【课外读物类】跨世纪知识城——生物工程.pdf

跨世纪知识城
生物工程的世纪
历经亿年的进化、演变,当今地球上活动着约万种生命。人们虽
然每天一睁眼就能看得见许多“生命”在成长、发展,但是,生命的本质是
什么?生命的起源又是怎样的?这对于人们来说仍然是个谜。
究竟用什么手段才能揭开罩在“生命”头上这层神秘的面纱,最终揭示
生命的奥秘呢?人们寄希望于生物工程。生物工程被称为现代高科技领域中
改造生命和创造新生命的科学。它是直接或间接利用生物体的机能生产物质
的技术,是以基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程为主体的生物高技术,
已被当今世界作为科学技术活动和发展社会经济极为活跃和最有前途的高新
技术之一。它不是仅仅局限于实验室的科学。它要用一种崭新的工业体系来
模拟生命过程。
生物工程就是“生命的科学”,它直接地切入生命的奥秘之中,揭示着
许多本质性的生命规律。
生物工程是生物学和工程学完美结合的一种复杂工程,它将生物学、化
学、医药学、计算机科学、环境工程学等融为一体。它的发展将逐步解决粮
食紧缺、能源匮乏、疾病猖獗、环境污染等世界四大难题,极大程度地改变
世界,造福人类。
生物工程是本世纪的宠儿。但是,在中国的杜康和西方的巴科斯开始酿
造酒液的远古时代,酒的发酵过程可以说就是生物工程产生的摇篮。
年,抗生素(例如青霉素)被发现及随后的大规模生产,引起了发酵技术的
登峰造极,这一古老的技术奇迹般地挽救了成千上万人的生命。年代,基
因工程、细胞工程应运而生。基因重组技术的突破,给传统生物工业带来了
全新观点,揭开了生物工程的序幕,标志着人类已经从认识、利用生物的时
代,跨进了改造和创造生物的新时代。可以说,基因工程是生命科学过程中
的一次飞跃。科学家们预测,未来的世纪,更是一个以生命科学为基础的
生物工程的世纪。
随着生物工程的不断向前发展,一场人才竞争之战也已悄无声息地进行
着。科技的竞争最终是人才的竞争,网罗最优秀的人才已成为各国政府乃至
生物工程企业的紧迫任务。全美国有着一支万人的生物工程专业研究队
伍;日本从事生物技术的科研人员达万多人,约占日本科研人员的,
而且岁左右的年轻人是主力军;我国生物工程方面的研究已列入国家重点
攻关项目,并已从整体和细胞水平进入了亚细胞和分子水平,逐渐形成了分
子学、细胞生物学和神经生物学三大分支及相应的技术。我国在生物大分子
的结构、合成、功能研究中,不仅建设起了研究基地,还取得了多项具有的重大研究成果,并涌现出一批优秀人才。这些充分显示出我国
在生物大分子开拓性研究中,有自立于世界之林的能力。
探索生命的奥秘必定要与生物工程的进展同步。可以设想,未来谁能运
用生物计算机设计、组装生命,谁就将成为揭开生命奥秘的功臣。青少年朋
友们,努力学习、努力探索吧,也许这“幸运者”就在你们中间!
生命之光——基因工程
生命的奥秘
“龙生龙,凤生凤,老鼠生娃钻壁洞”,“种瓜得瓜,种豆得豆”,这
些都是遗传。
生物为什么会遗传?拿人来说,最初仅仅是父亲的一个精细胞和母亲的
一个卵细胞,结合在一起,一步一步就发育成了胚胎、婴孩,发育成了儿童、
成人。下一代和上一代之间的物质联系仅仅是两个细胞。那么一丁点儿的物
质联系就足以确定下一代是人而不是其他什么动物,足以确定下一代在外
貌、体质等方面酷肖父母。多少年来,人们一方面赞美大自然的神奇造化,
一方面苦苦思考:生物遗传的物质基础到底是什么?
进入世纪中叶,一批批科学家在遗传学领域里的辛勤耕耘有了收获,
这个问题的答案开始清晰起来,生物的遗传物质是。的正式名称叫脱
氧核糖核酸,它隐藏在染色体内。染色体是细胞核的主要成分(低等的原核
细胞例外),而则是染色体的核心部分,是染色体的灵魂。
直接控制着细胞内的蛋白质合成,细胞内的蛋白质合成与细胞的发
育、分裂息息相关。细胞如何发育、如何分裂决定着生物的形态、结构、习
性、寿命⋯⋯这些统称为遗传性状。就通过这样的途径来控制生物的遗
传。当然,这是简略的说法。
远在发现之前,一些生物学家推测生物细胞内应该存在着控制遗传
的微粒,并把它定名为基因。现在人们清楚了,基因确实存在着。一个基因
就是的一个片段,是的一个特定部分。一个基因往往控制着生物的
一个遗传性状。比如,头发是黄还是黑,眼睛是大还是小,等等。准确地说,
一个遗传性状可以由多个基因共同控制,一个基因可以与多个遗传性状有
关。
低等生物噬菌体的总共才有个基因,大肠杆菌大约有个基
因,而人体一个细胞的中有大约万个基因。
搞清楚的结构颇费周折。
是由种核苷酸联结而成的长链。这种核苷酸相互之间如何联结,
这条长链折叠成什么样的立体形状,这两个