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第6章 、采撷生物成果(2)

1992年,美国自然历史博物馆的昆虫研究小组,成功地抽取到了 3000万年前白蚁的遗传因子,而这只白蚁是在多米尼亚发现的一块琥珀中得到的。

那么,如何得到恐龙的DNA呢?科学家从古代蚊子身上找到了线索。他们想,蚊子是靠吸血而生的,在古代,它们会吸恐龙的血,如果找到古代的蚊子,就可以从蚊子血中找到恐龙的血。有了恐龙的血,就可以提取恐龙的遗传因子,从而复活恐龙了。

果真,人们找到了封闭有古代蚊子、蜘蛛、蝉和蟑螂等生物的琥珀。于是,为科幻电影的幻想打下了科学的基础。

当然,有了恐龙的DNA,要复活恐龙也不是轻而易举的。目前的科学技术还做不到。不过在电影中已经设想了复活的方法,即用超级电脑识别恐龙DNA中的遗传密码,再用先进的生物遗传工程技术来进行培育。

13.以毒攻毒、神机妙算

由一个细胞进行多次无性繁殖而形成的一系列细胞称为单克隆。如果那第一个细胞能产生某种抗体,那么这个单克隆就都能产生这种抗体,这就称为单克隆抗体。它能对癌”就地正法“,你想知道吗?

有些单克隆抗体能与放射性同位素、毒素和化学药品联结在一起,准确地找到癌变部位,将癌细胞”就地正法“.所以,有人将这种携带药物的单克隆抗体称为”生物导弹“、”肿瘤克星“.

通过培养癌细胞,生产出单克隆抗体来治癌,这可算是21世纪的一种”以毒攻毒“吧?

目前,世界上用来生产单克隆抗体的杂交瘤细胞系数以万计,每年要增加1万多个,生产的单克隆抗体有上千种。可以毫不夸张地说,单克隆抗体的生产已经是一门新兴工业,而单克隆抗体本身则是生物工程的一颗明珠。

14.匠心独运的”住宅楼“

人体的构成很像一栋住宅的建筑。一栋住宅有许多套单元,每个单元又包括几个房间,各个房间的用途虽则不同,但其基本构造相同,它们都由砖砌成墙,木料构成门窗,水泥构成地面等。你想参观这栋特殊的建筑吗?

人由1800万亿个细胞构成,好比建筑材料砖和木料。形态、功能相似的细胞和细胞间质组成组织,好比砖砌成一面墙或木料制成几个窗户。由多种组织构成的能行使一定功能的结构单位,叫做器官,如心、肺、脑、胃等。它们可比作一个一个的房间。能完成一种或几种生理功能而组成的多个器官的总和,叫做系统。如消化系统,呼吸系统,循环系统等。这可比作一个个单元。最后八大系统构成人的整体,就好比一整栋楼房了。

小档案细胞的繁殖活细胞也和生物体一样,经过生长、衰老、死亡几个阶段。细胞本身的繁殖是以细胞分裂方式进行的。单细胞生物通过细胞分裂产生新个体;多细胞生物能以细胞分裂的方式,不断产生新细胞,生物体可以正常生长发育。

15.非父母恩重父母

试管婴儿,仅仅是在试管里受精,受精卵培养几天后,再送进子宫里,在那里发育生长,最后分娩出世。

世界上第一例试管婴儿是如何降生的。

世界上第一个试管婴儿是在1978年7月26日出生的。

英国一位火车司机布朗十分喜欢孩子,他结婚后多年,妻子未能怀孕。于是,他找到从事试管婴儿研究的科学家爱德华兹教授。教授非常同情布朗夫妇。经医生检查,布朗夫人不能怀孩子是因为输卵管堵塞而失去生育能力。爱德华兹教授决定给布朗做试管受精。他取来布朗夫妇的精子和卵子,放在试管里让卵子受精。大家可不要认为在试管里受精是如此简单,这中间还要解决许多难题。经过精心设计而得到的受精卵,是布朗夫妇双方生命的延续,是一个小生命的开始。受精卵在试管中自然增殖分裂,到了第6天,已经形成一个多细胞胚。爱德华兹教授将这个多细胞胚送入布朗夫人的子宫中,它就着床在子宫内膜上,吸取营养,慢慢发育。十月怀胎后,终于在第二年生下一个活泼可爱的小女婴。这就是”世界上第一个试管婴儿“的降生过程。

16.死而复生不是梦

1911年,有人在西伯利亚永久性冻土带中,发现了一只几千年前的古象尸体。科学工作者从象的粘膜中刮下来一些东西,经过培养,发现里面有许多活的微生物。这些冰冻了几千年的微生物居然复活了。这是为什么?

20世纪70年代,有一批科学家在南极考察时,发现冰冻封存了50余年的微生物仍然具有生命力。

这些事实都说明生命是可以冰冻封存的。

受到这些事例的启发,加上联想到动物的冬眠,科学家认为,在温度缓慢降低的情况下,可以使生物在极低的温度中减慢甚至停止生理机能及新陈代谢。生命仿佛可以”冰结“一段时间。

为此,人们试着把一些小动物的体温在一段时间内缓慢地降到-30℃,过几天,甚至几个月,再缓缓地升温。结果,大部分小动物都复活了,生长发育也未受到影响。

于是,人们开始考虑,人类是不是也可以进行生命冰冻封存,从而延长生命呢?

在美国,有一些身患癌症等不治之症的人,自愿被冻在-196℃的液氮中,希望有朝一日医学的高度发展会帮助他们复活,并治好他们的病。这真是一个大胆的设想。

小档案关节为什么能够活动自如关节为什么能够活动自如,你知道吗?原来,在关节和关节之间有一层软骨,关节里面会分泌出一种起润滑作用的骨液,另外,关节的外面还有韧带,有了这些东西,关节就能够活动自如了。

17.生命中有生命

一切生物的生命活动都离不开酶,而所有生命的体内,不论是低等生物还是高等生物,都有成千上万的酶参加生物化学的反应。虽然酶这样普遍地存在,发现它却是很不容易的,你想知道酶是怎样发现的吗?

1750年,意大利生物学家列俄牟尔研究了鹰的消化过程。鹰是食肉性的猛禽,有十分尖利的爪和喙,但没有牙齿,吃肉时,只把猎物撕裂,连毛带骨吞入胃中。但毛和骨在胃中经过一段时间就被消化了,这是什么东西在起作用呢?列俄牟尔设计了一个实验,对鹰的消化过程进行观察。

列俄牟尔取一个金属管,金属管内放上碎肉,两端开口处用金属丝网封住,他让鹰吞下金属管,经过一些时间,再把金属管取出。结果,发现管内充满了澄澈的液体,而碎肉却不见了。

列俄牟尔这样解释这个现象:金属管阻止了胃对碎肉的直接研磨,只有胃液可以进入金属管中,所以是胃液消化了碎肉。因此,他认为胃液中一定存在一种能消化肉的物质,但还不知道这物质是什么?

1824年,科学家斯普劳斯尔证明胃液中有酸。11年之后,德国科学家施旺从胃液中提取到一种粉末,它对肉有特别强的消化作用,但肯定不是酸。施旺称它为胃蛋白酶。酶就这样被发现了。

小档案酶的特点及种类迄今已知的酶大约有 3000多种,不少已能人工合成,约200种已被制成了结晶。各种酶制剂广泛应用在医学、工农业上,为生产活动提供了方便。

18.细胞家族有长者

一般细胞都很微小,只有在显微镜下才能看清它们的面貌。但是,也有长达1米以上的细胞。你一定很好奇,很想知道吗?

神经解剖学家发现,在哺乳类动物的神经系统中,有些专管运动功能的神经元(也就是神经细胞),它的突起部分可以长达1米以上。它们的细胞体位于大脑皮层或脊髓灰质中,但它们的突起末端却可伸到很远的地方。位于大脑皮质的叫做锥体细胞,这种细胞有个很长的突起叫轴突。轴突是用来传递信息的通道,大脑下达的运动指令就是沿着这条线通过脑干到达脊髓。脊髓中接受大脑皮质下达指令的细胞叫脊髓前角运动神经元,它也有一个很长的轴突,这个轴突穿出锥管,沿着脊神经直达所支配的肌肉,将大脑的运动指令转变成肌肉运动的信号,肌肉就按大脑的意图运动。

细胞的结构与功能相一致。大脑皮质到脊髓、脊髓到肌肉的距离都很长,建立距离这么远的两部分之间联系的神经细胞必然有特定的结构,因而具有那样长的突起。而且,动物的个体越大,它的运动神经元也就越长。

小档案人类的细胞人类的血细胞包括红细胞、白细胞和血小板三种。白细胞好像勇敢的”联合战斗部队“,它包括了五个”兵种“:嗜中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、淋巴细胞和单核细胞。

19.男女也有假

有这样一些特殊女子:她们出生时被当成正常女婴,幼年发育也大体正常,像女孩。但到青春发育期,月经迟迟不来,形体出现异常。这样的女子没有生儿育女的能力,是个假女人。无独有偶,也有假男人,这是为什么?

在显微镜下通过染色体的检查,证明这是一种染色体遗传病。患者比正常女人(XX)缺了一条X染色体,X染色体只有一条,成单存在,所以称X单体综合症。

还有这样一些特殊男子:他们出生时被当成正常男婴,幼年生长发育也大体正常,像男孩。但到青春发育期,却呈现女人的一些特征,如身材苗条,肌肤细嫩,体力较差;不长胡须,没有腋毛,喉结不明显,说话音调高;睾丸小,不产生精子,没有生儿育女能力,所以称假男人。

经染色体检查发现,患者比正常男人(XY)多了一条X染色体,成为XXY,所以称XXY综合症。也叫先天性睾丸退化症。

无论是假女人还是假男人,他们都是由于性染色体出了毛病,这是一种遗传病,目前难得有特效的药物治疗。这类病人都是近亲结婚造成的,因此,只有避免近亲结婚,才能防止这类疾病发生。

20.无脑也能学习

每当我们的学习成绩不佳时,常常会听到来自长辈的指责:你怎么不多动动脑筋呢?不错,我们日常学习主要靠的是大脑的积极活动。但是,学习并非都要有脑子,无头动物也能学习,这是为什么?

有人用无头的蝗虫做过一个有名的实验--无头蝗的肢体位置学习实验,证明了切去头部的蝗虫,肢体并没有死,而且经过训练还能学会新的技能。

实验是这样进行的:取两只蝗虫,切去它们的头,在它们的腿上安装刺激电极。将其中的一只做实验对象,另一只做对照。如果实验目的是要动物学会抬腿,那么每当实验动物的腿放下时就及时给以电刺激,以示惩罚,直到它的腿抬起为止。在每次电击实验对象的同时,对照动物也同时被电击,但不管它的腿是否抬起。过一会若实验动物的腿又放下了,于是又再度受到电击,这样训练几十分钟,无头蝗就能明白实验是要它抬腿的,于是它就把腿抬高不放下了。这个实验效果只发生在实验对象动物的肢体上,作为对照的动物是学不会的。

小档案人靠大脑左半球说话人是靠大脑左半球说话的。这是100多年前,法国神经科医生布朗克发现的。为了纪念他的功绩,这部分脑区被命名为”布朗克区“.

21.石缝中崩出个”孙悟空“

”克隆“是英文”clone“的译音,它的意思是指采用无性繁殖的方法,直接利用体细胞复制出基因完全相同的下一代。拿克隆绵羊来说,有许多特别的地方,你想知道吗?

1995年,英国爱丁堡罗斯林研究所两位生物学家,采用克隆技术,复制出了世界第一只母羊,并用一位歌唱家的名字命名它为”多利“.

无性繁殖就是不通过雄性细胞和雌性细胞相结合,使雌性细胞受精后,产生出下一代。这种繁殖下一代的方式在植物中早有先例。比如春天把柳枝插在地上,它也会生根发芽,长出一棵新柳树来。这种繁殖方法就有点像《西游记》小说中孙悟空拔出毫毛来变小猴子的情景。

科学家也曾经采用无性繁殖的方法来产生动物新一代。但是,只在低等动物身上成功过。像绵羊和猴子这一类高等动物,过去没有成功的先例。而这次克隆绵羊的成功,可以说是将神话中的幻想变成了现实。

多利是这样诞生的:先把一只6岁苏格兰黑脸母绵羊成熟卵取出,除去核,留下细胞中的营养物质,作为母本。然后,再从一只白种母绵羊的乳房上,取下一个细胞,取出核,植入上面的卵细胞母本中。这样,这个卵就类似一个受精卵。最后,将这只卵发育成胚胎,植入另一只黑脸母羊的子宫里,发育成新一代绵羊,这就是克隆出来的多利。

看起来,多利的出生,得利于3个”母亲“.但是,它只有一个真正的”母亲“,就是那个提供乳房细胞核的白种绵羊,因为遗传基因是存在它的体细胞核内。而其他两位”母亲“的基因与多利毫无血缘关系。也就是说,多利是白种绵羊用体细胞复制出来的。

22.生命诚可贵,换头价更高

在科幻小说中我们看到过”换头术“,一个教授换了别人的头,这人还会说话,好新鲜、好刺激,这是否是真的?

说到换头,先来说说人体构造。俄国著名生理学家巴甫洛夫曾经说过,”人乃是一部机器“,因此,人体器官就是机器上的”零件“.机器零件坏了,可以换。人体”零件“坏了,能不能换呢?

其实,人类早就掌握了某些器官的更换技术,比如我国宋代时就有了假牙。1888年,法国就出现了假肢。1905年,奥地利医生成功地为病人移植了眼睛角膜。现在,经过医学家的努力,几乎大部分人体器官都得以移植,如骨头、皮肤、肠子、气管、心脏、肾脏、睾丸等等。而且移植的成功率越来越高,成活时间也越来越长。

但是,对于换头,则至今还是科学幻想,要实现困难重重。原因是,头是人类最复杂的器官,移植难度极大。另外,换头还会带来社会问题,换了头的人,他的思想还会是他自己的吗!

然而,仍有人在做换头的试验。1969年,一位医生在莫斯科进行了换狗头的手术,将一只狗头接到另一只狗颈旁,结果这只双头狗活了22天。美国一位博士提出了移植人头的方案,引起了异议。虽然他的方案未付诸实施,但是他却成功地移植了猴头。

后来,国外不断报导有换头消息,但科学家认为这些消息不可靠。我国一些脑科专家认为,就目前的科学水平,还不能成功地解决人类的”换头“问题,还有的专家认为,”换头“是不可能的事,因为神经纤维生长极慢,神经对位极端困难等等。

23.杀手一出,害虫难敌

使用农药防治虫害,常常会增加害虫的抗药性,最后失去药效;而且会污染环境。遗传学家根据遗传原理,正在研究用使害虫不会生育的方法来彻底消灭害虫即用基因方法防治害虫,你想知道是怎么回事吗?

这种方法叫辐射绝育法,就是用各种射线(如X射线、紫外线)照射害虫的卵或蛹,使生殖细胞的染色体或基因发生变化,从而使孵化出的雄虫没有生育能力(雄性不育),雌虫不会产卵(雌性不育),但并不影响它们交尾。

在实验室培养出大量的这种无生育能力的雄虫和雌虫后,放到有虫害的地区去。由于这种无生育能力的雌虫与野外的正常雄虫交尾后不产卵,或这种无生育能力的雄虫与野外的正常雌虫交尾后产的卵不孵化,这样虫害就会大大减轻,甚至可使害虫绝迹。这种方法已用来防治粘虫、松毛虫等的危害,效果良好。