【正文】 明暗，即蛋白磷脂蛋白三層組成的“三合板”式結(jié)構(gòu)。核糖體是細(xì)胞中合成蛋白質(zhì)的唯一場(chǎng)所。此外，細(xì)胞核內(nèi)外的物質(zhì)，也能直接通過核膜進(jìn)出核內(nèi)外，實(shí)現(xiàn)核內(nèi)外物質(zhì)的交換。核小體靠DNA互相連接形成串珠結(jié)構(gòu)?！　?維爾穆特研究小組成功地利用細(xì)胞核移植的方法培養(yǎng)出一只克隆羊?！　⌒录夹g(shù)的誕生使蛋白質(zhì)的化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)的研究在20世紀(jì)有了突破性的進(jìn)展?！　“被岚匆欢樞蛞噪逆I形式首尾縮合，形成多肽鏈。酶催化的化學(xué)反應(yīng)叫酶促反應(yīng)。4年后，另一位美國(guó)生物化學(xué)家又得到胃蛋白酶和胰蛋白酶的結(jié)晶，并證明它們也是蛋白質(zhì)?！　?．分子生物學(xué)誕生的標(biāo)志性事件是什么？　　分子生物學(xué)這一名詞的出現(xiàn)，可以追溯到1938年。三四十年代生物化學(xué)的成就及其與遺傳學(xué)相結(jié)合的研究，對(duì)分子生物學(xué)從遺傳學(xué)打開突破口產(chǎn)生了重要的作用。此后，分子生物學(xué)取得了舉世矚目的成就，解決了生物學(xué)中許多重大問題，如核酸復(fù)制、遺傳密碼、遺傳的中心法則等，病毒逆轉(zhuǎn)錄酶的發(fā)現(xiàn)，更加速了基因工程技術(shù)的現(xiàn)實(shí)可行性。一類是脫氧核糖核酸，簡(jiǎn)稱DNA，是染色體的主要成分，主要存在于細(xì)胞核中；另一類是核糖核酸，簡(jiǎn)稱RNA，主要存在于細(xì)胞質(zhì)中?！　。?、直徑2納米，每個(gè)旋距內(nèi)有10個(gè)堿基對(duì)?！　?0．什么是基因的本質(zhì)？　　在生物學(xué)家探尋基因的化學(xué)實(shí)體的過程中，1944年,，第一次把基因與DNA聯(lián)系在一起。　　DNA分子上的堿基序列儲(chǔ)存著遺傳信息，前一代細(xì)胞的遺傳信息通過DNA的自我復(fù)制忠實(shí)地傳給下一代細(xì)胞，從而使一個(gè)物種的遺傳信息保持穩(wěn)定?！　』虮磉_(dá)包括轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)譯兩個(gè)步驟?！　鹘y(tǒng)生物技術(shù)是應(yīng)用發(fā)酵、雜交育種等傳統(tǒng)的方法來獲得需要的產(chǎn)品?？贫靼褍煞N質(zhì)粒上不同的抗藥基因裁剪下來，再把這兩種基因拼接在同一個(gè)質(zhì)粒中?！　?〕載體　　目的基因一般都不能直接進(jìn)入另一種生物細(xì)胞，即使人工注入，也將受到受體細(xì)胞內(nèi)核酸酶的分解而被消滅掉，目的基因需要與特定的載體結(jié)合,才能安全地進(jìn)入到受體細(xì)胞中?！　?968年，科學(xué)家第一次從大腸桿菌中提取出了限制性內(nèi)切酶。病毒含有幾千到幾十萬個(gè)核苷酸，原核生物的DNA分子平均為106個(gè)堿基對(duì)，真核生物的DNA分子可達(dá)l09個(gè)堿基對(duì)。一般情況下，導(dǎo)入成功率為百分之一。目的基因在受體細(xì)胞中要表達(dá)，需要滿足一些條件。近二十年來細(xì)胞生物學(xué)的一些重要理論研究的進(jìn)展，例如細(xì)胞全能性的揭示，細(xì)胞周期及其調(diào)控，癌變機(jī)理與細(xì)胞衰老的研究，基因表達(dá)與調(diào)控等，都是與細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)分不開的?！　。?）細(xì)胞融合技術(shù)　　細(xì)胞融合技術(shù)屬于細(xì)胞融合工程?！　?6．何謂發(fā)酵工程？　　生物技術(shù)起源于傳統(tǒng)的食品發(fā)酵，而傳統(tǒng)的發(fā)酵技術(shù)已發(fā)展為現(xiàn)代的發(fā)酵工程。　?。?）食品方面　　食品生產(chǎn)是世界上最大的工業(yè)之一，食品生物技術(shù)包含的內(nèi)容很廣，如提高食品產(chǎn)量和質(zhì)量、開拓食品種類等。高果糖漿以淀粉為原料，生產(chǎn)過程中先后使用了α－淀粉酶、糖化酶和異構(gòu)化酶，隨著固定化酶的研究和應(yīng)用的發(fā)展，從1973年起，便開始采用固定化酶(或含酶菌體)生產(chǎn)高果糖漿。微生物體內(nèi)含有豐富的蛋白質(zhì)，按干重計(jì)算，酵母菌的蛋白質(zhì)含量為45%~55%，細(xì)菌的蛋白質(zhì)含量更是高達(dá)60%~80%，而農(nóng)作物中含蛋白質(zhì)量最高的是大豆，它的蛋白質(zhì)含量也不過是40%左右，另外，微生物的繁殖速度很快，因此，通過微生物獲取蛋白質(zhì)比種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)快得多。　　20．生物技術(shù)在材料方面的應(yīng)用　　材料是一個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要支柱之一，通過生物技術(shù)構(gòu)建新型生物材料，是現(xiàn)代新材料發(fā)展的重要途徑之一。而加拿大研究人員將蛛絲蛋白的基因在山羊的乳腺細(xì)胞中成功表達(dá)，這種轉(zhuǎn)基因山羊產(chǎn)出的奶便含有了能制造蜘蛛絲的蛋白質(zhì)，然后利用特殊的溶劑，就可以從羊奶中“抽出”連續(xù)不斷的纖維，這種纖維在機(jī)械強(qiáng)度上可以和真正的蜘蛛絲媲美?！　?1．生物技術(shù)在能源方面的應(yīng)用　　能源是人類生存的物質(zhì)基礎(chǔ)之一，是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的原動(dòng)力。地球上每年生產(chǎn)出的纖維物質(zhì)，也就是那些稻草、麥稈、玉米秸、灌木、干草、樹葉等等，只要拿出5％來，加以合理的利用，就足夠滿足全球?qū)δ茉吹男枨罅苛?，這就是生物質(zhì)能的利用?！　　　∞r(nóng)業(yè)是世界上規(guī)模最大和最重要的產(chǎn)業(yè)，即使在發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)，其農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值也占國(guó)民生產(chǎn)總值的20%以上。因此，蘭花種植者曾經(jīng)長(zhǎng)期采用種子繁殖，結(jié)果后代品質(zhì)不一，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失?！　∑浯?，生物技術(shù)還能改良作物品質(zhì)。例如，化學(xué)殺蟲劑的長(zhǎng)期和大量使用不僅使許多害蟲產(chǎn)生了抗藥性，而且污染了環(huán)境，用基因工程方法培育出的抗蟲害作物，不需施用農(nóng)藥，即提高了種植的經(jīng)濟(jì)效益，又保護(hù)了我們的環(huán)境。例如，哺乳動(dòng)物的成熟期長(zhǎng)，產(chǎn)仔數(shù)少，孕期不排卵，繁殖有季節(jié)性，這些特性成為制約家畜良種大量繁殖的因素。　　其次，生物技術(shù)可以培育抗病的畜禽品種，減少飼養(yǎng)業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)?？蒲腥藛T希望能用食用植物表達(dá)疫苗，人們通過食用這些轉(zhuǎn)基因植物就能達(dá)到接種疫苗的目的，這樣既方便又能節(jié)省大量費(fèi)用。　　由于轉(zhuǎn)基因?；蜓虺缘氖遣?，擠出的奶中含有珍貴的藥用蛋白，生產(chǎn)成本低，可以獲得巨額的經(jīng)濟(jì)效益。　　20世紀(jì)70年代以后，由于基因工程的發(fā)展，人們開始利用基因工程技術(shù)來生產(chǎn)疫苗。我國(guó)目前生產(chǎn)的基因工程乙肝疫苗，主要采用酵母表達(dá)系統(tǒng)產(chǎn)生疫苗。雜交瘤細(xì)胞既保持了B淋巴細(xì)胞能合成和分泌抗體的性能，又具有癌細(xì)胞在體外培養(yǎng)條件下無限傳代的特性。DNA診斷技術(shù)具有專一性強(qiáng)、靈敏度高、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。它是從尸體的垂體中提取出來的，而垂體才豌豆那么大。根據(jù)對(duì)病變基因采取的措施不同，基因治療可分為基因置換、基因修正、基因修飾和基因失活四大策略。接受治療的患兒是兩兄弟，他們由于缺乏一種凝血因子Ⅸ而容易出血不止，經(jīng)過基因治療后患者體內(nèi)凝血因子Ⅸ活性升高1～2倍，并持續(xù)2年以上，鼻出血等癥狀有所好轉(zhuǎn)，每年所需輸血次數(shù)減少?？茖W(xué)家預(yù)言，21世紀(jì)，器官移植將向異種移植方向發(fā)展，即利用現(xiàn)代生物技術(shù)，將人的基因轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物種上，再將此物種的器官取出來置入人體，代替人的生病的“零件”。例如，發(fā)光細(xì)菌的發(fā)光現(xiàn)象與其生存的環(huán)境有直接聯(lián)系；當(dāng)遇到毒性侵害時(shí)發(fā)光細(xì)菌的生存環(huán)境受到侵害，使其迅速喪失能量，失去發(fā)光能力。生物傳感器是以微生物、細(xì)胞、酶、抗體等具有生物活性的物質(zhì)作為污染物的識(shí)別元件，具有成本低、易制作、使用方便、測(cè)定快速等優(yōu)點(diǎn)。土壤中的DDT會(huì)通過農(nóng)作物的根系進(jìn)入農(nóng)作物，然后又會(huì)進(jìn)入人體，并積聚于人的肝臟，損害人體健康。又如，科學(xué)家利用DNA重組技術(shù)把降解芳烴、萜烴、多環(huán)芳烴、脂肪烴的4種菌體基因連接，轉(zhuǎn)移到某一菌體中構(gòu)建出可同時(shí)降解4種有機(jī)物的“超級(jí)細(xì)菌”，用之清除石油污染，在數(shù)小時(shí)內(nèi)可將水上浮油中的2／3烴類降解完，而天然菌株需1年之久?！　〉诙?，污染自然界的基因庫。來自加拿大的研究報(bào)道說，基因工程Bt殺蟲作物可毒殺一種非目標(biāo)昆蟲——美洲大皇蝶，它被美國(guó)人視為世界上最美麗的一種蝶類。因此，用轉(zhuǎn)基因生物生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因食品和藥品要進(jìn)入市場(chǎng)，必須進(jìn)行消費(fèi)安全評(píng)估?！　∶庖吲懦馐钱惙N移植面臨的首要問題。即使免疫排斥反應(yīng)問題能夠解決，異種移植還存在著潛在的感染傳染病尤其是病毒疾病的危險(xiǎn)。生物戰(zhàn)劑不同于其他武器，它會(huì)隨著時(shí)間的推移而具有更大的危險(xiǎn)性，某些生物毒劑能使人致殘，而另一些生物毒劑則能致死。早在20世紀(jì)50年代中期，一批研究宗教和神學(xué)的人士就對(duì)人類在改造生命過程中，可能帶來的某些倫理道德問題進(jìn)行了有益的探討?！　?duì)克隆人的認(rèn)識(shí)以及所引起的反響和爭(zhēng)論中，隱藏著許多社會(huì)倫理問題?，F(xiàn)代生殖輔助技術(shù)也遵循這種生育模式。這種“優(yōu)生”克隆規(guī)劃由誰來實(shí)施？如果由國(guó)家來實(shí)施，那么國(guó)家就要建立一個(gè)委員會(huì)來將國(guó)民加以分類：值得克隆的優(yōu)良國(guó)民，與不值得克隆的劣等國(guó)民?？臻g技術(shù)是探索開發(fā)和利用太空以及地球以外的天體的綜合性技術(shù)，也是現(xiàn)代技術(shù)革命的主要組成部分。　　辨證唯物主義哲學(xué)認(rèn)為，世界的本質(zhì)是物質(zhì)的，物質(zhì)可以轉(zhuǎn)換不同的存在形式，但在本質(zhì)上是永久存在，永久不滅的。20世紀(jì)50年代的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、60年代的射電天文望遠(yuǎn)鏡把人類對(duì)宇宙的探測(cè)距離猛增，人類可以永遠(yuǎn)擴(kuò)大自己對(duì)物質(zhì)世界的觀察視野，不會(huì)停留于某一固定的邊界上，這有力證明宇宙是無限的?！　　　D521仙女星系　　2．什么是恒星和星云？　　宇宙中最主要的天體是恒星和星云，因?yàn)樗鼈儞碛芯薮蟮馁|(zhì)量。到目前為止，人們已在宇宙中觀測(cè)到了約1000億個(gè)星系。古代關(guān)于宇宙的構(gòu)造和本原也有過許多學(xué)說，最主要是亞里士多德——托勒密的地心說，認(rèn)為地球是宇宙的中心，這一學(xué)說占統(tǒng)治地位的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)1400年之久。20世紀(jì)70年代，霍金進(jìn)一步用廣義相對(duì)論推演宇宙演變，提出了宇宙起源和終結(jié)的論斷，已經(jīng)被科學(xué)界廣泛接受。20世紀(jì)愛因斯坦創(chuàng)立了廣義相對(duì)論，提出了“有限、無邊、靜態(tài)”的相對(duì)論宇宙模型。有的非常遙遠(yuǎn)，目前所知最遠(yuǎn)的星系離我們有近150億光年。　　3．什么是星系？　　由無數(shù)恒星和星際物質(zhì)構(gòu)成的巨大集合體稱為星系。　　宇宙既有統(tǒng)一性又有多樣性。宇宙的無限與具體事物的有限并不矛盾，因?yàn)橹挥袩o數(shù)具體的有限才能構(gòu)成全部的無限。學(xué)習(xí)時(shí)既要有對(duì)宏觀世界的想象，也要重視嚴(yán)格的科學(xué)論證。轉(zhuǎn)基因植物由于轉(zhuǎn)入了動(dòng)物基因從而含有動(dòng)物蛋白，可能會(huì)引起宗教人士和和素食主義者的反對(duì)；異種移植會(huì)遭到支持動(dòng)物權(quán)利的人的抵制，認(rèn)為這是極端的“人類中心論”；利用人類胚胎干細(xì)胞（未分化的細(xì)胞）進(jìn)行組織細(xì)胞培養(yǎng)是否是對(duì)生命的不尊重，因?yàn)槿说呐咛ヒ彩巧囊环N形式，無論目的如何高尚，破壞人胚是不可想象的；等等。另外，克隆人還可能造成人類的性別比例失調(diào)。這將在倫理道德上無法定位，法律上的繼承關(guān)系也將無以定位?！　∪祟惢蚪M計(jì)劃的完成，固然使基因診斷、基因治療、生物制藥等技術(shù)更具發(fā)展?jié)摿Γ?，同時(shí)引發(fā)了一系列倫理、道德甚至法律問題。　　總之，生物技術(shù)的發(fā)展是一把雙刃劍，如果沒有一個(gè)全世界認(rèn)可并執(zhí)行的國(guó)際準(zhǔn)則，生物技術(shù)的發(fā)展將會(huì)遇到阻礙并產(chǎn)生偏差，甚至?xí){到整個(gè)人類和地球的生存和安全。我們不可能心存僥幸，因?yàn)橐坏┻@些逆轉(zhuǎn)錄病毒被證明確實(shí)對(duì)人有害，那就可能引起世界性的一種人類新疾病。從20世紀(jì)60年代開始，人們陸續(xù)利用黑猩猩、狒狒、豬、綿羊等動(dòng)物的組織和器官進(jìn)行移植實(shí)驗(yàn)，都沒有能取得成功?！　∈紫?，目前發(fā)現(xiàn)的有治療價(jià)值的基因還不多，而多基因控制的遺傳病機(jī)理目前還不是非常清楚。1998年秋，普斯陶在電視上宣稱用轉(zhuǎn)lectin基因的馬鈴薯喂大鼠110天后，大鼠的器官生長(zhǎng)異常，體重和器官重量減輕且免疫系統(tǒng)遭受破壞。美國(guó)學(xué)者也證明，基因工程魚的轉(zhuǎn)基因能擴(kuò)散到野生同類的種群中，所以在國(guó)外，基因工程魚只能在絕對(duì)封閉的溫室環(huán)境中養(yǎng)殖?！　』蚬こ獭⒓?xì)胞融合等技術(shù)使物種間進(jìn)行任意基因轉(zhuǎn)移成為可能，完全打破了物種間的屏障，這就有可能造成無法預(yù)料的生態(tài)后果。到20世紀(jì)80年代后期，人們終于找到了從全球的土壤中清除DDT的根本辦法?！　∽匀画h(huán)境中分離得到的菌株，其降解污染物的酶活性往往有限，采用基因工程技術(shù)，對(duì)這些菌株進(jìn)行改造，可以提高微生物酶的降解活性，成為治理污染的超級(jí)“工程菌”。例如，要監(jiān)測(cè)水環(huán)境中的大腸桿菌，可以根據(jù)大腸桿菌的一段特異性DNA合成與之互補(bǔ)的片段，這就是大腸桿菌的核酸探針，假如水樣中存在與探針互補(bǔ)的DNA，就說明水樣中存在大腸桿菌。除了異種移植外，還可以利用克隆技術(shù)，進(jìn)行人體細(xì)胞的體外培養(yǎng)，制造出完全適合于人體的器官，來替代人體“病?！钡钠鞴佟?003年4月14日，中美英日法德六國(guó)科學(xué)家宣布：人類基因組序列圖繪制成功?；蚴Щ钍侵咐靡欢ǖ募夹g(shù)來封閉某些基因的表達(dá)，以達(dá)到抑制有害基因表達(dá)的目的。一個(gè)大腸桿菌能夠產(chǎn)生20萬個(gè)人生長(zhǎng)激素分子，每升發(fā)酵液可提取人生長(zhǎng)激素2毫克以上，相當(dāng)于一個(gè)垂體的含量。這是腦部的垂體所分泌的一種激素。更神奇的是，有的單克隆抗體能與放射性同位素、毒素和化學(xué)藥品聯(lián)結(jié)在一起，準(zhǔn)確地找到癌變部位，殺死癌細(xì)胞，所以，有人將這種攜帶藥物的單克隆抗體稱為“生物導(dǎo)彈”、“腫瘤克星”。人體免疫系統(tǒng)擁有許多種B淋巴細(xì)胞，每種B淋巴細(xì)胞只能解除一種抗原的武裝?！　∫砸倚透窝椎念A(yù)防為例，乙型肝炎是世界上廣為流傳的傳染病之一，全世界乙型肝炎病毒攜帶者估計(jì)多達(dá)2億人，乙肝病毒攜帶者有可能轉(zhuǎn)變成慢性肝炎，發(fā)生肝癌的比例比一般人高50倍以上?！　。?）疾病預(yù)防　　利用疫苗對(duì)人體進(jìn)行主動(dòng)免疫是預(yù)防傳染性疾病的最有效手段之一?？茖W(xué)家已經(jīng)培育出多種轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，它們的乳腺能特異性地表達(dá)外源目的基因，因此從它們產(chǎn)的奶中能獲得所需的蛋白質(zhì)藥物，這種生產(chǎn)蛋白質(zhì)藥物的方式叫做乳腺生物反應(yīng)器。1993年，研究人員曾把從植物中產(chǎn)生的能抵抗害蟲的一種酶—?dú)ざ嗵敲傅幕蜣D(zhuǎn)入綿羊體內(nèi)，這種綿羊的皮膚內(nèi)便出現(xiàn)具有殺蟲性能的物質(zhì)，可以避免綠頭蒼蠅和虱子侵害。另外，轉(zhuǎn)生長(zhǎng)激素基因以提高生長(zhǎng)速度的研究已經(jīng)有不少報(bào)道。20世紀(jì)90年代初，我國(guó)的抗病毒轉(zhuǎn)基因煙草首次在田間大面積種植，1996年的種植面積達(dá)100萬公頃，1997年上升到160萬公頃，曾一度被譽(yù)為世界上最大的轉(zhuǎn)基因植物群落。由于植物體內(nèi)合成的乙烯能加速成熟，因此，美國(guó)科學(xué)家利用基因工程技術(shù)抑制乙烯合成酶的活性，降低了番茄在成熟過程中乙烯的合成量，延遲了果實(shí)的變軟，大大提高了番茄的保藏期。一是繁殖速度快，周期短。例如，由我國(guó)科學(xué)家袁隆平培育成功的雜交水稻使水稻的產(chǎn)量有了大幅度的提高，為解決我國(guó)和世界的糧食問題作出了巨大的貢獻(xiàn)。日本科學(xué)家培養(yǎng)出一種先進(jìn)的菌株，能將纖維素百分之百地轉(zhuǎn)化為葡萄糖，而2噸葡萄糖可以生產(chǎn)出1噸乙醇。二次采油常用的方法是強(qiáng)化注水以提高油層的壓力，此外，也利用微生物進(jìn)行二次采油。例如，化工塑料廢棄后很難降解，從而造成環(huán)境污染，有“白色污染”之稱。我國(guó)已建成多家甲殼素工廠，為甲殼素材料廣泛利用展現(xiàn)了良好的開發(fā)前景。人們通過電腦嚴(yán)密地控制著發(fā)酵罐內(nèi)的發(fā)酵過程，不斷加入水和營(yíng)養(yǎng)物（甲醇、甲烷、纖維素……），不時(shí)取出高濃度的發(fā)酵液，用快速干燥法制取成品——單細(xì)胞蛋白。例如，蛋白質(zhì)是構(gòu)成人體組織的主要材料。在20世紀(jì)80年代，日本的一家公司用現(xiàn)代的發(fā)酵工程取而代之。1983年“蛋白質(zhì)工程”這個(gè)名詞出現(xiàn)后，隨即被廣泛接受和采用。圖4312利用細(xì)胞融合培育雜交植物　　細(xì)胞工程突破了只有同種生物才能進(jìn)行雜交的限制，為改良生物品種或創(chuàng)造新品種開創(chuàng)了寬廣的前景。核移植的原理是基于動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核的全能性。何謂細(xì)胞工程？　　關(guān)于細(xì)胞工程的定義和范圍還沒有一個(gè)統(tǒng)