直到 1952 年 ， 科学家们才确定 DNA 是负责传递可遗传信息的分子 。 阿尔弗雷德·赫尔希 (Alfred Hershey) 和玛莎·蔡斯 (Martha Chase) 进行的一项实验 ， 使用 带有放射性标记的硫或磷的病毒来感染细菌 ， 相当令人信服地证明了这种情况 。 然后 ， 在 1953 年 ， 詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克在罗莎琳德·富兰克林的大量投入下 ， 用他们的 DNA 结构双螺旋模型打破了生物世界 。
从那里可以确定 DNA 序列的“字母”（A、C、G、T）编码信息 。 在三个一组（例如 ， ACG、GAA、CCT 等）中 ， 这些核苷酸编码氨基酸 ， 即蛋白质的组成部分 。 总的来说 ， 三个字母的每一种可能组合都被称为“遗传密码” 。 （见上图 。 注意RNA中的每个T都被U代替 。 ）最终 ， 分子生物学的中心法则出现了：（1）DNA是主蓝图 ， 负责遗传；(2) DNA 被转录成 RNA ， RNA 作为信使 ， 传递这一重要信息；(3) RNA被翻译成蛋白质 ， 为细胞提供结构和酶促功能
今天 ， 众所周知 ， 仅 DNA 序列不足以解释在细胞水平上观察到的所有行为 。 不影响字母序列的 DNA 改变——称为 表观遗传变化 ——正在接受深入研究 。 目前尚不清楚表观遗传学在多大程度上对可遗传性状负责 。
#3 。 能量是守恒的
当前存在于宇宙中的所有能量都是曾经存在过的和将要存在的一切 。 能量既不会被创造也不会被摧毁（这就是为什么你永远不应该购买永动机） ， 尽管它可以转化为质量（反之亦然） 。 这被称为质能等价 ， 每个学童都知道描述它的方程式：E = mc 2 。
能源的故事很大程度上始于艾萨克·牛顿 。 可以说 ， 他的三个运动定律让球滚动起来 ， 但它们并没有直接处理能量；相反 ， 他们处理的是武力 。 最终 ， 在像开尔文勋爵这样的科学家的帮助下 ， 物理学开始关注能量 。 它的两种最重要的形式是势能（储存的能量）和动能（运动的能量） 。 大多数其他形式的能量 ， 包括化学能和电能 ， 只是势能和动能的不同表现形式 。 此外 ， “功”和“热”本身并不是能量的形式 ， 而只是传递能量的方法 。
【科学史上最伟大的十大思想：科学中最伟大的思想构成了现代生物学、化学和物理学的基石，每个人都应该熟悉它们】
#4 。 熵：宇宙趋于无序
墨菲定律 指出 ， “任何可能出错的事情都会出错 。 ” 熵有点像应用于整个宇宙的墨菲定律 。
简而言之 ， 熵是无序的量度 ， 热力学第二定律指出 ， 所有封闭系统都倾向于使熵最大化 。 扭转这种日益增加的无序趋势需要输入能量 。 这就是为什么家政如此令人厌烦的原因 。 单独离开 ， 你的房子会变得尘土飞扬 ， 蜘蛛会搬进来 ， 最终它会分崩离析 。 然而 ， 在一个地方为防止混乱而投入的能量同时在其他地方增加了它 。 总的来说 ， 宇宙的熵 总是在 增加 。
熵还以另一种方式表现出来：没有完美的能量转移 。 你的身体（或细胞）不能完美地利用食物作为能源 ， 因为其中一些能量会永远流失到宇宙中 。 因此 ， 就像金融业一样 ， 每笔交易都伴随着税收 。 （华盛顿大学微生物学家富兰克林哈罗德喜欢称其为“上帝的能源税” 。 ）
生活中没有什么是确定的 ， 除了死亡和税收——这句俗语因此有了新的含义 。
#5 。 物质是由原子组成的
空气、水、细菌、人类、计算机、星星：所有这些都是由原子构成的 。 事实上 ， 构成地球（以及地球上的一切 ， 包括我们在内）的原子最初来自恒星 ， 这就是为什么卡尔萨根有句名言：“我们是由恒星组成的 。 ”
但什么是原子？实际上 ， 大部分是空的 。 这意味着你也大部分是空的 。 每个原子的中心 ， 称为原子核 ， 由带正电的质子和不带电的中子组成 。 围绕着这个密集的正电荷簇的是带负电的电子 ， 它们嗡嗡作响 ， 相当不可预测 。 最初 ， 人们认为电子以类似于围绕太阳的行星的方式绕核运行 ， 即所谓的原子“太阳系模型” ， 尼尔斯·玻尔对此表示赞赏 。 该模型过于简单且不正确 ， 但对于某些计算来说已经足够好 ， 这就是为什么它仍然在基础化学课程中教授 。 该模型最终被更复杂的原子轨道模型所取代 。
所有已知的原子都可以在元素周期表中找到 ， 这是每个化学课程的核心 。 该表以各种方式组织原子 ， 其中两个特别重要：首先 ， 原子按增加的原子序数排列 ， 原子序数代表质子的数量并定义每个元素 。 其次 ， 表格中的每一列代表每个原子中的外壳电子数 。 这很重要 ， 因为外壳电子在很大程度上决定了原子将参与的化学反应的种类 。
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