究成果。 所以,沃森和克里克共同獲得了獎。