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第一个哥们好厉害！应该不会是抄的吧
毫无疑问，生命科学与化学有着密不可分的联系，我甚至认为生命科学就是用化学来解释生命。然而，仅仅知道一种物质的化学成分是远远不够的，结构才是其功能的基础。我们知道，构成元素相同的物质，由于结构不同，可能在功能上就相去甚远：左、右旋光物质的不同生理作用就是一个很好的例子。但是，我们不能孤立地来阐述生命科学与结构化学的关系，也就是说不能把生命科学看成一块，再把结构化学看成另一块，然后再说明他们间千丝万缕的联系；我认为，结构化学与生命科学是揉合在一起的，很多结构化学家在生命科学领域就有不凡的建树。鲍林就是以化学向生物学渗透的先驱者，他不仅进行了大分子研究，还对镰刀形细胞贫血分子病和大脑化学进行了大量的研究。然而我认为，最能体现结构化学与生命科学揉合一体的历史故事，就是鲍林与沃森和克里克关于DNA结构之争。在这个过程中，我们无法定义他们到底是化学家还是生物学家。而且，结构化学的知识不仅为他们建立模型提供了理论支持，而且在帮助他们判别真理与谬误、为他们的结论提供事实支持等方面起到了至关重要的作用。从这个故事中我们不仅可以看出，解决DNA结构这个世界性的生命科学课题，是许多化学家、物理学家、晶体学家、生化学家共同努力的结果，而且能受到许多在科学研究上的启发。在多学科交叉渗透的今天，我们更不能仅仅只重视专业课的学习，必须同时汲取其他学科的知识，为将来的研究打下基础。在一九二四年以前，没有一个人真正懂得DNA的重要性。但就在那一年，科学家罗伯特·福尔根发现了一种方法能将DNA染成淡紫色。在这种方法的帮助下，科学家们发现DNA仅存在于细胞核中。到了一九三一年，科学家乔基姆·哈默林用实验证明了植物长成什么样子完全取决于细胞核。随后的一切实验事实都表明，发出遗传信息的正是细胞核里的DNA。于是，在美洲和欧、亚、非三洲各试验室里的人们都开始研究这个问题。在美国，著名的化学家莱纳斯·鲍林开始了对DNA的研究。在剑桥大学的卡文迪斯实验室里，英国人弗朗西斯·克里克和美国人詹姆斯·沃森也着手进行对奇异的DNA结构的探索。这是一场用结构化学来解释生命科学的竞赛，也是“一个远方传奇大力士被两个无名小卒砍倒的故事”。虽然我们已经知道了这场竞赛的结果，但我认为，这一探索的过程更让人留下深刻的印象。我将双方的研究进行了一些对比，确实从中学到了一些东西，希望和大家一起探讨。一、双方的开端：当时的鲍林已经是化学界的“权威”，他致力于蛋白质的研究。1951年夏天，鲍林开始深入研究有关DNA的材料，并常常找人讨论。他认为，与蛋白质相比，弄清DNA的结构不会很难，“这算不上一个最为紧迫的问题”。DNA在重量上是染色体的一种重要成分，但蛋白质也一样。大多数学者认为，蛋白质部分最有可能包含着遗传的信息。相对而言，DNA似乎就比较简单了，它很可能只是一种结构性的成分，只是用来帮助染色体折叠和打开的。鲍林就这样认为。在1952年初，几乎所有重要的遗传学学者都持这一种观点。我们可以看看后来鲍林自己的话：“我以前就知道DNA是一种遗传物质的论点，然而我没有接受这一论点。你们知道，那时我正热衷于蛋白质的研究，我认为蛋白质最有可能是遗传物质，不可能是核酸 当然，核酸也有作用。在我著述的有关核酸的文字材料中，我总会提到核蛋白的概念。当时，我考虑得更多的是蛋白质，而不是核酸。”虽然如此，鲍林还是着手研究DNA的结构。此时，他需要清晰的DNA X光照片，他曾先后写信给相片持有者物理学家威尔金斯（英国）及其上司，但均遭拒绝。1951年11月，《美国化学学会学报》上刊登了一篇论述DNA结构的文章。鲍林据其深厚的结构化学基础，一下子就看出这篇文章的结果是错的；同时，此事刺激了他开始思考DNA是如何构筑起来的问题。鲍林设想，如果碱基朝外，那么螺旋的内核就应当是由磷酸堆积起来的。磷酸聚集在中间，碱基朝外，这与X射线的资料是“吻合”的。在鲍林的头脑中，DNA结构的问题就已经转化为如何将磷酸堆积在一起的问题了。我们现在知道，鲍林的这一开端是错的，并最终使他败给了沃森和克里克。另外还必须一提的是，鲍林对DNA研究总是被各种事务打断，使他曾多次中断自己的思路。是否是因为鲍林没能看到威尔金斯的相片而导致他的失败呢？暂且不回答这个问题，我们先来看看沃森和克里克是如何开始的。在战争期间，克里克原来是从事武器方面研究的。后来他决定研究生物。于是他到剑桥大学学习分子学。至于沃森，他本来就一直在研究DNA。他到剑桥大学是为了对此作进一步的研究。他们都是热心探索的人。“沃·克组合”相对于鲍林的地位可以说是“一个在天，一个在地”，他们并没有引起人们多大的重视，也没有引起鲍林的注意。他们就凭着一股劲和对目标的执着追求开始了他们的研究。还必须提到的是另外两位对他们的成功起着至关重要的作用的人：一位是上文提到的物理学家威尔金斯，另一位是青年女晶体学家罗莎琳德·富兰克林。他们拍出了非常漂亮的DNA X光照片，不仅启发了沃森和克里克，而且为他们的发现提供了佐证。鲍林颇为自信，感到自己有能力解开DNA之谜。唯一的问题是，会不会有人抢先取得胜果，但是，他不会把这一点真正放在心上。他认为威尔金斯和富兰克林两人(更不用说沃森和克里克了)，没有谁有足够的化学基础对鲍林产生严重的威胁。二、对对手的不同看法：鲍林是自负的，他不相信有人能够在他之前发现DNA的结构，特别是他认为没有人有他那样深厚的化学功底。他“知道”， 沃森是一个好学生，但因成绩还不够突出，因而他到加州理工学院当研究生的申请未被批准。克里克已经三十五六岁了，还在读研究生，年龄是大了一些。况且，卡迪文斯实验室的科学家们至今尚未在任何竞赛中打败过鲍林。甚至有人认为，沃森和克里克看上去就像是一对“杂耍演员”。而沃森和克里克则不同。对于年方19的沃森来说，鲍林是一位值得仿效的榜样。在卢瓦蒙会议上，沃森就是围聚在鲍林身边的人之一，他十分用心地听了鲍林的讲话。克里克开始并不是鲍林的崇拜者，他是鲍林的竞争对手，因为鲍林曾用阿尔法螺旋表明他们的一篇关于蛋白质结构的论文漏洞百出，让克里克承受了由此而来的屈辱。从此，克里克借鉴了鲍林的研究方法。说实话，他们对鲍林这位怪杰都极为佩服。更重要的是，他们两人都互相倾慕，他们可谓是天生一对。相对于鲍林来说，沃森和克里克谦逊多了。三、研究方法及进程：鲍林首先想到DNA的结构可能是螺旋型，因为其他构型与他所看到和掌握的照片资料不相符合。但他认为，DNA是由三条链互相缠绕在一起，磷酸处于中央的位置。之后，他的工作重点就聚焦于找出磷酸分子在中央合理的排列方法。虽然他知道自己提出的构型不能完美地符合实验测算得出的数据和X光衍射照片，但他认为这些都只是细枝末节的东西，就像他发现蛋白质阿尔法螺旋一样 开始的时候也有难以解释的数据，他大胆地将之忽略，而其后的事实证明了他这种策略是明智的。另外，鲍林有些急于求成，他希望能够尽快地发表相关文章，抢在其他科学家之前，宣布自己再次成功地解决了又一世界性的难题。于是，他很快地发表了他“发现”的DNA结构。鲍林将自己的论文也寄给了沃森和克里克。他们两人虚惊了一场，因为他们发现，鲍林设想的这种构型是他们最初设想的结果，当时他们将这一结果给晶体学家富兰克林看的时候，被她以充足的论据否认，因为水容量问题与这种构型严重不符。也正是因为这次错误，他们两人被认为不适合研究DNA构型问题，被拆散到不同的课题组，从事别的研究。但沃森和克里克并没有就此放弃，他们仍然私下坚持不懈地进行研究和探索。他们在研究方法上一直就有共识：与其推导出复杂的数学模型，直接而又明确地解释X光的衍射结果，还不如借助化学常识构筑结构的一个模型。正如沃森所说，他们决定“仿效鲍林，并在他本人发起的这场竞赛中将他击败”。富兰克林的批评已经促使他们将磷酸放到了分子的外侧；又受到奥地利生物化学家切加夫的启示，得知内侧各对碱基之间存在着一一对应的关系。他们开始设想，在螺旋中，嘌呤和嘧啶以某种方式挨次排列在分子中心下部。之后，他们看到了富兰克林最新的DNA照片，不仅使他们确认了DNA是一种螺旋，而且他们得到了几个主要参数。由此，他们开始着手制造模型，通过不懈的努力，最终获得了成功。可以看出，不论是成功者还是失败者，他们都用了一种结构化学中重要的研究方法 建模。同时，沃森和克里克不仅受到了多学科领域的科学家的启示和帮助，而且他们自己都承认，他们的研究方法来源于伟大的化学家 鲍林。由此可见，生命科学是集多学科，特别是化学的大成所在，他与化学，乃至物理、数学的揉合可见一斑。为什么鲍林会失败？鲍林有着深厚的化学知识作为自己研究的基础。照常理而言，成功的应该是他，但他为什么输给了沃森和克里克呢？鲍林输在浮躁和自负上。他急于求成，因为DNA是当时最大的课题，他要去抢占这一高地。他没有把研究的准备工作做好就想碰碰自己的运气了。同时，他顺利解决阿尔法螺旋给他套上了成功的光环，他的确是世界上解决巨分子结构的最佳人选，但他也从此染上了自负的恶习，他以为自己不再需要做别人需要做的那些研究的准备工作了。他过于相信自己的直觉和运气，结果输掉了这场大比拼。沃森和克里克为什么会成功？其实这个问题的答案从前面的叙述中都可以看出，但我觉得最重要的一点是不懈的思索与踏实的努力。克里克不就是在因头疼而不得不休息，却又忍不住开始计算时找到了有关DNA结构的答案吗？他们虽然被拆散到两个不同的研究小组，但仍然踏实地合作与工作，正是这样，幸运之神才降临在他们的头上。另外还有一点，就是他们没有放过看似微不足道的东西。奥地利生物化学家切加夫将碱基一一对应的关系同样告诉了鲍林，但却没有得到鲍林的重视，而沃森和克里克并没有放过这一点，而最终获得启发，找到了DNA的正确结构。结构化学与生命科学的揉合已无需多说，我相信这种相互融合在将来会愈演愈烈。最后我想总结的是有关鲍林的研究方法，毕竟沃森与克里克的成功也来源于此，相信它对所有的科研者都会有所帮助：鲍林的研究方法实验研究和理论探讨相结合鲍林比一般的化学研究生掌握了更多的数学和物理学知识。他一方面是重视实验，强调经验知识；另一方面又深信化学结构问题可以通过应用现代物理学的理论来解决。他常采用半经验的方法：既有根据物理学基本原理进行的演绎推导或论证，又有对实验资料的归纳，二者互相补充。 量子力学与化学经验相结合鲍林在总结过去对离子半径的研究时曾指出：“应用量子力学可以近似计算……但是，这种理论计算是十分复杂的，需要很大的工作量；因此，从化学方面考虑，最好有一套经验或半经验的离子半径数据……”他的主要做法是：不断提出新的概念，利用它来概括实验资料和总结化学结构规律。发展简单的理论。努力把量子力学的研究成果转译成化学家的习用语言。采用移植方法 开拓边缘学科鲍林不断把结构化学的理论和实验方法移植到生物学、医学以及核物理的研究中去。他按照自己的专长不断地把新的理论原理和新的实验方法移植于另一领域，解决新的研究课题，努力开拓新的边缘学科地带。这是他五十多年来研究成果绵绵不断的重要原因。直觉和模型方法在鲍林的研究工作中，直觉的运用占有非常突出的地位。无论是鲍林本人还是别人对他的评述都常常提到直觉。综合起来大致有以下表现：是与数学计算不同的一种寻求答案的方式。一种好奇心，它引起鲍林对某个科学课题的注意，并直接领悟到有可能用经验的方式来解答它。和想象一样，“不能归结为仅仅采用通常的逻辑规则和过程”，它和某种“深邃的洞察力”有关。鲍林对一个晶体的结构的确定，分为两步：一是推测，二是证实。这种“推测”，或者是鲍林本人自称的“随机方法”也在直觉之列。“借助于对化学事实的非凡记忆”，是“经过实践”养成的。从整体看待世界 从实践对待科学鲍林作为一位自然科学家，物质世界的统一性对于他来说似乎是不言而喻的。鲍林重视理论思维，并不完全同意实证主义的见解。他强调自己“是纯粹从实践的方面对待科学；可以说是实用地对待科学。”贯穿鲍林研究方法中的极其宝贵的思想正是这种“从实践的方面对待科学”的态度。
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生命科学史的教育价值摘要：生命科学史揭示了人们思考和解决生物学问题的思想历程，展示了生命科学各个学科形成的历史以及各个学科之间的联系，揭示了自然科学的本质，揭示了每一个知识点的产生过程就是一个探究的过程，展示了在探究知识的过程中科学家之间的合作以及科学家所持观点之间的碰撞和论争，展示了成功的实验与选择合适的实验对象之间密切相关，呈现了科学家的科学态度、科学精神和科学世界观。生命科学史对于培养学生的生物学素养乃至科学素养具有积极的意义，在探究性学习中将发挥重要的作用。关键词：生命科学史；教育价值；生物学素养；探究性学习中图分类号：G427 文献标识码：A作者简介：王永胜（1961—），内蒙古人，东北师范大学教授，硕士生导师，在读博士生，主要研究课程与教学论、生物学课程与教学论；杨瑞林（1969—），山西太谷人，山西师范大学讲师，东北师范大学硕士生，生物学课程与教学论专业。最近几年来，有关生命科学史的译本以及著作开始出现。有的师范院校已将生命科学史纳入课程计划并开始实施，一些中学生物教师也开始认识到生命科学史在中学生物教学中的作用（展示知识发生过程，展现科学精神,展示科学研究方法），并且提出具体做法（创设情境，引入课题；介绍方法，启迪思维；突破教学难点）。[1]然而，生命科学史中蕴涵的教育价值远不止这些。新一轮基础教育课程确立了“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三位一体的课程目标，生命科学史中蕴涵的教育价值对于实现这样的课程目标具有积极的意义，对于教师教育也具有积极的意义，本文的目的就在于进一步挖掘生命科学史的教育价值。一、生命科学史揭示了人们思考和解决生物学问题的思想历程生命科学史是一部思想史，它揭示了人们思考和解决生物学问题的思想历程。这些思想是受当时的文化背景和科学技术水平制约的，生物学新知识的产生，都需要首先从思想方法上有所突破。“物种是演变的”思想的确立就是对“物种是不变的”思想的突破。[2](475—549)，[3](236—267)人类对生命个体发育的探究历程也体现了思想方法上的突破。[2](253—297)，[3](125—152)，[4](37—56，134—148)这些事实反映了思想氛围影响着人们对事物的认识，如果当时的思想氛围是不科学的，就会导致人们对事物的错误认识。反过来，人们通过对事物的科学探究，获得对事物的正确认识，又会改变人的思想，进而改变思想氛围，使人们对事物的认识产生一次飞跃。生命科学史展示了科学家所处的时代背景，记录着科学家的思想以及思想转变，而科学家的思想以及思想转变与他们从事的科学探究是密切相关的。这对学习者形成正确的思想具有积极的教育意义。二、生命科学史展示了生命科学各个学科形成的历史生命科学史展示了生命科学各个学科形成的历史，它能够从整体上告诉我们各个学科是在解决什么问题的过程中发展起来的，还能告诉我们各个学科之间的联系。这有助于研究者发现尚未解决的问题和需要进一步解决的问题，有助于学习者建立知识点之间的联系，建构完整的知识结构。遗传学的建立和发展经历了细胞遗传学、群体遗传学、微生物遗传学和分子遗传学等阶段的发展。[2](565—655)，[3](280—335)，[4](149—168，213—259)如果孟德尔不运用数学知识对数据进行统计分析，就不能发现遗传规律；如果没有细胞学的发展，萨顿和鲍维里就不能认识到遗传因子与染色体之间的联系；如果塔特姆不精通微生物知识，基因与酶之间的关系就不能建立起来。总之，如果不依靠各方面的知识，就不可能打开解决问题的思路。遗传学是在解决遗传的规律是什么、遗传物质是什么、遗传物质具有什么结构、遗传物质如何复制和如何控制多肽链的生成等一系列问题的过程中发展起来的，环环相扣，知识体系相当清楚。如果我们在学习中能够循着这样的线索展开，了解这一系列问题的解决过程，那么这一部分的知识结构就建构起来了，而且还可能联系到新的问题上去。三、生命科学史揭示了自然科学的本质生命科学史揭示了自然科学的本质。自然科学从本质上表现出以下特征：定量化、观察、实验、科学过程、在自我更正中完善和积累。[5]定量化的特点是将生命科学和数学结合在一起。孟德尔就是运用数学统计方法对实验数据进行统计分析，才发现分离和自由组合规律的；如果没有群体遗传学家对群体进行研究，建立数学模型，那么自然选择学说的机制也许就不会被揭示。只有对不同环境下获得的大范围的样品进行遗传方差的统计分析，才能将遗传引起的变异与环境引起的变异区分开。[4](160)精确的定量化使生命科学成为人们公认的真正意义上的科学。观察与实验是生命科学的基石。通过实验来研究事物，特别是通过精确的对照实验来研究问题是自然科学的又一突出特征。在自然科学领域，实验是向自然界提出真正的、必须解决的问题，并且寻找答案的方法。实验方法首先在生理学领域得到运用。19世纪70、80年代，萨克斯（1832—1897）领导的植物学派，对于生物学中实验方法的运用起了特别重要的作用。[4](94)19世纪80年代，鲁（1850—1924）将实验方法引入原先注重描述性工作的胚胎学领域。[2](291),[3](149-153),[4](41)通过胚胎学，实验方法又扩展到细胞学和遗传学，最后又扩展到进化论的研究中。到了20世纪30年代，大多数生物学领域，除了古生物学和系统分类学，都采用了实验分析和物理、化学方法而取得新进展。生命科学史显示了产生每个知识点的科学过程。例如，20世纪初，萨顿和鲍维里在孟德尔遗传学以及19世纪末在染色体的变化、体细胞与生殖细胞的分裂等方面的成果上，提出了染色体学说，即（孟德尔所说的）遗传因子可能就在染色体上。但是当时拿不出证据证明他们的观点。直到1910年，摩尔根通过一系列实验发现，控制果蝇眼色的基因位于性染色体上，才证明了萨顿、鲍维里的假说。从“基因位于染色体上”这一知识点的形成过程，可以看到科学过程的步骤。生命科学也是在自我更正的过程中积累和进步的。达尔文建立了以自然选择为核心的进化论，可人们在承认生物进化论的同时，却不愿意接受达尔文对进化原因进行臆想的方法，不满意达尔文对进化机制的解释。德弗里斯将实验方法引入对进化论的研究中，提出了“突变学说”，以此来解释达尔文的自然选择学说。在20世纪的头十年，得到生物学界的广泛接受。然而，1910年，果蝇遗传学的发展表明，果蝇群体中不断发生着突变，却没有产生物种的变化。1912～1915年细胞学的精确研究，沉重地打击了德弗里斯的学说，他所认为的大规模突变产生的性状实际上是已有性状的复杂重组。[4](26-32)细胞遗传学，尤其是群体遗传学的建立，才阐明了自然选择的机制。40年代，在达尔文进化论的基础上，提出了综合进化论。在综合进化论盛行了多年之后，1968年，木村资生提出了“分子进化的中性学说”。1972年，埃尔德雷奇和SJ古尔德提出了间断平衡论，引起了科学界的重视和研究。进化理论还在发展之中。从进化论的发展可以看出，生命科学知识是在科学家对前人的结论不断质疑、不断证实的基础上进行自我更正的过程中积累起来的。了解生命科学史，对培养研究者和学习者的批判性思维是有积极意义的，同时也能加深学习者正确认识绝对真理和相对真理的关系，从事实中提高哲学素养。四、生命科学史是前人探究生物学知识的科学过程史每一个知识点的产生过程，就是一个探究的过程。生命科学史就是前人探究生物学知识的科学过程史。这一点已有论述（王荐，2002），这里不再赘述。总之，生命科学史中蕴涵了知识与过程的统一。（过程中包含着思维方式，如好奇心、求知欲、质疑、推理等；过程中包含着研究方法。）创造科学知识的科学家，哪一个不具备广博的知识呢？DNA双螺旋结构模型的建立，汇集了许多不同学科背景科学家的智慧，显示出知识是非常重要的，仅有沃森和克里克的知识也是办不到的。知识和过程是自然科学的两个维度，二者是统一的，不能割裂开来。没有知识基础怎么创新呢？值得注意的是，新课程改革以来，已经指出了重结论轻过程的弊端，并且提出“新课程把过程方法本身作为课程目标的重要组成部分，从而从课程目标的高度突出了过程方法的地位”。[6](116-118)然而如果把“突出了过程方法的地位”理解为重过程而轻结论，也是极端错误的，因为过程与结论不是对立的。在生物教学中二者必须兼顾并且统一起来。学习生命科学史是能够把结论和过程方法兼顾统一起来的有效途径之一，这样做不仅有助于了解每个知识点的来龙去脉，而且从其中的一些典型事件中可以学习到前人的科学探究方法。五、生命科学史展示了人们的合作过程生命科学史展示了在探究知识的过程中，有相同研究方向的人们之间和有不同研究方向的人们之间的合作。DNA双螺旋结构的问世充分说明了这一点。这个事实表明从事不同学科研究的人，掌握的知识和技术是不同的，而且不同学科背景的人带来了不同的思维方式（尤其是玻尔、德尔布吕克和薛定谔的思想为遗传学研究注入了新的活力，他们的思想极大地影响了沃森和克里克），他们的合作为解决问题提供了不同的思路，他们在解决问题中相互启发，相互补充，相互促进，同时共享了研究成果。不同的教师也存在知识体系和经验的不同。尤其在知识爆炸的时代，知识更新的速度很快，老中青各层次的教师的知识结构差别会更大，而教师之间的合作可以弥补这种差别。因此，在生物学教学过程中，生物学教师要与同行合作，也要与其他学科的教师合作。这也启发学生必须重视每一科的学习，只有这样才能为终身学习、生活和工作奠定良好的基础。六、生命科学史展示了各种观点的碰撞和论争过程生命科学史展示了在探究知识的过程中科学家所持观点之间的碰撞和论争，在碰撞与论争中，知识得到不断的澄清。达尔文的自然选择学说发表不久，有人提出了“自然选择作用于哪一种变异”的问题，成为当时争论的焦点。达尔文认为选择主要作用于连续的变异类型上。早期的生物统计学家高尔顿（1822—1911）、皮尔逊（1857—1936），与达尔文的判断一致。到了19世纪末，贝特森用事实证明了环境虽呈现连续的变化，而生物的变异却是不连续的，这种不连续性受遗传的控制，而不受环境控制。1904年，在英国科学促进协会的会议上，贝特森与韦尔登进行了最后的争论，贝特森取得了胜利。[3](302-304),[4](66-67)针对由什么物质引起发酵的问题，李比希和巴斯德展开了争论。巴斯德提出酿酒中发酵是由于酵母细胞的存在，没有活细胞的存在，糖类是不可能变成酒清的；[2](338)李比希坚持认为引起发酵的是酵母细胞中的某些物质，这些物质只有在酵母细胞死亡并且裂解之后才能发挥作用。1897年毕希纳用实验证明了李比希认为引起发酵的是酵母细胞中的某些物质的观点是对的，[4](182-183)即使是伟大的巴斯德也有发生错误的时候。这些事实给予我们启示：在教学，尤其在生物学探究教学中，生生之间、师生之间和教师之间发生争论是正常的交流。新课程教学提倡这种交流，允许发表各自的观点，即便有错误也是正常的，关键是拿出证据去证实。七、生命科学史展示了成功的实验与选择合适的实验对象是分不开的孟德尔选择了豌豆；摩尔根选择了果蝇；细胞学说的创始人施旺选用具有相似于植物细胞壁的动物脊索细胞和软骨细胞；[3](160)贝尔登和鲍维里在研究细胞分裂时，选择了马蛔虫细胞；[3](168-170)沃尔弗（1733—1794）采用植物组织做研究材料研究生物的生长发育，由植物向动物推广；[2](278-283)比德尔和塔特姆最终选择了红色面包霉做生化遗传学研究的材料；[4](231)德尔布吕克、卢利亚和赫尔希组成著名的“噬菌体小组”，最终选择了病毒作为研究对象；[4](234-236)瓦尔堡选择了正在进行细胞分裂的海胆卵进行呼吸速度的研究；[4](148)悉尼·布雷内、罗伯特·霍维茨和约翰·苏尔斯顿（这三人是2002年诺贝尔生理医学奖获得者）最终选择了线虫来探索“程序性细胞死亡”的奥秘；科学家选择了拟南芥作为植物遗传研究的模式植物。由以上事例说明了选择合适的研究对象对解决问题非常关键。这些事实给予我们的启示是：基础教育阶段生物新课程中的探究教学，也涉及选择探究对象的问题，要解决好探究问题，必须先选择好探究对象；培养师资的师范院校开设的生物实验课，实验内容都是计划好的，实验对象也是预先规定好的，只要照着做就可以，这是标准式的“食谱式”的实验，做实验仅仅是为了验证已被肯定了的现象或者是学习一种标准的实验程序。在这种模式下，学生对“实验”会有兴趣呢？培养的师资能够适应新课程的教学吗？关注科学家筛选研究对象的做法，对于师资培养和进行生物学探究教学应该是有帮助的。八、生命科学史呈现着科学家的科学态度、科学精神和科学世界观科学态度就是实事求是；科学精神就是敢于怀疑、敢于求真、敢于创新；科学世界观就是要认识到世界是可知的，同时还要关注科技发展对社会的影响，养成负责任的态度。巴斯德（1822—1895）和伯格（1926—，DNA序列专家，1980年诺贝尔化学奖得主）[7](21-23)的事迹充分体现了科学家的科学素养。20世纪的许多重大事件，证明了科技对社会具有两面性的作用越来越明显，生命科学的研究成果，可以造福人类，也可以制造生物武器给人类带来灾难。实际上，在日常生活中也是一样，我们每做一件事，不光要想到给自己带来的好处，还要想到会给他人和社会带来什么不便，甚至灾难。只有依靠科学的世界观，才能对事物作出判断并采取适当的个人行为。生命科学史中记载着科学家的生平事迹，从中挖掘科学家的科学态度、科学精神和科学世界观，把它们渗透到生物学教学中，对于培养学生的生物学素养乃至科学素养和人文素养都具有积极的教育意义。重视生命科学史的教育价值是时代的呼唤。2001年颁布的《全日制义务教育生物课程标准（实验稿）》提出“提高学生的科学素养”的理念。《普通高中生物课程标准（实验）》（简称《标准》）在课程目标中也明确提出，“获得生物学基础事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识，知道生物科学和技术的主要发展方向和成就，知道生物科学发展史上的重要事件”。[8](7)在实施建议的教学建议一栏中，第七个专题“注重生物科学史的学习”中举实例专门强调了“科学是一个发展的过程。学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路，理解科学的本质和科学研究的方法，学习科学家献身科学的精神。这对提高学生的科学素养是很有意义的”。并特别说明“对于《标准》中没有列出的其他生物科学史实也应注意引用”。[8](36)《标准》已经向生物学教师提出了要求，生物学教师必须具备生命科学史方面的素养。加强这方面的素养主要依靠两条途径来实现。其一，高师院校在本科生、教育硕士、研究生中设置相应课程；其二，可通过新课标培训、新教材培训以及教师培训等继续教育的各个环节来实现。同时呼吁从事生命科学史编撰工作的学者，不断把生命科学发展的最新进展纳入生命科学史的体系中。参考文献：〔1〕王荐把生命科学史引入中学生物学教学〔J〕课程·教材·教法，2002，22（1）：52-〔2〕〔美〕玛格纳（Magner LN）生命科学史〔M〕李难，崔极谦，王水平，译天津：百花文艺出版社，〔3〕汪子春，田洺，易华世界生物学史〔M〕长春：吉林教育出版社，〔4〕〔美〕加兰 E 艾伦20世纪的生命科学史〔M〕田洺，译上海：复旦大学出版社，〔5〕刘恩山中学生物学教学论〔M〕北京：高等教育出版社，21-〔6〕教育部基础教育司组织走进新课程：与课程实施者对话〔M〕北京：北京师范大学出版社，〔7〕〔美〕波拉克解读基因：来自DNA的信息〔M〕杨玉龄，译北京：中国青年出版社，21-〔8〕中华人民共和国教育部普通高中生物课程标准（实验）〔S〕北京：人民教育出版社，（责任编辑：李冰）The Educational Value of Life Science HistoryYANG Rui-lin, WANG Yong-sheng（College of Life Science, North East Normal University, Changchun Jilin 130024,China）Abstract:The life science history discloses the process of thinking and solving biology It represents the history of discipline formation of life science and their relations, and discloses the essence of natural The life science history also proves that the process of knowledge generation is the process of inquiry,and there exist contradictions and debates between scientists during the course of inquiring, and there are close connection between a successful experiment and a fitful choice of experimental Finally ,the life science history represents the scientific attitude, scientific spirit and scientific world outlook,which have great significance in cultivating students' biological quality and scientific quality and play an important role in inquiry-based Key words:life science history; educational value; biological quality; inquiry-based learning
可以对你们城市的工厂周围的植物进行调查啊
多莉克隆简介 自从 1997 年 2 月 23 日国外新闻媒介报导 ( 正式科学论文发表在 1997 年 2 月 27 日出版的《自然》杂志上 ) 苏格兰科学家利用体细胞培养克隆羊成功的消息后，在全世界引起了一阵冲击波，我国著名遗传学家吴昊教授称之为“克隆风暴”。对于一项科学成果，反响如此之广泛和强烈，从新闻界、科学界，到哲学、伦理界，再到政府部门和立法机构，一直到广大公众，无不对克隆技术表示关注。究竟何谓克隆，该项技术有何价值和意义，以及如何面对“克隆时代”，都成为人们讨论的焦点。 一、克隆的概念 众所周知，生物的繁衍是通过生殖完成的。生物的繁殖有两种方式：一种叫有性生殖，一种叫无性生殖。 有性生殖是通过两性生殖细胞 ( 精子和卵子 ) 的融合，并发育形成后代的生殖方式。无性生殖则不经过两性生殖细胞的结合，而是由生物体自身的分裂生殖或其体细胞生长发育形成个体。无性生殖多见于植物与某些动物 ( 如单细胞动物与低等动物 ) 。 克隆是英文“ clone ”的音译，来自希腊文 klon ， 原意为苗或嫩枝，指以无性生殖或营养生殖的一些植物。随着时间的推移和科学的发展，它的含义增加了许多内容，如一个细胞在体外培养下产生的一群细胞；由“亲本”序列产生的 DNA 序列等等。概言之， 克隆是指由一个细胞或个体，通过无性繁殖手段，获得遗传上相同的细胞群或个体群。 我国古典名著《西游记》里的孙悟空，只要拔撮毫毛吹口仙气，就能“变”出许多孙悟空。因为拔一撮毫毛必须带下一群细胞，这一群细胞就能培养出一群相同的孙大圣。这也归属于无性生殖。只不过孙大圣本领高强，能在瞬间“克隆”出千百个自己而已。简而言之，克隆就是无性生殖，就是“复制”、“翻版”。 二、植物的克隆 无性生殖 ( 克隆 ) 本来是一种低级的生殖方式。生物进化的层次越低，越有可能采取这种生殖方式，进化层次越高，则越不可能采取这种生殖方式。由于低级生物，如微生物，采取自行分裂的方法繁殖，分裂后子代与亲代的遗传物质完全一样，因此在这个意义上微生物没有“个体”，它们也没有死亡。虽然在严格的意义上，微生物的亲代与子代仍然会有若干差异，因为它们的外界营养环境仍然会有差异，但从高等动物的角度看，这种差异似乎太微不足道了。在这种差异可以不计的条件下，人们可以说，对微生物来说，它们是不死的。死亡是生物进化到较高阶段的产物。现在生物医学研究中用克隆技术在体外培养的正常细胞或癌细胞，也称为“永生细胞株”，意思也是说这些细胞是“不死的”。 生物医学研究进入微观层次，运用克隆技术来培养正常或异常细胞的永生细胞株，虽然是一件难度很大的工作，但已经在各国的科学界和医学界越来越得到重视。在农业上，人们早已用插枝、压条等方法，来繁殖适合于人类需要的植物。在畜牧业上，各国都在进行用克隆技术产生更多良种动物的研究。但从高等生物成体的体细胞中发育出一个成体，这是克隆技术的一个重大发展。 早在许多年前，美国康奈尔大学研究人员将成熟的胡萝卜高速搅拌，获得单个胡萝卜细胞，然后将这些单个细胞置于生长培养基中，培养出遗传上完全一样的胡萝卜。这个试验证实了植物细胞全能性学说。所谓植物细胞全能性学说是指植物体的每一个细胞，包括体细胞，都具有发育成完整个体的潜能。 植物细胞全能性学说在植物界已经得到广泛的证明。现在我们可以植物体的任何一种活的细胞、组织、器官，经过体外人工培养获得它的完整植株，并产生许多植物。这种技术被称为组织培养。它已用于工厂化生产花卉、作物 ( 如甘蔗 ) 的试管苗。 三、动物克隆的历程 关于动物的无性生殖研究，一直是科学家探索的课题。因为人类通过有性生殖的方法，选育家畜品种已有上千年的历史，结果是产生了一些优良的个体或群体。它们比一般的个体更能满足人们的需要和愿望。譬如，一头产奶量特别高的奶牛，一群毛产量多的绵羊，一匹得奖的赛马或一只优秀的警犬。可是，有性生殖的后代，其性能不一定都同亲代一样，有的甚至不如亲代。究其原因，因为卵子或精子只携带构成亲代的、任意一半的等位基因，而等位基因几乎可以有无限的组合，因而会产生不同的后代。兄弟、姊妹、兄妹、姊弟之间都有很大的差异，便是因为极难有完全相同的基因型。 所以通过有性生殖保持一种表现型是非常困难的。如果获得一种理想的表现型如产奶量高的奶牛，再通过无性生殖保持、扩大和繁殖这种表现型，即生产许多遗传上相同的个体，从经济角度讲显然是很有价值的。 ⒈卵细胞培养成成体 1951 ～ 1959 年，我国著名细胞生物学家朱冼等，用直径 10 ～ 13um 的玻璃针刺激去卵膜的蟾蜍卵细胞，在世界上首次培养出 25 只蟾蜍成体，即没有父亲的癞蛤蟆。它们最长的可活 8 个月。 在上述试验中用的是生殖细胞。体细胞能否通过培养获得动物体呢？即植物细胞具有的全能性，动物细胞是否也具有？每个动物细胞，包括体细胞都具有该物种的全套基因是不容怀疑的，但从体细胞直接培养成动物成体至今尚未成功。为了证明动物细胞也具有全能性，生物学家进行了大量的细胞核移植试验。 ⒉细胞核移植试验 1939 年，科学家首次在变形虫中进行核移植试验。他们将核移到同种去核变形虫中，结果重组的变形虫可生长，并繁殖后代。 1963 年起，我国著名生物学家童第周等进行了大量的鱼类核移植试验。其中 1980 年，他们将鲤鱼囊胚期细胞核作供体核，鲫鱼的未受精去核成熟卵细胞作受体质， 7% 的移核卵发育到成鱼。鲤鲫移核鱼的主要性状与鲤鱼相同，但脊椎骨的数目与鲫鱼相同，而侧鳞的数目介于这两种鱼之间。这种细胞工程鱼生长速度比鲤鱼快 22% ，现已在生产上大面积推广。 1966 年，科学家用两栖类非洲爪蟾进行核移植试验。他们将蝌蚪的肠细胞的细胞核移入去核的卵细胞中，结果有 5% 的重组细胞发育成体。他们的试验第一次证明了动物的体细胞也具有全能性，但在哺乳动物体细胞中尚未证明。 ⒊用胚胎细胞克隆哺乳动物 1986 年，英国科学家用绵羊的 8 细胞胚胎细胞 ( 在 8 细胞胚胎之前的细胞才能表现全能性 ) 做供核细胞，羊的卵细胞做供质细胞，结果重组细胞能发育成羊成体，此后又相继用胚胎细胞克隆出牛、鼠、兔、猴等动物。应该指出的是，该试验并非复制雄性或雌性绵羊，而是复制它们的后代，因此试验还存在一定的不足或缺陷。 在我国，用胚胎细胞克隆哺乳动物， 80 年代末已克隆出免； 1991 年西北农业大学和江苏农学院克隆出羊； 1993 年中国科学院发育研究所与扬州大学农学院克隆出山羊； 1995 年华南师大和广西农业大学克隆出牛。此外，湖南医学院还克隆出鼠。但是，用胚胎细胞以外的体细胞克隆出哺乳动物，则是由英国科学家维尔穆特开创的。 四、“多莉”的诞生 “多莉”是世界上第一例用体细胞——乳腺上皮细胞，通过细胞核移植技术，在复杂的人工操作下，得到的一只小绵羊。其操作过程是这样的： ⒈从苏格兰黑脸母羊 ( 甲羊 ) 取出卵子，并把卵子的遗传物质吸去，成为只有细胞质的卵子。 ⒉从妊娠后期 3 个月的母羊 ( 乙羊 ) 取出乳腺上皮细胞， 在体外传代培养 3 — 6 代，并用药物处理控制细胞发育使之处于休止期。这是非常关键的一步。然后取休止期的细胞作为供体细胞。 ⒊将一个供体细胞导入上述卵子的透明带内腔。然后用电脉冲刺激，使供体细胞和卵子融合，形成重构卵。 ⒋把重构卵移植到黑脸母羊 ( 羊丙 ) 的输卵管里，此前将丙羊的输卵管结扎，使胚胎不能进入子宫。丙羊起到活体培养胚胎的作用，称为中间受体。 ⒌重构卵移入丙羊输卵管内 6 天后，从输卵管冲出胚胎， 挑选正常发育到桑椹期和囊胚期的胚胎。 ⒍将 1 — 3 个桑椹胚或囊胚，移植到苏格兰黑脸羊 ( 丁羊 ) 的子宫内。胚胎移植到子宫后 , 继续发育 , 最后生出“多莉”。这只母羊称为“代母”。 此项用了约 434 个卵子 , 获得 277 个重构卵 , 移植到中间受体 6 天后，冲出 247 个胚胎 , 其中发育到桑椹胚和囊胚的 29 个 (7%) 。把 29 个胚胎移植给 13 只代母，最后生出 1 只“多莉” , 产羔率仅为 4% 。若以重构卵数计算 , 产羔率低于 4 ‰。可见这一技术有待于完善。另外需要说明的是，克隆绵羊技术并没有做到完全复制，去核卵细胞的细胞质也会含有少量遗传物质，它对胚胎发育也能起重要甚至是决定性的作用。生物的遗传是细胞核和细胞质共同作用的结果。细胞质基因也是 DNA 片段 , 其载体主要是一些细胞器，如质体、线粒体等。 细胞质基因在一定程度上是独立的，一般不受核基因的干扰。与核基因相比尽管细胞核含有 9% 的遗传信息，但个体的性状表达仍然会受到卵细胞质的影响。因此，从理论上分析，“多莉”羊还不是完全复制品。由于“多莉”只是孤单的一个，所以有人认为，说“多莉”是一克隆动物，并不准确。虽然目前只获得 1 只“多莉”， 但它是令世人瞩目的重大科学成就。 五、克隆技术的意义及经济价值 波澜壮阔的人类历史在很大程度上是由技术推动发展的：金属制造和改良的农业使文明脱离了石器时代； 19 世纪的工业革命又导致了大机器和大城市的兴起；到了 20 世纪，物理学戴上了王冠。物理学家们劈开原子，揭示了相对论和量子理论的奇妙世界，还开发利用了小小的硅片。他们通过原子弹、晶体管、激光和微型集成电路改变了世界。现在，许多专家相信，人类已经做好了用新的科技发展浪潮迎接未来的准备。正如 1996 年诺贝尔奖获得者、美国赖斯大学的化学家罗伯特·柯尔所说：“现在是物理学和化学的世纪，但下世纪显然将是生物学的世纪。”许多科学家认为，以克隆绵羊“多莉”诞生为标志，生物学世纪已经提前到来。 克隆技术的突破，引起世人的震惊。人们担心的是人类的自我复制，而往往忽视了其他方面的应用和意义。其实，它在基础生命科学、医学、家业科学研究与生产中，具有重大的理论价值和广泛的应用前景，并存在着巨大的潜在经济效益。在未来的 5 ～ 20 年， 将逐步形成和引起一场世界范围内新的生物技术产业革命。 ⒈在基础生命科学方面，由以往进行基因功能研究主要在小鼠等少数动物身上进行到现在在多种动物身上均可得到实现，这有利于更加清晰地揭示基因功能和生命的本质；提供研究哺乳动物细胞发育全能性及核质关系最有效的手段之一；还可以克隆各种濒危动物，如国宝大熊猫、金丝猴甚至白鳍豚等。 ⒉在医学科学方面，可以为医学科学研究提供核基因型完全一致的实验动物，这有利于医学家研究目前尚未找到有效治疗方 法的疾病，并揭示发病机制；对其进行去分化机制的研究，有助于抗衰老及其机制的研究。 ⒊在农业科学方面，可快速培育和扩繁抗病力强、生产性能高的优良动物；可以研究动物的发病机理，寻求新的有效治疗药物。 六、如何迎接“克隆时代”的挑战 克隆技术的成功，标志着“复制”哺乳动物的最后技术障碍已被突破。随之而来，在理论上复制人类已成为可能。所以，克隆技术不仅给我们带来了益处，也向人类提出了严峻的挑战。这一技术一旦应用于人类，将会对人类社会产生极其严重的后果。 ⒈人类从有性生殖回到了无性生殖，无疑是一个巨大的倒退。 ⒉“克隆人”没有父母，没有亲情，社会将会变得冷酷无情。 ⒊“克隆人”成年后也有可能会通过有性繁殖来繁衍后代，不知不觉地就可能造成大量的近亲结婚，其后果是不堪设想的。 ⒋从社会学的观点看，人类之所以能不断发展进步，是靠每个人的不断努力和奋斗，这种力量的来源除了个人的理想外，就是人们对社会、对家庭的义务，如果没有赡养老人和抚育下一代的义务，这种力量就会大大地减少，对整个社会的发展也是不利的。 ⒌科学家的“复制品”不一定能成为科学家。人的成才除了先天的原因外，后天因素也起着重要的作用。如果这些“复制品”都背上科学家的“包袱”，而不努力学习，社会岂不倒退了吗？再者，如果有人为了报复社会，大量地克隆弱智人，社会将怎么办？如果有人疯狂地“复制”像希特勒那样的狂人，加以后天的“培养”，更让人毛骨耸然…… 从克隆绵羊的诞生，使我们想起了 1905 年科学巨匠爱因斯坦提出的能量关系式，预示了原子核内蕴藏着巨大的能量，他万万没有想到这一理论成为了制造原子弹的重要理论。如果克隆技术应用于人类，将是生物界的一个大倒退。因此，我们认为，科学家进行科学研究是无罪的，问题是怎样应用它。 我们应该“扬长避短”，积极利用克隆技术对人类有益的一面，造福于人类。同时，各国政府应加强立法，加强监管，禁止将克隆技术应用于人类，这样才能避免人间悲剧的发生。 总之，一次新的技术的产生与成熟，必将会带来新的挑战与问题。随着道德法律的完善，人们终将使之得到良好的应用。
克隆技术造福人类 (1)例如，英国 PPL公司已培育出羊奶中含有治疗肺气肿的α-I抗胰蛋白酶的母羊。这种羊奶的售价是6000美元一升。一只母羊就好比一座制药厂。用什么办法能最有效、最方便地使这种羊扩大繁殖呢？最好的办法就是“克隆”。 我国的大熊猫是国宝，但自然交配成功率低，因此已濒临绝种。如何挽救这类珍稀动物？“克隆”为人类提供了切实可行的途径。 除此之外，克隆动物对于研究癌生物学、研究免疫学、研究人的寿命等都有不可低估的作用。 (2) 1．克隆技术与遗传育种 在农业方面，人们利用“克隆”技术培育出大量具有抗旱、抗倒伏、抗病虫害的优质高产品种，大大提高了粮食产量。在这方面我国已迈入世界最先进的前列。 2．克隆技术与濒危生物保护 克隆技术对保护物种特别是珍稀、濒危物种来讲是一个福音，具有很大的应用前景。从生物学的角度看，这也是克隆技术最有价值的地方之一。 3．克隆技术与医学 在当代，医生几乎能在所有人类器官和组织上施行移植手术。但就科学技术而言，器官移植中的排斥反应仍是最为头痛的事。排斥反应的原因是组织不配型导致相容性差。如果把“克隆人”的器官提供给“原版人”，作器官移植之用，则绝对没有排斥反应之虑，因为二者基因相配，组织也相配。克隆技术还可用来大量繁殖有价值的基因，例如，在医学方面，人们正是通过“克隆”技术生产出治疗糖尿病的胰岛素、使侏儒症患者重新长高的生长激素和能抗多种病毒感染的干挠素，等等。
生物化学作为一门学科是怎样发展起来的？在自然科学还没有发展的古代,人们对生物迷惑不解,他们往往把生命和无生命看成是截然不同,没有联系的两个领域,认为生命不服从于无生命物质的运动规律还将各种生命现象归结为一种非物质的力,即活力的作用这些无根据的臆测,随着生物学的发展而逐渐被抛弃,在现代生物学中已经了 公元前460～前370年 希波克拉底等建立希腊医学并提出了健康与病态理论,认为人体中的黑胆汁,黄胆汁,血液和粘液是否处于平衡和有无特殊变化,决定着人的健康与性格 公元前384～前322年希腊学者亚里士多德描述了 500多种动物并予分类,将动物分成有血动物和无血动物前者又分成有毛胎生四足类,鸟类,鲸类,鱼类,蛇类,卵生四足类;后者又分成软体类,甲壳类,有壳类,昆虫类,他还对一部分动物做了解剖和胚胎发育的观察着有:《动物志》,《动物的结构》,《动物的繁殖》和《论灵魂》,是最早的动物学研究成果 公元前372～前287年希腊学者狄奥弗拉斯特阐明了动物和植物在结构上的基本区别,描述500多种野生和栽培植物,着有《植物志》和《论植物的本源》等 公元23～79年罗马博物学家老普林尼着《自然志》37卷,概述了当时所知的自然知识和技术公元129～200年罗马医生伦把希腊解剖知识和医学知识系统化,创立人体生理解剖学成书于公元前475～前221年,中国古医书《论文范文》对人体内脏的部位,大小,长短及功能已有一定认识,并指出人体的生理功能与生活条件及精神状态有密切关系
物理发展得深一些，意味着遇到的未知更多。化学和生物主要是在境遇上有一定可比性，发展程度上你去看看物理化学都在搞些什么好了。反正，物理学家经过一个世纪的艰苦努力和烧钱，让天上从两朵乌云变成了台风登陆。能谈的大抵是“生物缺少牛顿定律级别的成果”，中心法则日常被RNA和蛋白质暴揍，打肿脸充胖子地谈人家那是“对中心法则的补充”。其实这事完全取决于我们人类自己主要使用的遗传物质是哪一种，而人类之所以为人类的许多基因是逆转录病毒给我们的。朊毒体：蛋白质通过改变其他蛋白质的构象来增加同类。逆转录：病毒RNA通过逆转录酶的催化以RNA为模板逆转录合成cDNA，由cDNA转录出RNA。植物、动物等细胞生物的基因组里也有从DNA转录为RNA再逆转录成cDNA再插入基因组内新位点上的逆转座子。一些研究证明植物体内的逆转座子在植株受不良环境影响时激活，而果蝇等动物体内的逆转座子一直激活，持续地改变基因组。拟逆转录：病毒DNA插入宿主基因组进行复制。目前只在植物身上发现。RNA催化：核糖核酸酶P是一种核酶，由一个RNA分子发挥催化活性，它是第一个被发现的蛋白质以外的具催化活性的生物大分子。后续研究中，人类自己制造出了比自然界的RNA更强大的催化性RNA，能将任何RNA片段大量扩增。RNA可以不通过蛋白质而直接表现出本身的某些遗传信息，这种信息并不是以核苷酸三联密码来编码。DNA催化：1994年乔依斯等人发现一个人工合成的DNA分子具有磷酸二酯酶活性。此后，人们多次发现人工合成的DNA序列具有各种酶活性。1995年中国学者王身立等人发现从多种生物中提取的DNA均具有较弱的酯酶活性，催化乙酸萘酯水解为乙酸和萘酚。该活性是非特异性DNA的一般性质，根本不依赖于序列。RNA直接复制：一些RNA病毒通过RNA复制扩增。DNA直接翻译：蛋白质生物合成抑制剂类抗生素，例如各种滥用的链霉素和新霉素，允许核糖体搂住单链DNA分子作为模板。用了药的学生可能一边读着中心法则一边在体内进行DNA直接翻译。另有研究表明，细胞核DNA偶尔会转移到细胞质核糖体上，不需要RNA、直接开始蛋白质合成。蛋白质指导DNA合成：Rev1 DNA聚合酶可以以自身为模板在复制链上加一个胞嘧啶，不管有没有鸟嘌呤。Rev1/Polζ复合物通过直接参与DSB修复和TLS通路来保持基因组稳定。这其实就是科幻小说谈了几十年的“纳米机器人修复受损DNA”，只不过可控性远低于预期。这是第一次发现蛋白质可以作为合成DNA的模板。
毫无疑问，生命科学与化学有着密不可分的联系，我甚至认为生命科学就是用化学来解释生命。然而，仅仅知道一种物质的化学成分是远远不够的，结构才是其功能的基础。我们知道，构成元素相同的物质，由于结构不同，可能在功能上就相去甚远：左、右旋光物质的不同生理作用就是一个很好的例子。但是，我们不能孤立地来阐述生命科学与结构化学的关系，也就是说不能把生命科学看成一块，再把结构化学看成另一块，然后再说明他们间千丝万缕的联系；我认为，结构化学与生命科学是揉合在一起的，很多结构化学家在生命科学领域就有不凡的建树。鲍林就是以化学向生物学渗透的先驱者，他不仅进行了大分子研究，还对镰刀形细胞贫血分子病和大脑化学进行了大量的研究。然而我认为，最能体现结构化学与生命科学揉合一体的历史故事，就是鲍林与沃森和克里克关于DNA结构之争。在这个过程中，我们无法定义他们到底是化学家还是生物学家。而且，结构化学的知识不仅为他们建立模型提供了理论支持，而且在帮助他们判别真理与谬误、为他们的结论提供事实支持等方面起到了至关重要的作用。从这个故事中我们不仅可以看出，解决DNA结构这个世界性的生命科学课题，是许多化学家、物理学家、晶体学家、生化学家共同努力的结果，而且能受到许多在科学研究上的启发。在多学科交叉渗透的今天，我们更不能仅仅只重视专业课的学习，必须同时汲取其他学科的知识，为将来的研究打下基础。在一九二四年以前，没有一个人真正懂得DNA的重要性。但就在那一年，科学家罗伯特·福尔根发现了一种方法能将DNA染成淡紫色。在这种方法的帮助下，科学家们发现DNA仅存在于细胞核中。到了一九三一年，科学家乔基姆·哈默林用实验证明了植物长成什么样子完全取决于细胞核。随后的一切实验事实都表明，发出遗传信息的正是细胞核里的DNA。于是，在美洲和欧、亚、非三洲各试验室里的人们都开始研究这个问题。在美国，著名的化学家莱纳斯·鲍林开始了对DNA的研究。在剑桥大学的卡文迪斯实验室里，英国人弗朗西斯·克里克和美国人詹姆斯·沃森也着手进行对奇异的DNA结构的探索。这是一场用结构化学来解释生命科学的竞赛，也是“一个远方传奇大力士被两个无名小卒砍倒的故事”。虽然我们已经知道了这场竞赛的结果，但我认为，这一探索的过程更让人留下深刻的印象。我将双方的研究进行了一些对比，确实从中学到了一些东西，希望和大家一起探讨。一、双方的开端：当时的鲍林已经是化学界的“权威”，他致力于蛋白质的研究。1951年夏天，鲍林开始深入研究有关DNA的材料，并常常找人讨论。他认为，与蛋白质相比，弄清DNA的结构不会很难，“这算不上一个最为紧迫的问题”。DNA在重量上是染色体的一种重要成分，但蛋白质也一样。大多数学者认为，蛋白质部分最有可能包含着遗传的信息。相对而言，DNA似乎就比较简单了，它很可能只是一种结构性的成分，只是用来帮助染色体折叠和打开的。鲍林就这样认为。在1952年初，几乎所有重要的遗传学学者都持这一种观点。我们可以看看后来鲍林自己的话：“我以前就知道DNA是一种遗传物质的论点，然而我没有接受这一论点。你们知道，那时我正热衷于蛋白质的研究，我认为蛋白质最有可能是遗传物质，不可能是核酸 当然，核酸也有作用。在我著述的有关核酸的文字材料中，我总会提到核蛋白的概念。当时，我考虑得更多的是蛋白质，而不是核酸。”虽然如此，鲍林还是着手研究DNA的结构。此时，他需要清晰的DNA X光照片，他曾先后写信给相片持有者物理学家威尔金斯（英国）及其上司，但均遭拒绝。1951年11月，《美国化学学会学报》上刊登了一篇论述DNA结构的文章。鲍林据其深厚的结构化学基础，一下子就看出这篇文章的结果是错的；同时，此事刺激了他开始思考DNA是如何构筑起来的问题。鲍林设想，如果碱基朝外，那么螺旋的内核就应当是由磷酸堆积起来的。磷酸聚集在中间，碱基朝外，这与X射线的资料是“吻合”的。在鲍林的头脑中，DNA结构的问题就已经转化为如何将磷酸堆积在一起的问题了。我们现在知道，鲍林的这一开端是错的，并最终使他败给了沃森和克里克。另外还必须一提的是，鲍林对DNA研究总是被各种事务打断，使他曾多次中断自己的思路。是否是因为鲍林没能看到威尔金斯的相片而导致他的失败呢？暂且不回答这个问题，我们先来看看沃森和克里克是如何开始的。在战争期间，克里克原来是从事武器方面研究的。后来他决定研究生物。于是他到剑桥大学学习分子学。至于沃森，他本来就一直在研究DNA。他到剑桥大学是为了对此作进一步的研究。他们都是热心探索的人。“沃·克组合”相对于鲍林的地位可以说是“一个在天，一个在地”，他们并没有引起人们多大的重视，也没有引起鲍林的注意。他们就凭着一股劲和对目标的执着追求开始了他们的研究。还必须提到的是另外两位对他们的成功起着至关重要的作用的人：一位是上文提到的物理学家威尔金斯，另一位是青年女晶体学家罗莎琳德·富兰克林。他们拍出了非常漂亮的DNA X光照片，不仅启发了沃森和克里克，而且为他们的发现提供了佐证。鲍林颇为自信，感到自己有能力解开DNA之谜。唯一的问题是，会不会有人抢先取得胜果，但是，他不会把这一点真正放在心上。他认为威尔金斯和富兰克林两人(更不用说沃森和克里克了)，没有谁有足够的化学基础对鲍林产生严重的威胁。二、对对手的不同看法：鲍林是自负的，他不相信有人能够在他之前发现DNA的结构，特别是他认为没有人有他那样深厚的化学功底。他“知道”， 沃森是一个好学生，但因成绩还不够突出，因而他到加州理工学院当研究生的申请未被批准。克里克已经三十五六岁了，还在读研究生，年龄是大了一些。况且，卡迪文斯实验室的科学家们至今尚未在任何竞赛中打败过鲍林。甚至有人认为，沃森和克里克看上去就像是一对“杂耍演员”。而沃森和克里克则不同。对于年方19的沃森来说，鲍林是一位值得仿效的榜样。在卢瓦蒙会议上，沃森就是围聚在鲍林身边的人之一，他十分用心地听了鲍林的讲话。克里克开始并不是鲍林的崇拜者，他是鲍林的竞争对手，因为鲍林曾用阿尔法螺旋表明他们的一篇关于蛋白质结构的论文漏洞百出，让克里克承受了由此而来的屈辱。从此，克里克借鉴了鲍林的研究方法。说实话，他们对鲍林这位怪杰都极为佩服。更重要的是，他们两人都互相倾慕，他们可谓是天生一对。相对于鲍林来说，沃森和克里克谦逊多了。三、研究方法及进程：鲍林首先想到DNA的结构可能是螺旋型，因为其他构型与他所看到和掌握的照片资料不相符合。但他认为，DNA是由三条链互相缠绕在一起，磷酸处于中央的位置。之后，他的工作重点就聚焦于找出磷酸分子在中央合理的排列方法。虽然他知道自己提出的构型不能完美地符合实验测算得出的数据和X光衍射照片，但他认为这些都只是细枝末节的东西，就像他发现蛋白质阿尔法螺旋一样 开始的时候也有难以解释的数据，他大胆地将之忽略，而其后的事实证明了他这种策略是明智的。另外，鲍林有些急于求成，他希望能够尽快地发表相关文章，抢在其他科学家之前，宣布自己再次成功地解决了又一世界性的难题。于是，他很快地发表了他“发现”的DNA结构。鲍林将自己的论文也寄给了沃森和克里克。他们两人虚惊了一场，因为他们发现，鲍林设想的这种构型是他们最初设想的结果，当时他们将这一结果给晶体学家富兰克林看的时候，被她以充足的论据否认，因为水容量问题与这种构型严重不符。也正是因为这次错误，他们两人被认为不适合研究DNA构型问题，被拆散到不同的课题组，从事别的研究。但沃森和克里克并没有就此放弃，他们仍然私下坚持不懈地进行研究和探索。他们在研究方法上一直就有共识：与其推导出复杂的数学模型，直接而又明确地解释X光的衍射结果，还不如借助化学常识构筑结构的一个模型。正如沃森所说，他们决定“仿效鲍林，并在他本人发起的这场竞赛中将他击败”。富兰克林的批评已经促使他们将磷酸放到了分子的外侧；又受到奥地利生物化学家切加夫的启示，得知内侧各对碱基之间存在着一一对应的关系。他们开始设想，在螺旋中，嘌呤和嘧啶以某种方式挨次排列在分子中心下部。之后，他们看到了富兰克林最新的DNA照片，不仅使他们确认了DNA是一种螺旋，而且他们得到了几个主要参数。由此，他们开始着手制造模型，通过不懈的努力，最终获得了成功。可以看出，不论是成功者还是失败者，他们都用了一种结构化学中重要的研究方法 建模。同时，沃森和克里克不仅受到了多学科领域的科学家的启示和帮助，而且他们自己都承认，他们的研究方法来源于伟大的化学家 鲍林。由此可见，生命科学是集多学科，特别是化学的大成所在，他与化学，乃至物理、数学的揉合可见一斑。为什么鲍林会失败？鲍林有着深厚的化学知识作为自己研究的基础。照常理而言，成功的应该是他，但他为什么输给了沃森和克里克呢？鲍林输在浮躁和自负上。他急于求成，因为DNA是当时最大的课题，他要去抢占这一高地。他没有把研究的准备工作做好就想碰碰自己的运气了。同时，他顺利解决阿尔法螺旋给他套上了成功的光环，他的确是世界上解决巨分子结构的最佳人选，但他也从此染上了自负的恶习，他以为自己不再需要做别人需要做的那些研究的准备工作了。他过于相信自己的直觉和运气，结果输掉了这场大比拼。沃森和克里克为什么会成功？其实这个问题的答案从前面的叙述中都可以看出，但我觉得最重要的一点是不懈的思索与踏实的努力。克里克不就是在因头疼而不得不休息，却又忍不住开始计算时找到了有关DNA结构的答案吗？他们虽然被拆散到两个不同的研究小组，但仍然踏实地合作与工作，正是这样，幸运之神才降临在他们的头上。另外还有一点，就是他们没有放过看似微不足道的东西。奥地利生物化学家切加夫将碱基一一对应的关系同样告诉了鲍林，但却没有得到鲍林的重视，而沃森和克里克并没有放过这一点，而最终获得启发，找到了DNA的正确结构。结构化学与生命科学的揉合已无需多说，我相信这种相互融合在将来会愈演愈烈。最后我想总结的是有关鲍林的研究方法，毕竟沃森与克里克的成功也来源于此，相信它对所有的科研者都会有所帮助：鲍林的研究方法实验研究和理论探讨相结合鲍林比一般的化学研究生掌握了更多的数学和物理学知识。他一方面是重视实验，强调经验知识；另一方面又深信化学结构问题可以通过应用现代物理学的理论来解决。他常采用半经验的方法：既有根据物理学基本原理进行的演绎推导或论证，又有对实验资料的归纳，二者互相补充。 量子力学与化学经验相结合鲍林在总结过去对离子半径的研究时曾指出：“应用量子力学可以近似计算……但是，这种理论计算是十分复杂的，需要很大的工作量；因此，从化学方面考虑，最好有一套经验或半经验的离子半径数据……”他的主要做法是：不断提出新的概念，利用它来概括实验资料和总结化学结构规律。发展简单的理论。努力把量子力学的研究成果转译成化学家的习用语言。采用移植方法 开拓边缘学科鲍林不断把结构化学的理论和实验方法移植到生物学、医学以及核物理的研究中去。他按照自己的专长不断地把新的理论原理和新的实验方法移植于另一领域，解决新的研究课题，努力开拓新的边缘学科地带。这是他五十多年来研究成果绵绵不断的重要原因。直觉和模型方法在鲍林的研究工作中，直觉的运用占有非常突出的地位。无论是鲍林本人还是别人对他的评述都常常提到直觉。综合起来大致有以下表现：是与数学计算不同的一种寻求答案的方式。一种好奇心，它引起鲍林对某个科学课题的注意，并直接领悟到有可能用经验的方式来解答它。和想象一样，“不能归结为仅仅采用通常的逻辑规则和过程”，它和某种“深邃的洞察力”有关。鲍林对一个晶体的结构的确定，分为两步：一是推测，二是证实。这种“推测”，或者是鲍林本人自称的“随机方法”也在直觉之列。“借助于对化学事实的非凡记忆”，是“经过实践”养成的。从整体看待世界 从实践对待科学鲍林作为一位自然科学家，物质世界的统一性对于他来说似乎是不言而喻的。鲍林重视理论思维，并不完全同意实证主义的见解。他强调自己“是纯粹从实践的方面对待科学；可以说是实用地对待科学。”贯穿鲍林研究方法中的极其宝贵的思想正是这种“从实践的方面对待科学”的态度。
未知。外星文明在地球上的试验。由无机物进化而来，但是具体过程不清楚。
生物科学和健康随着生物科学的发展，生物科学对社会的影响越来越大，同样的对于健康的影响也不可小视。这主要表现在以下几个方面： 1、影响人们的思想观念，如进化的思想和生态学思想正在被越来越多的人所接受。 2、促进社会生产力的提高，如生物技术产业正在形成一个新兴产业；农业生产力因生物科学技术的应用而显著提高。 3、随着生物科学的发展，将会有越来越多的人从事与生物学有关的职业。 4、促进人们提高健康水平和生活质量，延长寿命。 5、影响人们的思维方式，如生态学的发展促进人们的整体性思维；随着脑科学的发展，生物科学技术将有助于改进人类的思维。 6、对人类社会的伦理道德体系产生冲击，如试管婴儿、器官移植、人基因的人工改造等，都会对人类社会现有的伦理道德体系产生挑战。 7、生物科学技术的发展对社会和自然界也可能产生负面影响，如转基因生物的大量生产改造物种的天然基因库，可能会影响生物圈的稳定性。 从这么多的方面可以看出，生物科学在我们现在社会的影响范围之广，作用之大，是体现了这个学科的重要性。本文主要简单谈谈生物科学和健康的联系。后面待续……给你发EMAIL吧
摘要 世纪70年代诞生的基因工程、克隆技术和干细胞研究等现代生物技术, 使生命科学的发展进入了一个新阶段, 这些以创造或改变生物类型及生物机能为目标的现代生物技术已成为新技术革命的三大支柱之一。通过探寻生命本质及生长发育、疾病、衰老等奥秘, 揭示生命现象的内在规律。随着生物技术在医药、食品化工、农业、环保以及能源、采矿等工业部门中的广泛应用, 它正在对人类经济及社会生活和社会进步产生深刻而广泛的影响。关键字：生命科学 生物技术 人类生活 影响随着生物科学的发展，生物科学技术对人类社会的影响越来越大。这主要表现在以下几个方面： 影响人们的思想观念，如进化的思想和生态学思想正在被越来越多的人所接受。 促进社会生产力的提高，如生物技术产业正在形成一个新兴产业；农业生产力因生物科学技术的应用而显著提高。 随着生物科学的发展，将会有越来越多的人从事与生物学有关的职业。 促进人们提高健康水平和生活质量，延长寿命。 影响人们的思维方式，如生态学的发展促进人们的整体性思维；随着脑科学的发展，生物科学技术将有助于改进人类的思维。 对人类社会的伦理道德体系产生冲击，如试管婴儿、器官移植、人基因的人工改造等，都会对人类社会现有的伦理道德体系产生挑战。 生物科学技术的发展对社会和自然界也可能产生负面影响，如转基因生物的大量生产改造物种的天然基因库，可能会影响生物圈的稳定性。 理解科学技术与社会的关系，是科学素质的重要组成部分。一、生物与基因科技 生物与基因科技的进展，已促使生物医学的研究迈入后基因体医学时代，这些尖端医疗科技在提升人们健康福祉的同时，也给家庭和社群等各个层面前带来所未有的影响。其中有些影响或许还是潜在的。 （1）基因改造作物(genetic modified organism) 科学家以基因改造的方式改良农作物，以促进收成、防治病虫害、提高经济效益，希望可以解决人类粮食不足或营养问题，但是基因改造作物会不会创造出新的过敏原、对人体造成新的健康问题、引起昆虫的抗药性、制造所谓的基因污染？基因改造作物所带来对自然与人类社会的风险、安全性与效益如何评估？基因改造作物的专利权将如何规范？其巨大商业利益是否将加剧资本家对弱势族群、第三世界国家的经济控制或剥削？究竟，人与植物、自然生态的理想关系应该如何?（2）基因检测(Genetic testing)： 基因检测有助于遗传疾病的诊断、预防及处置，执行的时机常见于婚前健康检查、胚胎植入前检测、产前检查、新生儿筛检、儿童及成人的遗传检验等，检测的性质又可分诊断检测、带原者检测、发病前检测、罹病倾向检测。由于遗传信息不仅关乎个人，同时也与家庭或家族其他成员的健康息息相关，因此遗传信息的获得与告知时常带来特殊的医学伦理问题，包括：基因信息带来的心理负担及社会压力，基因诊断结果的告知对个人与家庭、家族的影响，个人隐私的保障与家庭成员利益产生冲突，基因检测引起的医疗资源分配、社会正义议题等。 （3）基因治疗(gene therapy)： 科学家透过基因治疗希望能为人类目前各种主要的死亡原因、慢性疾病、遗传疾病的治疗带来曙光，一般分为体细胞基因治疗及生殖细胞基因治疗。体细胞基因治疗乃针对已发病或将发病患者的体细胞，在基因的层次作医疗介入，以病毒为载体、或使用物理方式将好的基因传送到欲治疗的体细胞或组织，以取代或修补有缺陷的基因，并发挥正常生理功能。体细胞基因治疗的相关伦理议题与一般新进医学科技、临床试验所必须考量的内涵大致相同。其中，应采取何种程序方能公平选出接受治疗的病患？应采用何种步骤以确保患者或其父母或监护人的知情同意？生殖细胞基因治疗则是对生殖细胞或胚胎进行基因调控，以期根绝病因、一劳永逸，然而对生殖细胞直接进行基因介入却可能改变新生儿的遗传组合、造成长远的医源性的伤害，同时可能引起设计家宝宝、基因超市、出卖基因以牟利、政变人种等发展的疑虑。这些问题正在或即将对人类的家庭、社会伦理观念与道德实践带来重大的冲击，理应纳入到生命伦理学的思考范围之内。
参考下（物理化学进展）、（自然科学）等等这类的资料
浩瀚的工程啊啊啊啊啊啊啊
时间流逝，不知不觉，改革开放已经走过了三十年的路程。自改革开放以来，中国发生了翻天覆地的变化，大街上热闹非凡，公路上车水马龙，一座座高楼大厦拔地而起……中国历经千辛万苦，终于走上了繁荣富强、世界文明之路。 有一天，我偶读到《改革开放三十年》这本书，看到了祖国三十年间的巨大变化。后来，我抱着一颗期待的心向妈妈询问，妈妈回忆起过去——那时候，哪有什么柏油马路、水泥路，厚厚的泥土让人们踩成了狭窄的马路，一下雨，就泥泞不堪，路上到处是水潭，如果不小心踩到水潭，整只脚就会陷进去，好不容易把脚拔出来，可鞋子却留在了泥潭里……往事不堪回首，自从改革开放后，这一切都发生了翻天覆地的变化，泥泞小路变成了宽敞的柏油马路，路的两旁都种满了花草树木，蜜蜂在唱歌，蝴蝶在跳舞。孩子们也坐在舒适明亮的教室里上课，不再有寒冷之忧。 改革开放，使国家经济飞速发展。在短短的三十年里，中国人民渐渐地从吃不饱，穿不好变成了吃得好，穿得暖，有些人还用剩余的钱买了自行车、摩托车，甚至小汽车。 祖国日益富强起来，犹如钢铁长城一般坚不可摧！九七年香港回归，九九年澳门回归，零八年黑瞎子岛的回归使中国成为了陆地面积第二大的国家。在非典、百年不遇的南方罕见雪灾和突如其来的汶川地震面前，中华儿女们众志成城，击败了种种困难。在2001年中国荣幸地成为了二零零八年奥运会的举办国家，中华人民也成为了奥运的主人。同时，也向外国人证明了中国人不再是东亚病夫。随着科技的不断提高神八在世界人民的欢呼声中首次完成了太空行走，带着中国人盼望已久的心愿升上了天空。 三十年间，发生了无数，改变了无数，相信未来的几千、几万年间，中国还会更加飞腾！ 三十年，可谓弹指一挥间！三十年的经历会让我们触摸到社会前进的脉搏，三十年的改革开放惠及了每一个国人的生活。 三十年，对于历史长河就那么短短的一瞬间，然而，对于我们这样一个从贫穷落后一步步走向发达富裕文明和谐的国家来说，又是一个丰富而值得铭记的过程。 三十年的征程，中华民族以崭新的姿态重新屹立于世界民族之林；三十年的沧桑巨变，三十年的光辉历程，铸就了一个民族近百年的梦想！ 1978年，中共十一届三中全会做出改革开放的重大决策，由此开启了中国改革开放历史新时期。这，无疑成为中国历史的标志点，因为，是改革开放，是解放思想，实现了中国当代发展历史性的转折，中国命运由此改变，社会转型也由此开始。 2008，我们迎来改革开放30周年。中国于一九七八年走上改革开放的道路。改革开放激发了各行各业的活力，使中国的生产力不断得到发展。一个个新兴城市拔地而起。一项项重大科技成果得到制造和开发。一个个大型工程得到竣工。一个个超大型企业正在迅速成长。中国长得高了，长得壮了。改革开放是三十年来中国社会进步发展的根本动力。 改革开放的30年，是中国经济迅速蓬勃的30年！幢幢高楼拔地而起，人民生活水平不断提高，1978年到2006年间，中国经济总量迅速扩张，国内生产总值从3645亿元增长至21，0871亿元，增长近60倍！中国的经济成就不仅写在了中国历史之上，也在世界历史上刻下了辉煌的一页，过去25年全球脱贫所得成就中，近70%的成就归功于中国！中国由初级工业经济转变为高级工业经济，包括钢铁、家用电器在内的许多工业产品生产居世界第一位。与此同时，中国经济规模和经济总量也不断扩大。中国的国际地位不断提高。快速经济增长使中国在世界经济中的地位不断上升。以加入WTO为标志，中国经济已经完成市场化和国际化进程，融入世界经济体系和经济全球化浪潮之中，社会经济取得全面进步。中国的改革开放释放出巨大的生产力，政府主导、大力投资和不断强化的工业经济使中国经济增长一直高于世界经济增长水平。中国改革开放不断深入的同时，经济发展水平大幅度提高。 改革开放的30年，是中国社会和谐稳定的30年！自粉碎“四人帮”以后，中华民族犹如钢铁长城一般坚不可摧！97年香港回归，99年澳门回归；1998年面对南方历史罕见的特大洪水，2003年面对让人闻风丧胆的非典疫情，2008年面对十几个省份百年不遇的冰雪灾害，四川汶川大地震，中华儿女众志成城，手挽手将一个个磨难阻击在脚下！ 改革开放的 30年，是教育事业稳步发展的30年！中国教育发展取得长足进步。1983年，邓小平同志提出，教育要面向现代化，面对世界，面对未来！教
第一个哥们好厉害！应该不会是抄的吧