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◎遗传密码揭秘(第1页)

◎遗传密码揭秘

美国生物学家沃森还在学生时代时,就对基因研究产生了浓厚的兴趣。他意识到,理解基因的关键是了解DNA的结构。1951年,他在丹麦的哥本哈根大学进修生物化学。有一次,在意大利的生物学研讨会上,当他见到英国科学家威尔金斯利用X射线衍射技术发现的DNA结晶照片时,异常兴奋,于是他决定加入英国牛津大学卡文迪许实验室。

在那里,他遇到了一位比他年长12岁的年轻物理学家英国人克里克。克里克和他有着共同的理想,虽然他们两人学的专业不同,性格也迥然不同,但是,他们却成为了研究基因结构的“黄金搭档”。

当时,对于DNA的研究国际上很多科学家们都已从各个角度开始深入,但沃森和克里克的刻苦钻研使他们走在了前列。

沃森于1952年测出了烟草花叶病毒蛋白质外壳的结构,但是对DNA的研究仍然没有明显的进展。他们要解决的问题是DNA的主要成分—斗种有机碱之间是怎样排列的。1953年的春天,沃森突然意识到这4种有机碱之间必然要结成稳定的“搭档”,也许是以3个碱基为一组。他们随后从威尔金斯拍摄的DNA的X射线衍射图像中得到了启发,于是,这两个名不见经传的小伙子勾画出了一个DNA的双螺旋模型。

DNA被他们想像成两条栏杆组成的旋转梯子,而两条由糖和磷酸组成的长链就是栏杆,4种碱基对形成横档上的梯子。这个大胆的构想巧妙、奇特,它完全能解释已知的DNA作为遗传物质所应有的特征,并且清晰地表明了DNA是如何复制的。后来,这个模型在电子显微镜拍摄到直观图像后得到了证实。

1953年4月和5月,在著名的英国《自然》杂志上,两位默默无闻的年轻人——英国物理学家克里克和美国生物学家沃森,发表了他们共同完成的论文。在这篇划时代的论文中,他们提出DNA(即“脱氧核糖核酸”)结构的双螺旋模型。

发现DNA的双螺旋结构模型是20世纪生命科学发展的里程碑,人类从此找到了解读生命奥秘的“金钥匙”。从此,一个分子生物学的时代开始了。宇宙射线及其被发现之谜

事情还得从1901年讲起,英国几位物理学家几乎同时发现:放在实验室里的几台带电的验电器,在周围没有任何放射性物质的情况下,时间一长,它们就会偷偷地放掉电荷。而且无论如何改善仪器的绝缘性能,这种漏电现象都始终消除不了。

物理学家们为了减少外界对验电器的干扰和影响,就将它装入封闭的铅盒里屏蔽起来,可是放电现象依然难以从根本上消除。

这一现象使物理学家们受到启发,肯定是某种穿透性极强的射线穿过室内,引起了空气电离,从而使验电器漏电,电荷消失。物理学家又从多方面作了更进一步的观测,发现靠近地面的整个大气层都处在微弱的电离状态之中。

这种现象说明,引起空气电离的射线并不局限在实验室中,它是到处都有的。对此,物理学家们都发表了自己不同的看法,其意见主要有两种:一种认为,这是因为大气之外存在着辐射源,这种辐射可能与阴极射线或伦琴射线相似,但穿透本领特别强;另一种则认为空气中不断产生的离子是由散布在地壳中的天然放射性元素放射出来的。

为了证明这两种说法的正确性,1909年,瑞士物理学家高凯尔带着验电器亲自到高空做了一次实验。实验中,高凯尔发现随着气球越升越高,验电器一直都在放电,而且放电的速度还越来越快。

按照高凯尔的设想,如果第二种意见是正确的,那么随着高度的增加这种来自地壳内的射线强度一定会慢慢地减弱,当气球升到射线达不到的高度上时,电离现象就应该消失了。很显然,高凯尔的实验推翻了这种说法,引起空气电离的射线绝不会是地壳中的天然放射性元素放射出来的。

那么,第一种说法是否正确呢?为了弄清楚空气中来历不明的离子来源,物理学家赫斯不顾个人的安危,只身一人乘坐气球进行高空探测。

事故真的发生了,气球发生了故障,赫斯从高空中摔了下来,昏迷了近20个小时。大家都以为他不会再醒过来了,甚至开始为他准备后事。但奇迹发生了,在医院的奋力抢救下,他竟于第二天醒了过来。

1911年,赫斯前后做了10次大胆的气球飞行,最高升至5350米。后来他还在高楼、高山和海洋上进行测量。他收集到了大量的资料,这些资料充分说明了引起空气电离的射线来自太空,而且,这种天外飞来的射线与太阳、月亮、天河或行星的位置没有关系,它发源于整个宇宙空间。

1925年,这种辐射线被正式命名为“宇宙射线”,而此前,人们一直称它为“赫斯辐射”。从宇宙空间飞来的高速原子核便是宇宙射线。

赫斯献身科学的精神和他在这一研究领域中作出的重大贡献使他获得了诺贝尔物理学奖。他也成为了科学工作者学习的榜样。

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