螺旋结构设计图毕业论文

1953年2月，沃森、克里克通过维尔金斯看到了富兰克琳在1951年11月拍摄的一张十分漂亮的

美国科学家詹姆斯·沃森

DNA晶体X射线衍射照片，这一下激发了他们的灵感。他们不仅确认了DNA一定是螺旋结构，而且分析得出了螺旋参数。他们采用了富兰克琳和威尔金斯的判断，并加以补充：磷酸根在螺旋的外侧构成两条多核苷酸链的骨架，方向相反；碱基在螺旋内侧，两两对应。一连几天，沃森、克里克在他们的办公室里兴高采烈地用铁皮和铁丝搭建着模型。1953年2月28日，第一个DNA双螺旋结构的分子模型终于诞生了。双螺旋模型的意义，不仅意味着探明了DNA分子的结构，更重要的是它还提示了DNA的复制机制：由于腺膘呤(A)总是与胸腺嘧啶(T)配对、鸟膘呤(G)总是与胞嘧啶(C)配对，这说明两条链的碱基顺序是彼此互补的，只要确定了其中一条链的碱基顺序，另一条链的碱基顺序也就确定了。因此，只需以其中的一条链为模版，即可合成复制出另一条链。克里克从一开始就坚持要求在4月25日发表的论文中加上“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。他认为，如果没有这句话，将意味着他与沃森“缺乏洞察力，以致不能看出这一点来”。在发表DNA双螺旋结构论文后不久，《自然》杂志随后不久又发表了克里克的另一篇论文，阐明了DNA的半保留复制机制。

山西临汾的施良飞越看自己的女儿越不像自己，也不像自己的妻子。2001年7月9日，他携妻带女一同到北京做DNA亲子关系鉴定。结果令他和妻子大吃一惊…… 一只羊或牛不再像以前那样只是为人类提供肉类和皮革，通过克隆技术、转基因技术，这只羊或牛就会变成一个制药厂，生产着基因技术所需要的各种各样的药物……未来一个人的医院病历很简单，就是一张CD盘，其中含有病人的全部遗传信息…… 小酒馆里宣称发现生命的秘密 1953年，年仅25岁的詹姆斯·沃森和37岁的弗朗西斯·克里克共同完成了一项伟业：他们从DNA（脱氧核糖核酸）的X光衍射图上解读了它的双螺旋结构。当时大多数人对于这一发现并没有予以关注，就连当时的媒体，也只有一家小报（现早已停刊）稍作报道。然而随着时光流转，DNA双螺旋结构的发现对人类社会产生的影响与日俱增，克隆技术、基因工程、生物芯片技术等都与之不可分割。 中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员莫鑫泉说，DNA双螺旋结构的发现开启了分子生物学时代。它使生物大分子的研究进入一个崭新的阶段，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。50年来，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。 有趣的是，在发现DNA双螺旋结构时，沃森是一个刚刚迈出校门不久的大学生，而克里克则是一个不懂遗传学的、一个不得志的物理学家。然而就是这两个人，改写了生物学的历史。他们的研究成果被誉为可与达尔文的进化论、孟德尔的遗传定律相媲美的重要科学发现。 关于DNA双螺旋结构的发现日期还有一段小“故事”。1953年2月28日，37岁的克里克走进英格兰剑桥大学的雄鹰酒馆，在那里他向一群困惑的听众宣布，他和一位朋友发现了“生命的秘密”。然而包括沃森在内的许多科学家却都认为，只有当沃森和克里克于1953年4月25日在《自然》杂志上首次发表关于DNA双螺旋结构的论文时，生命的秘密才算得上是真正展现在人类面前。正因此，中国遗传学会将在这一论文发表50周年之际，于4月20－24日在南京举行隆重的学术纪念研讨会，国家有关部门也将在4月24日举行相关纪念活动。 “发现DNA双螺旋结构的意义对生物学来说怎么估量都不为过。”莫鑫泉先生对记者说：“用双螺旋结构解释遗传是如何进行的，这是人类对自己、对生物学认识的巨大飞跃。发现双螺旋之前，科学家对生命现象进行了长期的思考与研究：是什么因素使人类能够一代一代地将遗传特性保持下去？”的确，就是一个桌子还有腐朽变坏的时候，为什么人类就能代代延续？什么决定了人生人，老鼠生老鼠？ 在20世纪初，没有人能够想到DNA就是遗传物质。当时科学家们猜测，生命的遗传物质应该是蛋白质，因为20种氨基酸多种不同的组合，可以形成许多不同的蛋白质，蛋白质作为酶催化生物代谢反应，由此控制多种遗传性状的表达。然而在沃森和克里克发现DNA双螺旋结构后，科学家们终于明白了，DNA的4种核苷酸分子不同的组合或序列构成了成千上万种基因，这些“化学语言”编码着不同的遗传信息，指导和控制着生物体的生化、形态、生理和行为等多种性状的表达和变化。DNA是自然界惟一能够自我复制的分子，正是这种精细准确的复制，为生物将其特性传递给下一代提供了最基本的分子基础。 DNA双螺旋结构的发现及由此产生的生物技术革命正以前所未有的深度和广度影响着人类的生活，影响着自然科学，包括社会科学的发展。 “为什么我的女儿不像我” 山西临汾的施良飞越看自己的女儿越不像自己，也不像自己的妻子。2001年7月9日，他携妻带女一同到北京做DNA亲子关系鉴定。结果令他和妻子大吃一惊：他们二人不是女儿的生物学父母。为此他们将妻子生产时的医院临汾铁路分局中心医院告上了法庭，要求返还亲生女儿并赔偿经济损失及精神损害。2001年8月，法院不公开开庭审理了此案。施良飞得到了一份医院提供的与其妻子同时住院者的名单，于是他便开始一家一户地悄悄寻找。 一天，施良飞按照名单找到了一家小卖部，一眼就看到了女主人段香翠居然和自己的“女儿”长得一模一样，并且段香翠的“女儿”长得又很像自己的妻子。2001年11月19日，施良飞夫妇及“女儿”、段香翠夫妇及“女儿”共6人在法院的监督下在临汾市医院抽取血样各1份并当场贴了封条。次日，两个家庭的血样送到公安部物证鉴定中心做DNA亲缘关系鉴定。22日，检验出来了：施良飞的女儿是段香翠夫妇之生女的相对机会为％；段香翠的女儿是施良飞夫妇之生女的相对机会为％，至此，案件的基本事实终于大白于天下。 撇开案件错综复杂的关系及结果不说，公安部物证鉴定中心为此案所作检验时利用了DNA的检测技术。其原理是，人身上的每个细胞有总数约为30亿个碱基对的DNA，每个人的DNA都不完全相同，人与人之间不同的碱基对数目达百万之多，因此通过分子生物学方法所显示出来的人的DNA模样就会因人而异，人们就可以像指纹那样分辨人与人的不同了；同时DNA还具有遗传性，是负责遗传特性的基本物质，人们可以利用这一特点来鉴别两个人之间的亲缘关系。施良飞虽认为段翠香的女儿长得很像自己的妻子，这并不能说明二人之间就有血缘关系。只有利用了DNA的检测技术才能确认这一关系。 这件事反映了DNA对我们现代生活的影响，然而鉴定血缘关系或者是警方利用DNA技术破案都仅仅是这种影响中的极小部分。中国科学院基因组信息学中心研究员、国家863科技攻关计划人类基因组单体型图构建项目课题组长曾长青博士对记者说，DNA双螺旋的发现对人类的影响实际上很难一样一样地数出来，就像电的发明对今天人类社会的影响一样。它本身属于一项非常基础性的科学发现。了解了DNA、RNA（核糖核酸）和蛋白质的结构与功能，就如同解读了从遗传信息到生命活动的三部曲，就可以使人类从分子水平上解释生命，认识生命，直到改造生命。发现了双螺旋，可以说带来了人类知识的大爆炸。

螺旋结构是自然界最普遍的一种形状，DNA以及许多其它在生物细胞中发现的微型结构都采用了这种构造。然而，为何大自然对这种结构如此偏爱呢？美国宾夕法尼亚州的物理学家认为，他们找到了这一问题的数学答案。他们的研究成果发表在近期的《科学》杂志上 。“为何螺旋结构是现在这个样子？过去的回答是——由分子之间的引力决定的。但这只能回答螺旋结构是如何形成的，而不能回答为什么它们是那种形状。”宾州大学的天文和物理学系教授兰德尔·卡缅指出，“从本质上来看，螺旋结构是在一个拥挤的空间，例如一个细胞里，聚成一个非常长的分子的较佳方式，譬如DNA。”在细胞的稠密环境中，长分子链经常采用规则的螺旋状构造。这不仅让信息能够紧密地结合其中，而且能够形成一个表面，允许其它微粒在一定的间隔处与它相结合。例如，DNA的双螺旋结构允许进行DNA转录和修复。为了显示空间对螺旋形成的重要性，卡缅建立了一个模型，把一个能随意变形、但不会断裂的管子浸入由硬的球体组成的混合物中，就好比是一个存在于十分拥挤的细胞空间中的一个分子。通过观测，他们发现对于这种短小易变形的管子而言，Ц形结构的形成所需的能量最小，空间也最少。而螺旋当中的Ц形结构，在几何学上最近似于在自然界的螺旋中找到的该种结构。“ 看来，分子中的螺旋结构是自然界能够最佳地使用手中材料的一个例子。DNA由于受到细胞内的空间局限而采用双螺旋结构，就像是由于公寓空间局限而采用螺旋梯的设计一样。”卡缅指出。在圆柱体的侧表面上刻出螺旋形沟槽的机械。也可把螺旋看成是斜面绕在圆柱体上而构成，因此，螺旋应用了斜面原理。螺旋的特点是能把转动变成平动或者相反。在古代，人们就应用螺旋。阿基米德就发明了用螺旋从尼罗河中向上提水，就是用了著名的阿基米德螺旋（图1）。 螺旋可用于传动和锁紧。实际使用的螺旋有方形、三角形、梯形、锯齿形等各种不同形状的螺纹(图2)，各有不同用途,作为传动用的螺旋多为方形螺纹。从图3的螺旋和螺母中可以得出螺旋的机械效率：,式中W 为螺母所受的轴向力的值;h为螺旋的导程；M为螺母所受的力矩值；α为螺旋的导角；嗘为螺纹和螺母间的摩擦角。 如利用螺旋来锁紧物体则要求α≤0, 这称为螺旋自锁条件。常用螺旋千斤顶（图4）来推举重物，这就要求螺旋满足自锁条件。 螺旋在机器和结构中得到广泛的应用，机床的丝杠用螺旋来传动，机器和结构上的各种螺钉和螺栓则用螺旋来锁紧。此外，螺旋送料机、螺旋推进器等也是螺旋在其他方面的应用。