【“克里克对遗传学的贡献”及其对科学素养培养的启示】 什么是分子遗传学
时间：2019-02-04 03:18:43 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要： 本文主要通过“克里克对遗传学的贡献”让学生体会到科学研究方法、坚定的毅力和良好合作交流对科学研究成功的重要性，体会到良好科学素养是科学家取得成功的关键。通过“克里克对遗传学的贡献”的教学让学生能够更好地理解科学素养的养成对学生的学习和个人素养的发展具有重要意义。
关键词： “克里克对遗传学的贡献” 科学方法运用 科学素养培养
1953年沃森和克里克共同提出了DNA分子的双螺旋结构模型，标志着生物学进入分子生物学阶段。从此克里克和生物学结下了不解之缘，相继在DNA分子复制和中心法则的提出都做出了重要的贡献，这引起了我的极大兴趣，想探究一下为什么克里克会取得如此大的成绩，能为生物学的发展做出重要的贡献。下面就结合“克里克对遗传学的贡献”来共同体会科学方法运用和科学素养培养的重要性。
1.克里克在遗传学研究中科学方法的运用及其贡献
1.1 克里克运用模型构建的研究方法提出了DNA分子双螺旋结构。
克里克和沃森在利用威尔金斯和富兰克林的DNA衍射图谱的基础上尝试运用模型构建的方法对DNA分子结构进行研究。他们尝试构建了三螺旋和双螺旋结构模型，在这些模型中，碱基位于双螺旋的外部。但这些模型很快被后来的研究否定了。但他们并没有放弃，又重新构建了磷酸―脱氧核糖骨架排列在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部的双螺旋，并确定了A与A配对、T与T配对、G与G配对、C与C配对。这一模型的构建已经接近DNA的真实结构，但在一次偶然的机会他们了解了查哥夫有关碱基间的配对规律，并及时对模型进行了调整，最终构建出了DNA分子的双螺旋结构，并进一步通过X射线衍射证明了DNA双螺旋结构的正确性。DNA分子双螺旋结构的提出标志着生物学进入分子生物学阶段。1962年，克里克、沃森和威尔金斯三人因DNA分子双螺旋结构的提出共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。
1.2克里克通过科学假说提出了DNA分子的“半保留复制”。
克里克和沃森在提出双螺旋结构的同时，提出了DNA分子自我复制的假说：DNA分子在复制时，DNA分子的双螺旋将解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板链的单链上。由于新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此，这种复制方式被称为半保留复制。这种半保留复制机制得到科恩伯格（A.Korberg）、梅塞尔森（M．Meselson）和泰勒（J.H.Taylor）等人的证实。
1.3克里克通过“连接物假说”提出了“中心法则”。
1957年，克里克提出了DNA分子遗传信息流向的问题，他指出DNA分子不但可以通过复制向子代传递遗传信息，而且在DNA与蛋白质之间，RNA可能是中间体。1958年他又指出，在作为模板的RNA同把氨基酸携带到蛋白质肽链的合成之间可能存在着一个中间受体。根据这些推论，他发表了《论蛋白质的合成》一文，提出了著名的连接物假说，讨论了核酸中碱基顺序同蛋白质中氨基酸顺序之间的线性对应关系，并详细地阐述了中心法则。
克里克所设想的受体很快被证明为是tRNA。1961年，雅可布（F.Jacob）和莫诺（J.Monod）证明在DNA同蛋白质之间的中间体是mRNA。随着遗传密码的破译，到20世纪60年代基本上揭示了蛋白质的合成过程。这样就得到中心法则的最初的基本形式。
克里克在提出中心法则时，根据当时有限的资料，把中心法则的公式表述为“DNA―RNA―蛋白质”，并且认为中心法则的一个基本特征是遗传信息流是从核酸到蛋白质的单向信息传递．而且这种单向信息流是永远不可逆的。然而．通过1960年到1970年这10年的研究，坦明（H.Temin）和巴梯摩尔（D.Batimore）等发现并证实了反转录酶的存在，使反转录现象得到了公认，中心法则就得到了修正和完善。
2.克里克的贡献对学生科学素养培养的启示
2.1科学研究的成功取决于科学方法运用。
科学方法的运用是科学成功的重要基础。沃森和克里克在DNA分子结构的研究中运用了多种科学方法，而模型构建是他们采取的主要方法。模型构建方法贯穿于他们研究工作的全过程，是多种方法中最基本、最主要的方法。模型构建方法把认识对象作为一个比较完整的形象表示出来，从而使问题简明扼要，以便窥见其本质。运用模型构建方法时，沃森和克里克能够有意识地与X 射线衍射技术资料相结合，综合地进行分析，这是他们的创造，其成效是显著的。沃森和克里克将多种方法有机联系起来，相互结合、相互补充，构成整体，最后用模型完整地呈现出来。
科学假说是克里克在科学研究中运用的另一基本科学方法。科学假说是人们根据已有科学知识和新的科学事实对所研究的问题作出的猜测性陈述。科学假说对科学问题的研究常常起着一种纲领性的作用，是人们将认识从已知推向未知，进而变未知为已知的必不可少的思维方法，是科学发现的一种重要形式。科学理论发展的历史就是假说的形成、发展和假说之间的竞争、更迭的历史。
人们在日常生活和科学研究活动中，常常会遇到各种各样的疑难问题。有些难题凭借已有的科学知识就能够做出令人满意的正确解释。但是也有一些难题，仅凭已有的科学知识不足以做出满意的解释，甚至无法做出解释。这时候，人们就需要通过猜想、推测做出试探性的解释。克里克以DNA分子结构为事实材料，猜测DNA分子复制时，双螺旋结构将解开，以解开的每一条链为模版合成子链DNA，由于新合成的每个DNA分子中都保留了原来DNA分子中的一条母链，把其称为半保留复制，这就是DNA分子复制假说。这一假说在科学研究中得以证实，并发展成为科学理论。
中学生物学教学不仅要向学生传授系统的生物学知识，而且要教会学生科学的研究方法。因此，我们必须充分利用和深入挖掘教材中关于科学假说的教学因素，因势利导，创设情境，让学生沿着科学假说的思路，主动探索和发现。这样，既能加深学生对所学知识的理解，又可让学生体验科学家创造性思维的全过程和探索科学奥秘的艰苦劳动，提高学生分析问题和解决问题的能力。
2.2科学成功依赖于科学家坚持“发展的观点”及坚持不懈的毅力。
生物学的发展，凝结了科学家艰辛的劳动。没有坚韧不拔的毅力和不畏艰险的精神，是不可能取得成功的。克里克构建的DNA分子结构经过了多次模型修正，才得出科学的结论。中心法则的完善也是一个不断修正的过程。克里克提出的中心法则，由“DNA→RNA→蛋白质”到最终的“①RNA→RNA（复制）；②RNA→DNA（反向转录）；③RNA→蛋白质”，体现了一个假说不断得到修正、更新和发展的过程。人们的认识就是在这种不断提出假说、验证假说、修正假说的过程中逐步深化，逐渐接近客观真理的。通过介绍克里克的科学研究过程，培养学生坚持不懈、持之以恒的毅力。为学生能够在今后的学习和工作中能够具有坚毅的品质，更好地学习和工作奠定基础。
2.3通过克里克的科学研究过程培养学生团结协作、合作交流的意识。
科学的发展，离不开科学家的合作交流。沃森和克里克提出DNA分子的双螺旋结构模型，是科学家合作交流的典范。科学研究要善于运用前人的研究成果，要善于与他人交流沟通，要善于与人合作。DNA分子双螺旋结构的研究中，沃森和克里克吸收了物理学家威尔金斯、富兰克林的一些成果，多人合作，共同发现了DNA分子双螺旋结构。为此，1962年沃森、克里克、威尔金斯三人共同获得诺贝尔生理学或医学奖。
学生学习中有很多时候需要合作交流，实验中的合作、探究中的合作、调查中的合作等。在合作学习过程中，不同层次的学生学会了表达自己的见解，学会了理解他人的见解，学会了相互接纳、辩论、互助，不断地对自己和别人的看法进行反思和评判。通过合作，不同层次的学生都可以看到问题的不同侧面和解决途径，从而对知识产生新的洞察，对教材产生深层认识，获得最佳的方法。在教学中，运用克里克等科学家的科学研究典例，培养学生团结协作、合作交流、合作学习。让学生能够深刻地体会到成功需要集体的智慧和力量，使他们具有团队合作交流的意识，以便他们在今后的学习和工作中能够更好地发挥自己的作用，更好地实现自我的价值。
参考文献：
［1］朱正威，赵占良.生物必修2・遗传与进化［M］. 北京：人民教育出版社，2009.
［2］赵占良.人教版高中生物课标教材中的科学方法体系［J］.中学生物教学，2007，（3）.
［3］张 慧.命运的螺旋带来的启示［J］. 经济与社会发展，2004，（11）.
［4］刁生富.中心法则与现代生物学的发展［J］. 自然辩证法研究，2000，（9）
［5］赵占良．试论提升学生的生物学理解力［J］．课程・教材・教法， 2003，（1）
［6］郑东和.生物史教育在培养学生科学素养中的应用及其渗透策略［J］.教育导刊，2006， （10）.
