章節3
從遺傳因子到基因
自從1900年三位科學家戲劇性地同時發現了孟德爾那篇遺傳學論文以後，遺傳學成為生物學家的研究熱點，許多生物學家投入了對生命遺傳秘密的進一步探索之中。
1909年，丹麥植物學家和遺傳學家約翰遜將決定和控製生物的遺傳和變異的內在的某種細微因子稱為“基因”，他覺得孟德爾假設中的“遺傳因子”概念使用不方便，“基因”意思是最基本的因子，比“遺傳因子”更能反映出事物的本質。但在當時，科學家們並不能實際了解“基因”到底是什麼東西，也無法親眼看見這個神秘的小東西。超高壓電子顯微鏡
超高壓電子顯微鏡一般指電子線加速電壓在200千伏以上的電子顯微鏡。現在是製作3 000千伏的超高壓電子顯微鏡。普通的電子顯微鏡可用於觀察100納米極薄的材料，而使用超高壓電子顯微鏡就能進一步觀察到更厚、更硬的材料。因為是超高壓，所以可減少由電子線的非彈性散射對材料的損害，因而能觀察到接近自然狀態的材料。電壓越高，電子線的波長就越短，因而提高了電子顯微鏡的分辨率，就有可能在分子水平或原子水平上觀察生物體的結構因素。DDD
電腦醫生
把著名醫生診斷治療疾病的經驗經過整理與總結，建立數學模型，編製出程序後，電腦就能像醫生那樣給人看病了，這就是電腦醫生。日本有一種電腦家庭醫生，可以24小時為主人服務。這種電腦醫生與馬桶連在一起，分析大小便中的成分，據此診斷人是否患有心髒病、肝病或循環係統疾病。將手放到血壓計上，電腦醫生就可測出脈搏和血壓，自動打印出結果，也可傳送給主治醫生，判斷是否患有疾病。
電腦醫生給人看病時，是通過人機對話來搜集病情的。電腦屏幕上顯示出電腦醫生的詢診問題，病人回答後，電腦根據回答和化驗結果，作出推理判斷，並打印出病曆，包括姓名、年齡、性別、主訴病狀、治療原則、處方以及醫囑等，如需休息，會同時開出假條。
DNA雙螺旋結構
20世紀50年代初，英國科學家威爾金斯等用X射線衍射技術對DNA結構潛心研究了3年，意識到DNA是一種螺旋結構，女物理學家富蘭克林在1951年底拍到了一張十分清晰的DNA的X射線衍射照片。1952年5月，威爾金斯向他的朋友，36歲的劍橋卡文迪許實驗室的生物化學家克裏克介紹了這張照片。當時克裏克正與23歲的美國青年生物學家詹姆斯·沃森合作研究DNA的結構，試圖揭示和闡明遺傳信息的結構基礎。
1952年，來自美國的查爾加夫向克裏克介紹了自己最近在脫氧核糖核酸的研究中，發現A＝4G＝C這樣的事實，思想敏銳的克裏克立即意識到，嘌呤和嘧啶的數目相等這隻有一種可能，那就是它們之間互相以配對的形式而存在，於是他提出了DNA中嘌呤與嘧啶的堿基配對的假設。
1952年，美國化學家鮑林發表了關於DNA三鏈模型的研究報告，這種模型被稱為α螺旋。沃森與威爾金斯、富蘭克林等權威討論了鮑林的模型。沃森從富蘭克林在一年前拍下的DNA的X射線衍射照片中看出DNA的內部是一種螺旋形的結構，他立即產生了一個新概念：DNA不是三鏈結構而應該是雙鏈結構。根據自己的研究和分析，並綜合各方麵對DNA研究的信息，沃森和克裏克得到一個共識：DNA是一種雙鏈螺旋結構。
DNA——遺傳密碼的攜帶者和傳遞者
生物的遺傳物質存在於所有的細胞中，這種物質叫核酸。核酸由核苷酸聚合而成。每個核苷酸又由磷酸、核糖和堿基構成。堿基有五種，分別為腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）和尿嘧啶（U）。每個核苷酸隻含有這五種堿基中的一種。
單個的核苷酸連成一條鏈，兩條核苷酸鏈按一定的順序排列，然後再扭成“麻花”樣，就構成脫氧核糖核酸（DNA）的分子結構。在這個結構中，每三個堿基可以組成一個遺傳的“密碼”，而一個DNA上的堿基多達幾百萬，所以每個DNA就是一個大大的遺傳密碼本，裏麵所藏的遺傳信息多得數不清，這種DNA分子就存在於細胞核中的染色體上。它們會隨著細胞分裂傳遞遺傳密碼。
人的DNA共有30億個遺傳密碼，排列組成10萬個基因。人的遺傳性狀由密碼來傳遞。而每個基因是由密碼來決定的。人的基因中既有相同的部分，又有不同的部分。不同的部分決定人與人的區別，即人的多樣性。
單寧細胞
單寧細胞為分泌細胞之一，即分泌單寧的細胞。單寧是液泡內分泌的代謝最終產物，隨著液泡的發育，其含量逐漸增加，不久，單寧便硬化而成為淡紫色結晶（柿子的果肉）。單寧細胞主要是在莖或葉柄沿其維管束的柔軟組織內生成（薯芋科、芭蕉科、豆科），在接骨木髓中常見有顯著伸長的單寧細胞。
單克隆抗體
1975年，瑞士科學家喬治·克勒和英國科學家凱撒·米爾斯坦，把產生抗體的B淋巴細胞與多發性骨髓瘤細胞進行融合，形成雜交瘤細胞。這種細胞兼有兩個親代細胞的特征，既有骨髓瘤細胞無限生長的能力，又有B淋巴細胞產生抗體的功能。因此，這種雜交瘤細胞就能在細胞培養中產生大量單一類型的高純度抗體。這種抗體叫“單克隆抗體”。
把單克隆抗體與抗癌藥物或毒素結合起來，就成為威力強大的抗體“導彈”。把這種抗體“導彈”注射到癌症患者的血液中，它就會發揮導彈一樣的作用，在患者體內追蹤並附著於癌細胞上，然後與抗體結合的抗癌藥物或毒素殺傷和破壞癌細胞，而且很少損傷正常組織細胞。這種抗體“導彈”具有高度選擇性，對癌細胞命中率高，殺傷力強的優點，沒有一般化學藥物那樣不分好壞細胞，格殺勿論的缺點。美國約翰·霍普金斯醫院應用抗體“導彈”治療晚期肝癌病人，收到了驚人的效果。肝髒腫瘤顯著縮小，生存期延長，而且沒有副作用。單克隆抗體技術的發明，是免疫學中的一次革命，打破了過去隻能在身體內產生抗體的方法，而成功地在體外用細胞培養的方法產生抗體，同時繁殖快，可以產生在體內達不到的高滴度和高專一性的水平。
單位點突變
單位點突變是由於基因上某一點發生小的變化而產生的突變。由這種突變構成的同一座位的突變體可通過相互間的交換重組實驗，將其突變位點排在一起。這種突變可自發的或通過誘變劑使之恢複為野生型。
單視和複視
單視即用兩眼盯準一個物體，在正常情況下感覺到是一個物體，在兩眼的網膜上產生位置、形狀、大小完全一致的印象，這兩個印象在感覺中樞完全成為一體的現象。用兩眼同時觀看兩個相同的圖，如果圖的方向相同，也被看成是一個圖，這是兩眼的網膜相互有對應點，由此發出的向心感覺神經導向大腦感覺區的同一部位，因而同一刺激作用於兩對應點而形成單視。不在網膜的對應點成像的像則形成二重重疊的像，即重複像，稱為複視。但是日常意識不到，反而起辨認距離和立體視覺的作用。
單室孢子囊
單室孢子囊指一個細胞並不分隔而直接成為孢子囊者，是多室孢子囊的對應詞。褐藻類遊動孢子主要在單室孢子囊內形成，在大多數情況下，與遊動孢子囊同義。
單收縮纖維
單收縮纖維指在骨骼肌纖維當中，被粗的運動神經纖維所支配，按全或無法則，是發出活動電位而引起單收縮者。哺乳類的骨骼肌全是這種類型的纖維，但在蛙的骨骼肌裏，除單收縮纖維之外，還有因不發生傳播性的活動電位而引起局部收縮的鈍遲纖維。
單體性
單體性是二倍體的體細胞染色體數目為（2n-1）的現象，是低數性的一種。把這種在1對同源染色體中缺失其中一條而僅存的另外一條染色體稱為單染色體。缺失一條染色體的染色體組可以有n種，從而與此相應的（2n-1）個體也有n種。單體性的例子，如已知異源六倍體的普通小麥（2n=6x=42），可能有的21種單體性植物；又如黑腹果蠅的第Ⅳ染色體缺少一條的單體性個體，即單Ⅳ的個體，由於最小的1對染色體中缺失了1條染色體，它比正常的個體略小而呈淺色，可育性雖低，但仍可產生後代。
單突觸反射
單突觸反射指在僅由向中性神經元和離中性神經元兩個要素組成，且中間隻有1個突觸的最簡單反射弧上發生的反射。牽張反射是這種反射的代表，它的反射弧是由來自肌肉感受器即肌梭的Ia群向中纖維和支配該肌肉的運動神經元構成的。一般說來，神經通路在途中隻包含1個突觸時，稱之為單突觸通路。
單位集群
單位集群係作為構成種社會因素的某一種形態，一般是指由兩性組成的、具有明確範圍和結構的集群。這是在哺乳類野外研究中提出的一個概念。單位集群的結構、大小是因種的不同而異，各個種以特有的方法來達到調整基因的傳遞和回避近親交配方麵的重要作用。晝行性靈長類都有單位集群，可以看到一對雌雄及其仔獸組成的集群和由幾對雌雄及其仔獸組成的集群的二種係列。此外，有些種通過若幹單位集群的結合向更高一級的區域集群發展，或單位集群內分出低一級的分支係列。高等動物之所以能維持單位集群，在很大程度上依賴於體間的相互認識以及記憶能力。
單係統性
單係統性是指某一群生物（種或分類群）由共同祖先發展而來之意。但如果其共同祖先隻限於一個個體，則對普遍進行有性生殖的生物界來說當然是不可能的，即使限於一對，因同種內的交配是自由進行的，所以也不成立。因此以物種為這“共同”的單位。然而，以生物的一元的起源為前提時，隻根據這個定義，那麼任意取任何複數種都該是單係統。
所以，有人主張共同祖先應指定為在時間上或分歧上最近的祖先，根據這個規定則可確定任意兩個種是否為單係統，但在三個以上種的情況，則隻有當這一群種由其共同祖先同時分化而來的情況下，才算是單係統的。
多著絲粒染色體
多著絲粒染色體指具有二個以上著絲粒的染色體，也就是複合染色體，或由於易位、倒位等原因形成的次級染色體。多著絲粒的染色體在分裂後期染色單體平行分離。此外，由射線所引起的斷裂的染色體斷片也具有向兩極移動的能力，因此與分散型著絲粒型的染色體在外觀上很難區別。
電子人體
電腦的虛擬現實技術也用於醫學上的臨床試驗。一位外科醫生能通過一具電子人體來實驗幾種手術方案，這個電子人體則是通過對一個患者的骨骼和軟組織的掃描而完美地複製的。醫生進入手術室時穿戴的不是消毒衣，而是高技術的護目鏡和全身數據服，躺在手術台上的是計算機製成的患者複製品。當醫生把電子手術刀插入這個模擬的電子人體時，他會感到肌肉和骨骼的存在。醫生切除一個惡性腫瘤，便會得到計算機的全麵評判，醫生還可以在這個電子病人的體內“旅行”，找出其餘的患病組織。從而使醫生可以方便地選擇出最佳的手術方案，對手術過程進行預習，以保證真正手術的順利完成。
動態血壓記錄儀
動態血壓記錄儀是能反映血壓動態變化的儀器。以前測定血壓和確定高血壓，都是根據某一次或幾次血壓測量值確定的，這種做法往往是主觀的，片麵的。因為血壓是經常波動的，因情緒、運動、進食、吸煙、飲酒，不同的工作都可影響血壓值，為了了解一天內血壓的動態變化，人們製造了各類動態血壓記錄儀，其中的袖帶式，由於要頻繁地充氣和放氣，體積又大，不能隨身攜帶，測量時又須平臥，很不實用；指套式動態血壓記錄儀，其中有一類是測量脈搏傳導時間，輸入電腦計算出收縮壓、舒張壓和平均壓。它不受體位和肢體活動的影響，測量時病人無感覺，也不影響病人休息，每天可測定2 000次以上。