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1、21INVENTION & INNOVATION创 造 探 幽“巧 点 鸳 鸯” ， 开创生物多样性新篇章 陶诗秀我们知道， 在自然条件下不同品种的生物是不能进行杂交繁殖的， 若是硬把不同生物的细胞放在一起， 它们会互相排斥。然而， 国外科学家却做了一些有趣的试验， 将不同品种的动、 植物体细胞进行杂交， 获得了成功。加拿大华裔学者高国楠发现，运用聚二乙醇为诱导剂， 在高 p H 高钙的条件下， 可以使远缘植物进行体细胞杂交。美国的卡尔松和米尔切， 首先把不同品种的烟草进行体细胞杂交获得成功。国外科学家用同样的办法， 已培育出地下长马铃薯， 地上结蕃茄的新作物品种。科学家们成功地做过这样的试验
2、： 把事先经过紫外线照射而减活的副流感病毒做为 “红娘” ， 放在两种动物的体细胞之间， 由于病毒外壳上的许多突起能放出一种酶，可以使两个动物体细胞的膜上的糖蛋白结构发生水解而融化， 并形成一些细胞质的桥，贯通两个细胞， 于是两个细胞连同病毒粒子便融为一体， 成为含有两个细胞核的杂交细胞。用这种方法， 他们把人类的肿瘤细胞或兔的巨噬细胞同鸟类的红血细胞成功地融合在一起。纽约大学的格林又把人的正常细胞和小鼠的体细胞成功地进行了杂交。两个细胞质的融合， 可以引起细胞核中的遗传物质染色体和基因发生有趣的变化。例如， 兔的巨噬细胞移入鸡的红血细胞后，红血细胞就具有巨噬细胞的特征：只能合成 R N A
3、， 而不能合成 D N A 。用鸡红血细胞与人体癌细胞融合后，红血细胞又重新恢复合成 D N A 了。小鼠与人体细胞杂交后， 小鼠细胞核内的染色体没变化， 而人体细胞核内的染色体， 却随细胞分裂而逐渐减少。这些情况都说明， 被移植的细胞可以代替寄生细胞的一些特征。杂交的动物细胞， 目前还不能培育出新个体， 但在医学上可以用来诊断引起遗传病的致病基因和染色体。远在 3 0 多亿年前，地球上动、植物尚未分化， 那时的原始生物既像动物又像植物。这种生物至今还能找到， 例如池塘里的眼虫， 体内有许多叶绿体， 身体呈绿色， 能进行光合作用，具有植物的特征； 同时，它头上长有一根长长的鞭毛，生物体细胞的杂
4、交动植物破镜再重圆大千世界的动植物纷繁复杂、数量众多。 而这些动植物都是由简单原始的生物经过亿万年的进化而来的。然而近年来，科学家们通过不断努力，已经能在较短的时间内培育出人类所需要的各种新品种。身体靠鞭毛摆动而移动， 它还有原始的能感光的眼睛， 有明显的口和消化道，因此又具有动物的特征。在生物漫长的进化过程中，植物( 除了寄生种)就专门靠叶绿体的光合作用营生， 而动物则靠主动摄取外界的食物存活， 细胞中原来的叶绿体也逐渐变成了“能量工厂”线粒体了。分离了数十亿年的动物和植物， 能够重新合成一体吗？不久前，美国生物学家赫曼做了一个重要的实验。他把烟草的体细胞和公鸡的红血细胞成功地融合在一起，
5、使它们融合的诱导剂是特殊配制的糖、 盐化学溶剂。这项实验有着重要的科学意义。因为如果动物细胞获得了制造叶绿体的能力， 那么家畜就有可能依靠光、 二氧化碳和水来合成身体所需要的部分营养和能量。在医学上， 身体中癌细胞若能与植物融合， 就会受到身体的排斥， 从而被消除。当然， 植物细胞与动物或人的细胞杂交能否返祖， 成为兼有动、植物特征的新个体， 目前还只属于幻想。细胞核中的染色体和基因， 是生物遗传的主要物质基础。随着近年来分子遗传学和基因工程技术的发展，人们已开始用改变或移植、 嫁接染色体上的基因， 来创造生物的新品种。例如， 有些微生物能产生人体所需要的酶、 维生素、 药物等物质，如果将这样
6、的微生物中有关基因移植到容易培养， 又能迅速繁殖的大肠杆菌中， 就可以获得需要的产品。在农业上， 豆科植物的固氮基因引入稻、 麦、 玉米等禾本科的根系上， 这些庄稼就有了固氮能力。目前全世界已发现的人类遗传病就有上千种， 它们都是由于染色体和基因变异引起的。若是移入正常基因代替病理基因， 疾病就有可能治愈。例如， 一种常见的先天性白痴半乳糖血症， 就是由于能制造分解半乳糖酶的基因发生变异而造成的。美国化学家贝克维斯首先从大肠杆菌中分离出控制糖代谢的基因， 这种基因可以使细胞制造半乳糖酶。以后又有人利用病毒感染的方法， 把这种基因运载到人体细胞核中染色体上， 取代了那个不正常的基因， 从而恢复了
7、细胞的正常功能， 使这种不治之症得到治愈。这种基因疗法将给无数因患遗传病致残甚至可能夭折的人带来福音。遗传工程可以根据需要将基因进行切割、 重组或嫁接， 构成一幅幅生命蓝图， 培养出无数优异的生物新品种。原始的单细胞生物， 用细胞分裂的方法繁殖后代，而高等动、 植物的体细胞， 却不能自发地繁殖出新的个体。这是因为高等有机体的细胞在功能上有了高度的分化， 繁殖任务留给生殖细胞精子和卵子去完成。可是， 机体每个细胞都有相同的染色体和基因， 携带着生物个体的全部生物学特征。照理说， 每个细胞都可以复制出与亲代一样的新个体。可是由于细胞分化， 各种细胞核中只开放一定的基因活动，其他则处于关闭、 停止状
8、态， 所以它们不能繁殖出新个体。但是， 若能激活有关停止了的染色体和基因， 体细胞的无性繁殖就有了可能。美国的斯妥特首先用胡萝卜体细胞培育出胡萝卜植株。在此之后， 其他学者用组织培养方法诱导和培育出的植物， 计有三千种以上( 其中木本植物三十种以上) 。英国的格登从蝌蚪身上取下体细胞， 培育出没有父亲的小青蛙； 我国著名生物学家朱冼， 也培育出 “没有外祖父的蛤蟆” ；美国科学家还用未受精的母鼠卵细胞， 培育出没有父亲的小鼠。这些实验都说明， 即使是高等生物， 也可以用无性生殖的方法繁殖后代。人类能用无性繁殖的方法延续自己的生命吗？这个问题似乎还需要科学家们进一步研究与探讨。INVENTION & INNOVATION创 造 探 幽22分子杂交前景诱人不经婚配育后代
