科学家访谈　探索生物大分子的奥秘教学设计实例

探索生物大分子的奥秘

2018年全国卷Ⅲ理综

1.

下列研究工作中由我国科学家完成的是

A.

以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验

B.

用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验

C.

证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验

D.

首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成

发现胰岛素

❖1788 年，英国医生托马斯

· 考利（Thomas Cawley）发现胰腺的损伤会导致糖尿病。

❖1869 年，德国医生保尔

·

朗格汉斯（Paul Langrhans）发现胰腺中散落地分布有一些细胞群，就像一个个小岛。

❖1889 --1893年，两位德国医生约瑟夫·冯·梅林（Von mering）和奥斯卡尔·明科夫斯基(Minkowski)证实胰腺细胞团能产生降糖物质。

❖1893年，法国爱德华·拉古埃斯（Edouard Laguesse）将胰腺细胞团命名为胰岛。

❖1909年，比利时让·德·迈耶（Jean de Meyer）将胰岛分泌的降糖物质命名为胰岛素。

班廷与麦克劳德

1923 诺贝尔

论认真备课的重要性

班廷上大学正赶上第一次世界大战，战争结束后找不到像样的工作，然后开了个诊所，生意惨淡，为了糊口，他又跑到当地一所医学院兼课，现学现卖，备课的时候读了一系列糖尿病与胰腺的文章，还有一份病例报告，一个病人的胰脏导管被结石堵塞之后，分泌消化酶的消化腺萎缩了，可是胰岛细胞却依然存活良好。

要是模仿结石阻塞的状况，把狗的胰脏导管用手术结扎，等消化腺萎缩之后，再提取神秘激素不就行了么！

灵光咋现，班廷一个蹦哒，起床就开始记录下自己的实验设计思路

第二天跑回母校多伦多大学找当时的糖尿病权威麦克劳德教授，要到了10条狗1个小房间外加一个21岁的医科学生查尔斯·贝斯特，开始了他们的传奇。

1923 年，他们以仅仅 1 美元的价格，将各自的专利出售给多伦多大学。

瑞典的卡洛琳研究院决定将该年的诺贝尔生理及医学奖颁给班廷及麦克劳德两人。

胰岛素作为商品上市，当年有近25000多名糖尿病患者使用了该药。

为纪念班廷的巨大贡献，世界卫生组织和国际糖尿病联盟将班廷的生日——11月14日定为“世界糖尿病日”。

合成胰岛素制剂

❖1926年，John J.Abel首先制得胰岛素结晶。

❖1935年，Scott and Fiacher活得高纯度结晶的胰岛素。

❖1936年，Hans Christan Hagedorn,et al合成鱼精蛋白锌胰岛素，19946年合成中效胰岛素制剂。

桑格

1958诺贝尔

❖桑格在1955年将胰岛素的氨基酸序列完整地定序出来，同时证明蛋白质具有明确构造。

❖他利用自己新发现的桑格试剂（Sanger's reagent），也就是2,4-二硝基氟苯（2,4-dinitrofluorobenzene）将胰岛素降解后用色层分析方法电泳，由于不同的蛋白质片段有不同的溶解度，这些片段最后会各自停留在不同的位置，成为可供辨识且可重现的特征。之后桑格又将小片段从新组合成氨基酸长链，进而推导出完整的胰岛素结构。

❖这项研究使他单独获得了1958年的诺贝尔化学奖。

1980发展出一种称为链终止法的技术来测定DNA序列的方法又一次获得诺贝尔奖

。

罗莎琳·雅洛

1977诺贝尔

❖1959年，雅洛和贝尔森用放射性同位素标记胰岛素抗体的方法检测血液中胰岛素的含量。

❖这种方法让许多疾病和病症可以被诊断、治疗或测试。侏儒症儿童可用人类生长激素治疗；检查胎儿是否有严重畸形；对新生儿进行检测以防止发育迟缓；对血库进行疾病筛查；运动员接受药物滥用测试。

❖1977年获得诺贝尔浆。

合成胰岛素

❖1965年，中国科学院在王应睐、

曹天钦、

邹承鲁、

钮经义、沈昭文等先生的带领下完成了

结晶牛胰岛素的合成。

❖同年，美国和德国也人工合成了牛胰岛素。

❖人工合成牛胰岛素错失诺贝尔奖的原因，一直流传着多种解释。归纳起来有这么几种：1、特殊时期，西方世界对中国的歧视。2、申报时间太晚。3、我们推荐的获奖者名单超出诺贝尔奖的名额限制。

实际原因应该是诺贝尔科学奖所针对的，主要是理论和实践上的那些重大突破。我们合成胰岛素成本太贵，在当时根本不具实用性，70年代我们的方法曾短暂地在基因科学里被采用，但又迅速被其他更廉价和便利的方法取代。