诺贝尔奖与生物学的发展

诺贝尔奖与生物学的发展-返回-一、诺贝尔化学奖与生物化学的发展——生物化学是研究生命的物质基础和阐明生命过程中化学变化规律的一门科学。科学家深入到生命体的深层结构，探明构成有机体的蛋白质(包括酶)与带有遗传信息的核酸的组成、结构以及它们在生命过程中的代谢作用。现在，科学家们已可以从分子的水平上研究和解释生命现象。毕希纳(1860～1917)德国生物化学家在发酵罐内，酶使麦芽等发酵，生产出啤酒1897年发现引起发酵的物质是酶，从而把酵母细胞的生命活力与酶的化学作用联系起来，建立了酶化学。于1907年获奖。萨姆纳(1887～1955)诺思罗普(1891～1987)显微镜下的胰蛋白酶美国生物化学家美国生物化学家萨姆纳1926年首次提纯了酶，诺斯罗普1929年分离和提纯了胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶等，他们证明了酶是一种具有催化作用的蛋白质。于1946年获奖。托德(1907～1997)酶是由数千个原子组成的非常复杂的化学物质。英国生物化学家图为一个溶菌酶分子的模型。首先发现并合成了核苷酸单体，证实其具有遗传特性，他还发现了核苷酸辅酶的结构。于1957年获奖。他的研究为揭开生命起源之谜开辟了道路。康福思(1917～)澳大利亚裔英国化学家60年代证明酶是一种催化效能很高的生物催化剂，某一种酶只能对某一类化学反应起催化作用，于1975年获奖。他为发展立体化学和阐明生物体内许多复杂的化学变化作出了重要贡献。斯科(1918～)沃克(1941～)博耶(1918～)丹麦生物化学家英国化学家美国生物化学家1957年斯科发现了钠＋、钾＋－腺苷三磷酸酶；1964至1981年博耶、沃克先后发现并阐明了腺苷三磷酸酶合成的基本酶学机制。这一成果发现了人体细胞内负责贮藏和转输能量的“离子传输酶”，从而揭开生命过程中能量转换的奥秘。三人于1997年获奖。蛋白质是构成生物体的基本物质。美国化学家鲍林40年代中期以后提出纤维状蛋白质的螺旋结构，及蛋白质图为电子显微镜下的蛋白质。是具有多肽链结构的物质，打开了通往蛋白质与DNA分子奥秘的大门。电子显微镜下的氨基酸桑格(1918～)英国生物化学家显微镜下的胰岛素结晶40年代测定出牛胰岛素分子中全部氨基酸的排列顺序，并证明了其内部氨基酸的结合方式，于1958年获奖。这一发现首次揭示了蛋白质结构的奥秘，为人工合成牛胰岛素奠定了基础。佩鲁茨(1914～)肯德鲁(1917～1997)英国生物化学家(左)英国分子生物学家1960年首先测定出血红蛋白分子的原子结构，证实它由约12000个原子组成，于1962年获奖。蛋白质精密结构的发现，对生物化学和分子生物学的兴起与发展起到了巨大的推动作用。莫尔(1913～1982)斯坦(1911～1980)美国生物化学家英国生理化学家1939年莫尔、斯坦合作对蛋白质进行定量分析，阐明了酶的活性与底物作用的机理；1958年研制了用于测定蛋白质中氨基酸的自动分析仪，为测定酶和蛋白质的分子结构作出了巨大贡献。于1972年获奖。安芬森(1916～1995)美国生物化学家1948年确定了核糖核酸酶分子中的氨基酸排列顺序，证明了化学合成酶的可能性，并阐明蛋白质的结构与功能的关系。于1972年获奖。桑格(1918～)英国生物化学家桑格拍摄的RNA中的碱基排列顺序X射线衍射照片60年代确定了核糖核酸(RNA)中各种碱基的排列顺序和脱氧核糖核酸(DNA)分子中核苷酸的排列顺序，为测定RNA和DNA分子结构打下基础。于1980年再次获奖。P.伯格(1926～)美国生物化学家1972年把两种剪切后的DNA分子连接组成新的DNA分子，首创了基因重组技术，于1980年获奖。吉尔伯特(1932～)美国化学家1975至1977年发明了精确测定DNA中核苷酸排列顺序的方法，于1980年获奖。DNA核苷酸排列顺序的测定和基因重组技术的诞生，标志着生物工程时代的到来。奥尔特曼(1939～)美国化学家切赫(1947～)美国化学家1978年和1981年奥尔特曼、切赫分别发现了核糖核酸(RNA)自身具有的生物催化作用，不仅为探索RNA的复制能力提供了线索，而且说明了最早的生命物质是同时具有生物催化功能和遗传功能的RNA，打破了蛋白质是生物起源的定论于1989年获奖。M.史密斯(1932～2000)加拿大生物化学家发明了寡聚核苷酸基定点的突变技术，于1993年获奖。该技术能够改变遗传物质中的遗传信息，是生物工程中最重要的技术。穆利斯(1945～)美国生物化学家发明聚合酶链反应(PCR)方法，于1993年获奖。利用该技术可从极其微量的样品中大量生产DNA分子，使基因工程又获得了一个新的工具。在21世纪，生物化学将在分子、细胞等水平上利用交叉渗透等多学科手段，对核酸、蛋白质和基因组、核糖体、生物膜等大分子体系，以及免疫、遗传、发育、衰老、死亡等重大生命现象进行综合深入的研究，为社会的发展带来深刻的影响。二、诺贝尔医学和生理学奖与分子生物学的发展——20世纪50年代初，随着遗传学和生物化学的发展，诞生了一门新学科——分子生物学，它的任务是从分子的水平上研究生命。它的诞生本身，即表明了人类对于生命科学的研究已经从描述现象深入到阐明生命体的物质基础和基本规律。德尔布吕克(1906～1981)德裔美国生物学家、物理学家卢里亚(1912～1991)赫尔希(1908～1997)意大利裔美国生物学家美国遗传学家1943年德尔布吕克、卢里亚和赫尔希合作发现了病毒的复制机制；1952年又分别发现在上述复制机制中起决定作用的遗传物质是DNA，于1969年获奖。他们的发现不仅启发沃森、克里克建立了DNA双螺旋结构模型，而且意味着分子生物学的诞生。沃森(1928～)美国生物学家；克里克(1916～2004)英国生物物理学家1953年沃森、克里克在英国生物学家富兰克林(女)等人研究成果的基础上，首先提出了DNA的双螺旋结构模型，于1962年获奖。这一模型的建立，揭开了生物遗传信息传递的秘密，从遗传物质结构变化的角度解释了遗传性状突变的原因，并标志着遗传学完成了由“经典”向“分子”时代的过渡。奥乔亚(1905～1993)科恩伯格(1918～)电子显微镜下的RNA西班牙裔美国生物化学家美国生物化学家1956年科恩伯格分离并提纯出了DNA聚合酶，1957年奥乔亚与科恩伯格人工合成了DNA和RNA，他们于1959年获奖。他们的研究成果标志着人类首次掌握了制造遗传物质的方法，为改变基因、控制遗传特征，进而为治疗癌症和各种遗传疾病开辟了道路。雅各布(1920～)莫诺(1910～1976)基因采集设备法国生物学家、分子生物学家法国生物学家1961年雅格布与莫诺合作提出了“信使核糖核酸”和“操纵子”概念，阐明了RNA在遗传过程中的信息传递作用和乳糖操纵子在蛋白质生物合成中的调节控制机制，于1965年获奖。霍利(1922～1993)美国生物化学家1963年提出了确定核酸结构的技术。1967年确定了丙氨酰转移核糖核酸(tRNA)的核苷酸顺序及在蛋白质合成中的作用，于1968年获奖。这一成果对于后人深入研究蛋白质合成的机理及探索生命奥秘起了重要作用。霍拉纳(1922～)印度裔美国生物化学家1960～1966年，破译了mRNA的全部基因密码，并在蛋白质合成机制、信使核糖核酸等方面取得了重要研究成果。于1968年获奖。遗传密码表。DNA的4种核苷酸碱基的序列代表了基因的遗传信息，决定着蛋白质的20种氨基酸的组成和排列顺序。尼伦伯格(1927～)美国生物化学家60年代发现了细胞合成蛋白质的自然指令，打开了用化学方法破译基因密码的大门，于1968年获奖。分子生物学发展的直接结果之一，便是导致了人类对于遗传基因中DNA、RNA分子的深入认识和DNA重组技术的诞生。用“广泛而深远”来形容它对医学、生物乃至整个社会的影响，丝毫也不过分。它已经并将继续成为生命科学领域里最令人瞩目的前沿学科。三、诺贝尔医学和生理学奖与生物工程技术的发展——当人类了解了动植物品种的优劣和自身的某些疾病是由于遗传基因所导致的之后，自然而然地就要根据人类的需要试图改变遗传基因。于是，以基因工程为核心的生物工程技术便应运而生了。阿尔伯(1929～)瑞士微生物遗传学家H.O.史密斯(1931～)内森斯(1928～)美国分子生物学家、遗传学家美国微生物遗传学家1965年阿尔伯首次从理论上提出了生物体内存在着一种具有切割基因功能的限制性内切酶，并于1968年成功分离出I型限制性内切酶；1970年史密斯分离出了II型限制性内切酶；同年内森斯使用II型限制性内切酶首次完成了对基因的切割。他们于1978年获奖。这一研究成果为人类在分子水平上实现人工基因重组提供了有效的技术手段，标志着基因工程的诞生。科学家们正在制备限制性内切酶，通过凝胶电泳可观察到DNA分子经过剪限制性内切酶被称为是基因工程切后形成的片断中的“分子剪刀”米尔斯坦(1927～)科勒(1946～)阿根廷裔美国生物化学家德国免疫学家1975年米尔斯坦与科勒合作研制出了单克隆抗体技术，于1984年获奖。单克隆抗体技术几乎对生理学和医学的所有领域都产生了深远的影响，给许多疾病的诊断和治疗带来革命性的变化。单克隆抗体技术的诞生导致了科学家于1981年首次检测出了世界上第一例艾滋病人。图为电子显微镜下的艾滋病病毒。1996年第一只体细胞克隆羊“多莉”诞生生物工程技术是当今生物高新技术的前沿，它将为医学、农牧业带来一场革命性的变化，并为解决人类面临的环境污染、能源短缺、资源枯竭等日益迫切的问题带来全新的思路。四、诺贝尔医学和生理学奖与遗传学的发展——遗传学是研究生物遗传与变异规律的科学，它与诺贝尔奖同龄。它为人类揭示了物种延续与变异的奥秘，并可以帮助我们了解自身的某些病因和培育所需要的新物种。1933年，诺贝尔生理学或医学奖首次授予了遗传学家，这不仅意味着遗传学与生理学、医学的密切关系，而且表明了该奖对于整个生命科学的高度关注。摩尔根(1866～1945)美国生物学家摩尔根通过果蝇实验发现了基因突变现象从1908年开始进行著名的果蝇实验，从中发现了伴性遗传规律，发展了染色体遗传理论，证实了染色体与遗传基因的关系，并创立了现代遗传学的基因学说。于1933年获奖。H·J·缪勒(1890～1967)(右)美国遗传学家20年代在果绳实验中发现用X射线照射可人工诱使遗传基因发生突变，于1946年获奖。这一研究成果导致了辐射遗传学的诞生，并有助于深入认识生物遗传进化的机理，同时也成为人工培育优良品种的理论基础。人类的23对染色体比德尔(1903～1989)塔特姆(1909～1975)莱德伯格(1925～)附在大肠杆菌上的噬菌体美国生物学家、遗传学家美国生物化学家美国遗传学家1938年比德尔与塔特姆合作提出遗传基因通过一定的化学反应起作用的理论；1946年，塔特姆与莱德伯格合作发现了两种细菌混合培养时发生的基因重组现象——“杂交”。1952年，莱德伯格又发现了通过噬菌体“转导”实现的不同细菌间的基因重组现象。他们于1958年获奖。这一研究成果，为由经典遗传学向分子遗传学的过渡打下了基础。麦克林托克(1902～1992)麦克林托克实验中培育美国女遗传学家的“跳跃基因”玉米1951年提出了可移动的遗传基因（即“跳跃基因”）学说──基因可从染色体的一个位置跳跃到另一个位置、甚至从一条染色体跳跃到另一条染色体，为研究遗传信息的表达与调控、生物进化与癌变提供了线索。于1983年获奖。对于人类来说，遗传学家所要回答的绝不仅仅是我们将会生育什么样后代的问题。遗传学诞生100年来，已经为我们解开了许多有关生命起源、生物进化、人类健康等方面的谜团。但这只是冰山的一角，还有更多的遗传奥秘在等待着我们去破译。五、诺贝尔医学和生理学奖与生物化学的发展——生物化学是一门边缘科学，它运用化学的理论与方法研究生物的化学组成和生命活动中的化学变化。它不仅是现代生理学、病理学、药理学和病原微生物学的基础，而且在分子水平上解释生物生长、发育、运动和遗传现象，帮助我们了解自然界中各种生命活动的内在规律。何赛(1887～197