机遇偏爱有准备的头脑，你准备好了吗？
报告对象：八年级学生
机遇总是垂青那些有准备的人，相信同学们对这句话非常熟悉，这是十七世纪法国著名思想家、数学家笛卡尔所说的话。而19世纪，法国另一位有名的人物，微生物学家路易斯巴斯德也发出了类似的感叹：“在观察事物之际，机遇偏爱有准备的头脑。”
那什么是机遇，什么是有准备的头脑呢？我们通过青霉素的发现这个事例来说说机遇的问题。 1928年，在圣玛丽医院从事细菌研究的弗莱明，正着力寻找能杀死葡萄球菌的药物。葡萄球菌在显微镜下呈球状，形状好像一串葡萄，是一类常见的化脓性球菌，广泛存在于人和动物的皮肤及粘膜上，在空气和水中都能存活。这种病菌能引起疮疖脓肿，导致伤口发炎化脓，诱发败血症。在战争中，很多伤员虽然有幸没有直接死于枪弹，但最终被葡萄球菌夺去了生命。
在第一次世界大战中做过军医的弗莱明，决心找到征服葡萄球菌的药物。他在几十个培养皿里放上含有不同养料的培养基，接种了葡萄球菌，盖好盖子，把这些培养皿放在不同的温度环境中。每天，他打开一个个盖子，从培养皿中取出一点葡萄球菌菌落涂在载玻片上，再染色，然后放到显微镜下观察它们的形态，看看在不同环境下葡萄球菌形态的变化。
1928年9月的一天，弗莱明仍像往常一样进行观察。他发现，有一个培养皿中培养的葡萄球菌被一种绿色的霉菌污染了。
微生物培养皿被杂菌污染，这本是一件司空见惯的事。空气中漂浮着很多细菌，也有很多真菌孢子，只要培养过程中稍有不慎，它们就会侵入。弗莱明的实验室建在地下，不足11平方米，拥挤杂乱，隔离设施也不完备，房子陈旧，不断有灰尘下落。尽管他竭力防止，培养皿被杂菌污染依然有时有发生。遇到这种情况，按照细菌学家的习惯，就会把被污染的培养基倒掉，重新进行培养。
但是这次弗莱明没有这样做，因为他正在寻找能杀灭葡萄球菌的药物，所以，他对于外来的每一个菌种都极其留意。当他把目光停留在这只被绿色霉菌污染的培养皿时突然发现了一种奇异的现象：在这种绿色霉菌的周围，原先长着的葡萄球菌消失了，出现了一个没有任何生长物的圆圈状的空白地带！
弗莱明立即记下了这一令人迷惑的现象。是不是绿色霉菌把具有强烈毒性的葡萄球菌消灭了？弗莱明立即开始研究这种现象，他集中全部精力，小心翼翼地把绿霉培养出来，并把其他细菌放入绿色霉菌中一起培养。结果他发现，绿色霉菌不仅能杀灭葡萄球菌，还能杀灭白喉菌和炭疽菌，并对许多病菌的生长和繁殖都有抑制作用。弗莱明想，这极有可能是绿色霉菌分泌出来的某种物质具有抗菌作用。后来，弗莱明经过一系列实验，终于弄清楚，这种绿色霉菌其实就是一种普通的面包菌——青霉菌。在他的论文中，把青霉菌分泌的具有强大杀菌作用的物质叫做“Penicillin”(青霉素)。弗莱明的发现，为后来分离、提纯和生产青霉素奠定了重要基础。 后人常常以“一粒灰尘引起的伟大发现”为题，叙述当年弗莱明发现青霉素的动人故事，主要是想说明科学研究中机遇的作用。正如弗莱明所说：“青霉素的发现是一个机遇，我的功绩在于没有忽略这一发现，并且继续追踪研究它，这是作为一个细菌学工作者多年追求的目标。”
我想，在这个故事中，弗莱明的机遇，同学们都看到了。在科学的实践中，“机遇”，往往会成为重大发明创造的起点。但是如果没有弗莱明认真细致的观察，没有一颗善于思考的头脑，和深入探究的精神，只是像大多数人那样，无动于衷，放之任之，那也不会导致青霉素的发现。所以，弗莱明丰富的知识，对事业执着的追求和敏锐的判断力便是“有准备的头脑”。
生物学的发展历程中，验证了巴斯德的“机遇偏爱有准备的头脑”这句话的例子可不止弗莱明发现青霉素。
同学们在学血液循环时，老师曾提到过哈维著名的结扎实验，便是他灵光乍现的伟大发现。当时，哈维已经断定，人体内的血液应该是循环进行的。那么到底是如何流动的呢？这个问题可不能通过解剖尸体来回答，因为人死了，血液就不流动了。怎么办呢？哈维苦思冥想，却一直找不到好方法。有一天，刚下过一场大雨，他偶然看见路上有一群孩子在玩游戏。它们先挖了一条水沟，然后在水沟中间挖了一个大水坑，周围用泥沙垒出一座“水坝”。水坝里很快就蓄满了水。孩子们把水坝的一头扒开，水“哗”地一下流走了。孩子们哈哈大笑，哈维在一边也看的很有趣，突然，他灵光一闪，有了！血液循环之谜可以揭开了！于是就有了我们熟悉的那个结扎实验。
小孩子们的一个游戏，大部分人看过了，笑过了，也就结束了，淡忘了。可是哈维当时满脑都是血液循环的问题，研究了很久，思索了很久，这一偶然的游戏成了他灵感的源泉。试问一下，如果之前他没有在血液循环上长期的探索与思考，那一偶遇的游戏还能成为他的灵感吗？
现在的我们还很难预测将来会发生什么，人生的机遇何时降临。我们所能做的就是准备，准备什么？老师认为应该准备丰富的知识，认真严谨的学习态度，勇于创新的思维。
现在有很多同学在学习上也有功利性，考试的科目就好好学，不考试的就捣糨糊。其实每一门课程都有它特殊的知识与意义，只有充分吸收各门课程给你的养分，才能更好地茁壮成长。
很多事实也说明，学科之间的配合研究更能出成绩。
说到遗传学，孟德尔是必须提到的人物。在他之前不是没有人做过遗传方面的实验，为何他就成功了呢？孟德尔在总结前人科学工作时认识到，以往的杂交实验都没有对杂种子代出现的各种类型进行计数，也没有准确把每一代中出现的类型进行分类，因此，不能明确这些类型的统计学关系。只有进行大规模的杂交试验，并用数学方法处理试验中取得的材料，才是唯一正确的方法。孟德尔开创性地将数学方法引入遗传学研究，在纷繁复杂的实验结果中，找出了内在规律，是遗传学从粗放的观察和简单的思考上升为精密的定量分析。这是遗传学研究方法的重大突破。
而同学们熟悉的DNA双螺旋结构模型的提出，则离不开生物学与物理学的配合。
当时，有三组研究者在探索DNA结构，其中沃森克里克资历最浅，知识与经验最缺乏，实验条件也最差，但他们在这场科学竞赛中赢得了胜利。
另外两组的研究者失利在哪？ 1945年，英国科学家威尔金斯用X射线衍射技术，拍摄到了世界上第一张DNA结构照片，但很不清晰，照片上显示一片云状的斑点，有点像螺旋形，但不能确定。1951年，威尔金斯又拍摄了一张DNA的X射线衍射照片，通过照片的图像，他直觉判断DNA存在着螺旋，并计算了螺旋的螺距和直径。但可惜的是，由于威尔金斯只限于研究DNA分子本身的物理结构，而忽视运用生物学的观点来考察DNA的生理功能，因此他误以为DNA结构是单链的。
威尔金斯的同事富兰克林在揭示DNA结构奥秘的科学竞争中也是走在比较前端的。她曾在巴黎以从事X射线分析化合物的工作而闻名于世，1951年回国后，开始系统研究DNA的结构。她以高超的技术射得了十分清晰的DNA的X射线衍射照片，并对DNA分子的机构作出了确切而关键性的描述：磷酸根在螺旋的外侧，碱基在螺旋的内侧。可是，富兰克林作为一位物理学家，正像威尔金斯一样，主要兴趣似乎在DNA结构上，而对DNA的生物学意义缺乏研究热情，以为弄清楚DNA结构的唯一方法就是依赖纯结晶学手段，因而失去了综合分析的机会。更糟糕的是，弗莱克林和威尔金斯之间的关系不佳，彼此难以交流思想，共享实验成果。正是在这一点上，年轻的沃森和克里克比他们领先了一步。
由于当时沃森和克里克没有获得理想的DNA的X射线衍射照片，研究工作一时陷入僵局。1953年2月14日，沃森在一次学术会议上见到威尔金斯。在讨论中，威尔金斯毫无保留地谈了自己的研究情况，并提出了DNA可能是螺旋形可能是螺旋形结构的直觉猜想。他还出示了一张富兰克林于1951年11月在研究时获得的非常清晰地DNA晶体衍射照片。
回到剑桥大学以后，沃森和克里克一起仔细研究那张DNA照片。这张照片细致入微，十分清晰，它像一簇电石火花，突然点燃了沃森头脑中蓄势已久的思维之火。看着照片中央一个小小的十字架样的图案，沃森脑子里突然冒出一个DNA结构的三维图像，他对克里克说：“我觉得DNA结构形状可能是双螺旋的，就像一个扶梯，两边各有一个扶手。”
这是一个前所未有的创造性想象。它立刻得到了克里克的完全认可。于是他们赶紧建立第二个DNA结构模型。这个模型的样子和我们现在认识的很像。正当沃森为第二个模型的建立而欣喜若狂时，他的一名同事向他指出，这个模型中存在着碱基配对错误。然而，失败是成功之母。随后，沃森和克里克用X射线衍射技术反复对多种病毒的DNA进行照相，并进行多次模拟实验。最后他们终于发现，DNA的基本成分（四种碱基）必须以一定的配对关系来结合的结构规律，从而合理解决了碱基配对难题。
纵观DNA双螺旋结构发现的历史，我们不难发现，沃森和克里克的最后成功，在于他们不仅有丰富的想象力、开阔的思路，有凭借敏锐的目光迅速洞察事物的本领，还有高度的综合思维能力，善于吸收各方面的成果以不断发展自己的工作。这正是他们超越其他著名学者而首攀高峰的原因所在，也是杰出的科学家应具备的素质。
同学们，好好利用现在的宝贵时间，努力学习各方面的知识吧，相信总有一天机遇会垂青于你这个有准备的头脑的。
