代用純因子8

代用純因子8指用遺傳工程技術合成的、純化的血漿因子8。人類中大約有1/20 000的人患血友病甲,這種病隻有輸健康人血漿提純的因子8,才可治療出血。但供血漿者血中含有乙型肝炎和獲得性免疫缺陷綜合症病毒,則被輸血漿者必得此病。為防止不發生上述疾病,科學家用遺傳工程技術,把人體血液中因子8的基因分離出來,再將這種基因植入細菌體內,讓細菌按此基因,複製出因子8,並且加以提純,這就是代用純因子8。若把已知的遺傳材料添加給酵母菌或者用組織培養的哺乳動物細胞,將會生產出更多的代用純因子8。這樣會使血友病甲型患者獲得更為價格低廉、安全、有效的代用純因子8。可以認為這是治療血友病方法的一大進展。

電腦矯正臉形

頜骨錯位會使人的臉部變形,通過電腦技術可以幫助病人恢複外貌。計算機模擬能夠預先確定病人矯形後的外貌。為此,醫生使用一種特殊的軟件程序,這種程序能使用X線拍攝的頭顱側麵像以數字形式輸入計算機,並使它與病人的錄像側麵像重疊。計算機可以計算出側麵像通過各種外科手術措施可能發生的變化,並且設計出病人相應的錄像照片。這種預測非常準確。德國慕尼黑的頜麵外科醫院的病人在做完手術後,與計算機設計圖像的偏差最大隻有1.6毫米,用肉眼是看不出來的。如果整個麵部由於頜的畸形而變得不規則的話,還可以采用三維立體平版印刷技術做手術。方法是首先用計算機X線體層照相機製作X線體層照片,然後用激光光束一層一層地使流質人造樹脂變硬,使之出現清楚的三維頭顱模型。外科醫生將根據這種模型,研製手術方案。

單優種群叢

單優種群叢為優勢種的植物群落類型概念之一,也稱為優勢種植物社會、優勢種群落。F.E.Clements把具有優勢種的頂極群落以及G.E.Durietz把多層群落的成層之一的均質的(至少具有相同的優勢種)穩定群落各給與單優種群叢的定義,但一般則認為多層群落的某一層(普通為最上層)為優勢種聚集的群落就是單優種群叢。因此,把單優種群叢看做最上層具有同一優勢種的幾個基礎群叢的綜合較為適宜。

單源進化

關於單源和多源的概念雖有各種問題,但單源進化一般是指生物物種由同一類型的祖先進化而來。與此相反的,多源進化則是指由幾個類型的祖先收斂或平行地進化。實際上,物種間如無雜交,則物種的由來應是嚴格的單源係統,但對作為古人類學和古生物學的研究對象的化石標本物種的確定是相當困難的,明確討論係統與親緣二者的關係也是不可能的。關於物種以下的階段有種種議論,例如認為現在的人種係統是由各地的原人和舊人直接發展而來的F.Weidenreich的學說等,就是多源進化學說。

單因子雜種

隻有1對等位基因不同的兩個(同質的)親本所形成的雜種,稱為單性雜種或單因子雜種。雜種按等位基因間的顯隱性關係,完全或不完全表現出顯性性狀或中間型。從理論上說,可以期待整個雜種群體應都具有相同的基因型。雜種第二代在完全顯性的時候表現出3∶1的分離比,在不完全顯性的時候表現為1∶2∶1的分離比。

單殼類

單殼類亦稱單板類,係軟體動物門中新定的一綱。根據1952年荷蘭探險船加拉瑟號在中美洲哥斯達黎加太平洋3 750米深的海底采集到的貝和1958年維馬號在秘魯奇爾海溝5 611~6 324米的海底獲得的貝而定名。該類動物具低平的圓錐形貝殼(長3~4厘米),乍看與腹足類的嫁槭等相以,但除胎殼扭轉外,軟體部亦完全左右對稱,消化管也直行。具1列鰓葉的5對鰓和5對腎管(其中2對兼作生殖管),前後呈體節性排列,背腹肌3對位於頭部,5對位於足。神經係與石鱉類相同,左右對稱。體腔寬大而明顯,無分節現象。以上諸點兼具軟體動物和環節動物之特征,為所謂“失環”之一例,列作單殼類,後來發現,原來與此相同的貝殼均作為寒武紀、誌留紀和泥盆紀的化石定為小皿貝(Tryblidium)和Pilina等名而作為腹足類的一種。

蛋白質空間結構圖

大自然賦予每個蛋白質分子一個獨特的結構,使它有高度的專一性;但蛋白質的基本結構是有規律的,多肽可能折疊的方式也是有限的。1957年,奧地利血統的英國化學家佩魯茨和它的英國同事肯德魯,發揮X射線衍射技術的無比威力,經過將近14年的努力,終於從分辨率6埃的電子密度分布函數得出鯨肌紅蛋白分子的空間結構模型。這是一個不規則的幾何形狀,肽鏈螺旋盤來扭去,空隙中藏有一個血紅素輔基,整個分子包含有153個氨基酸,2 000多個原子,結構相當複雜。1962年,佩魯茨又把更複雜的血紅蛋白大體形狀弄清楚了,它與鯨肌紅蛋白的立體結構十分相似。隨著科學技術的發展,同步輻射、強X射線源及鐳探測器的使用,使測定蛋白質空間結構的時間比過去大大縮短了。

DAN與生命的創造

生命是一個不斷複製和進化的過程,這個過程起始於DNA的複製。DNA在複製時,首先雙螺旋逐漸解開,借助特殊的酶,以每條母鏈為模板,合成一條與它互補的子鏈。這就如同仿造樓梯一樣,先把兩扶手拆開作模板,用原料按模板原樣各造一條扶手,然後配成兩條雙扶手螺旋形樓梯。DNA就是按照這種方式,照原來的樣子一份一份地複製,從而保證了父輩的密碼像拷貝一樣準確無誤地傳給子孫。至此,千百年來一直困擾人們的遺傳之謎被解開了。據統計,一個體細胞的全部DNA“螺旋樓梯”約為2米。若將一個人的全部DNA連接起來,可以在地球和太陽之間扯80個來回。就一個細胞來說,雖然DNA連接起來有2米長,但它的直徑隻有20埃(1埃等於10的負10次方米)。讓我們設想一下:如果我們建造一個人的全套DNA模型,其螺旋直徑為1米的話,則這模型的全長將會有100萬千米,可圍地球赤道轉25圈。

DNA的複製

DNA分子的複製即被人們稱為半保留複製假說:每個DNA分子雙螺旋,先分成兩個單螺旋,每個單螺旋再利用細胞中現成的嘌呤、嘧啶及酶重建失去的那一半。單鏈上腺嘌呤處接上胸腺嘧啶,單鏈上的胞嘧啶處就將配上一個鳥嘌呤。DNA的一個單螺旋在形成一個完整分子中起主導作用,新形成的DNA分子中,有一半是原有分子保留下來的。

20世紀60年代,日本的岡崎指出,DNA複製時,先是雙螺旋拆成二個單螺旋,每個單螺旋都作為“模板”,在DNA複製酶(也叫聚合酶)的參與下,先分頭形成一個一個片段(稱岡崎片段),然後由DNA的連接酶把許多岡崎片段連接成一個長鏈。

動物細胞融合

1957年,日本學者岡田善雄在培養動物細胞時加入失去活性的仙台病毒,發現能使兩個動物細胞融合,產生具有兩個核的細胞。研究表明,很多不同種的動物細胞都能進行融合,形成雜種細胞。如人-鼠、人-兔、人-雞、人-蛙、鼠-雞、鼠-兔、鼠-猴,等等。細胞融合的具體步驟包括:

(1)細胞準備。分貼壁和懸浮細胞兩種,前者可直接將兩親本細胞混合培養,後者需製成一定濃度的細胞懸浮液。

(2)細胞融合。加促融因子於將行融合的細胞之中,誘導融合。

(3)雜種細胞選擇。利用選擇性培養基等,使親本細胞死亡,而讓雜種細胞存活。

(4)雜種細胞克隆。對選出的雜種細胞進行克隆(選擇與純化),經過培養,就能獲得所需要的無性繁殖係。

單食性動物

單食性動物指以特定種或屬的生物為食物的有些極度狹食的動物,這種特性稱為單食性。例如隻選擇特定的寄主的寄生、大多數的植食性昆蟲、食蟻的食蟻獸和犰狳等。單食性動物的例子非常多。單食性動物主要見於無脊椎動物,尤其是昆蟲和寄生蟲。例如夾竹桃天蛾的幼蟲僅吃夾竹桃的葉子;蠟蛾僅吃蜂蠟;某些甲蟲以某種動物的糞便為食;鯰錨頭鰠隻寄生在鯰魚體內;路氏錐體蟲隻生活在大鼠體內;等等。這些動物就是單食性動物。

動物細胞的全能性

英國戈登博士在1960~1962年,用有爪的非洲蟾蜍為材料,進行了細胞的核移植試驗。他用紫外線殺死爪蟾卵細胞中的細胞核,再從非洲爪蟾的蝌蚪腸上皮細胞、肝細胞、腎細胞等細胞中取出細胞核,用一種特殊的細針將這些細胞核一個個送入事先用紫外線殺死了核的卵細胞中,具有體細胞和卵細胞質的“換核卵”也能與受精卵一樣經過細胞分裂和胚胎發育的正常途徑長成活蹦亂跳的非洲爪蟾。這個研究結果說明,動物的細胞核也是全能的。隻要有合適的條件(在這些核移植試驗中的合適條件就是卵的細胞質),核照樣也能長成完整個體。由於決定生物體性狀的基因絕大多數都在細胞核中,所以換核卵長成的個體就與提供核的生物體長得很像。

戈登的實驗成功後,有人異想天開地想進行人的細胞核移植。他們認為,如果把大科學家愛因斯坦身上的細胞核移植到人的卵細胞中代替卵細胞中原來的那個核,那將會有許許多多與愛因斯坦非常像的科學偉人問世。動物細胞核的全能性研究伴隨著核移植技術的發展而不斷深入,隨著細胞換核技術的不斷完善,推動著動物新品種的改良和動物產品的發展和變革。動物細胞全能性研究的每一個成就,都為動物細胞工程的興起和發展提供了理論依據和技術裝備。細胞的核移植技術為良種培育開辟了新的途徑。人類以往一直用有性雜交培育動物良種的方法,費力、費時。中國武漢水生物所用核移植法複製鯽魚成功,意味著高效、快速、經濟的育種技術將替代或補充傳統技術。

第一家生物製藥農場

馬薩諸塞州波士頓的金澤姆轉基因公司1994年5月2日宣布,它已開始開發美國第一家製藥農場,培育用於商業化藥品生產的遺傳改性山羊。該公司董事長兼總裁吉姆·傑拉蒂說,該公司購置了這個農場,這是他商業生涯中的裏程碑,因為它使“轉基因技術從研究進入生產”。這是美國第一家通過重組畜奶進行商業性生產藥品的農場。

這個農場的麵積為6.72×105平方米,將飼養和培育多達1 000頭遺傳改性山羊,在它們的奶中生產人體蛋白,初步計劃將雇用12人。該公司預計,用轉基因技術生產重組蛋白,費用將比傳統蛋白生產方法低得多,而且資本密集度也小。這些蛋白有可能用於治療各種疾病,如囊性纖維變性、多發性硬化、某些癌症和心血管病。

DNA分子雙螺旋結構模型

DNA分子雙螺旋結構積塑模型是一種采用優質彩色塑料原料製造的生物遺傳物質脫氧核糖核酸(DNA)分子的裝配式結構模型。本模型利用具有特殊形狀結構的紅、黃、藍、綠四種色球(分別代表A、T、G、C四種核苷)和棕棒(代表磷酸P)五種零件,不僅可裝配成具有雙螺旋空間結構的DNA分子鏈,而且還可以直觀地表達出DNA分子鏈的自我複製功能。這套模型可用來做分子生物學的教具,也可做中小學生的課外科學模型玩具。