关于克隆的一些问答
1 什么是克隆?
克隆的定义是独立细胞繁殖系,指后代完全由一个细胞复制,具有完全相同的遗传物质。它是特制一种生物学操作。
2 单性繁殖就是克隆吗?
克隆是无性繁殖,但无性繁殖不一定就是克隆。且不说植物,就是许多低等动物,都可以在雌雄同体的情况下,进行孤雌生殖,由于有雌、雄配子的结合,染色体进行了交换,它的后代的遗传表现产生了变化。高等动物中,火鸡也可以自我孤雌生殖,且发生频率颇高。但那不是克隆。
3 无性繁殖是克隆么?
也不一定。即使是无性繁殖,也不能保证染色体不发生变化。
4 可以利用克隆技术来挽救濒危动物吗?
一般来说,不可以。挽救濒危动物需要提高他们的繁殖能力。而克隆做的是另外一件事情:得到遗传结构完全相同的后代;而且克隆技术无论如何都是一个降低繁殖能力的办法。但是,中国科学院的陈大元先生的想法有些道理。尽管可行性还不明朗。感兴趣可以看这里。
值得注意的是,我们应当尽快保存那些濒危动物尽量多个体的活细胞,也许技术的进步可使他们在以后得到挽救。
5 克隆是遗传学的重大突破吗?
克隆不是遗传学范畴的事情。他是一种繁殖技术。大家现在所说的克隆,实际是指核移植。就是将一个动物的细胞核,移植到卵细胞中,并发育生长。
6 什么是核移植?
就是将一个动物的细胞核,移植到卵细胞中,并发育生长。我国的农业科学院畜牧研究所早在90脑袋初就成功地进行了牛胚胎细胞核移植,小牛生长情况良好。
7 为什么说英国罗撕林研究所克隆的多利养是一个突破?
过去的看法认为,高等动物的成熟个体的细胞已经高度分化,已经不能够再象最开始的胚胎细胞那样,继续分化。但是多利羊的获得改变了这一看法。当然,他们采取了一定技术措施使分化后的提细胞核休眠。
8 对于哺乳动物,都有那些克隆的方法?
有一些克隆是天然的。比如同卵双胞胎,就是一个胚胎,由于某种原因裂为两个,他们各自形成一个个体。胚胎切割也是一种克隆的方法。将一个有几十个细胞的胚胎切成两份、四份甚至八份,每份都可以成长为一个个体,他们的遗传结构是完全相同的。这是一个比较古老的技术,7-80年代就很成熟了。有技术高超者,左手拿放大镜,右手拿刀片就可以完成这个工作。胚胎细胞的核移植是一种方法。成体细胞的核移植又是一种方法。
9 克隆有什么实际意义?
克隆出来的动物个体具有完全相同的遗传结构,他的意义在于:
A生物学和医药研究。
B获得更多的优秀动物个体用于生产。
C成体细胞核移植的意义在于,他可以复制生产高价药物的动物。这也是克隆技术发展的动力所在。
英国科学家找到了叫羊、牛、兔子等动物产的奶中含有非常值钱的药物的方法。但是他们的后代却不在有这样的能力,因为遗传物质发生了变化。现在看来,克隆-成体细胞的核移植是一个很好的解决问题的方法。
10 可以克隆人吗?
当然可以。即使是成体细胞核移植,在理论上也是可以的。技术上还没有看到什么不可逾越障碍。韩国的科学家已经做了先导实验,成功了,不过他们没有让这个“人”长大成人。但是,很多国家都禁止这种克隆人的产生。
地球之外还有智慧生命吗?
在浩瀚深邃的苍穹深处,存在着任何生命形态吗?在这茫茫无边的宇宙之中,人类真的是孤寂的行旅者,而没有类似抑或更具智慧的星河旅伴?
20世纪以来,人类在把探寻的目光投向宇宙深处时,正急切地想要解开一个谜团——天外来客光顾地球?
1947年6月24日,一个名叫阿诺德的美国商人驾着一架小型飞机在华盛顿州上空,发现一组巨型不明飞行物以1000公里左右的速度,同他一起在空中翱翔。阿诺德的有关目击报告第一次引起了公众的浓郁兴趣,从此“飞碟”或“UFO”(不明飞行物英文缩写)便迅速流传开来。
阿诺德并不是当时唯一的目击者——在他前后不到一个月的时间里,美国各地有多人声称发现了类似的不明飞行物。也许是凑巧,与阿诺德的报道相隔不久,1947年7月上旬的一个清晨,在美国新墨西哥州罗斯维尔镇上,早起的牧场主布拉索尔在家附近发现地上散落着许多奇异的碎片和一个破碎的庞然大物。美国军方没来得及封锁消息,“飞碟着陆”的新闻已经传开。虽然此后军方更正说那些令人好奇的碎片实际上只是一个损坏了的气象气球,但各种前后矛盾的解释却使不少人坚信这是军方在掩饰碎片来自外星的真相——这就是本世纪寻找外星文明史上著名的“罗斯维尔事件”。至今,它仍吸引众多UFO爱好者不远千里一年一度地在此聚会。
自1947年美国人阿诺德首次报告不明飞行物以来,世界各地不断有发现UFO的报告:
1954年夏,美国军方雷达曾多次在首都华盛顿上空发现不明飞行物,空军出动战机后,不明飞行物迅速消失;
1978年11月的一天凌晨,科威特石油公司的7名技术人员在一个工作点的附近,发现地面上停留着一个圆柱型的庞然大物。7分钟后,这个不明怪物又平稳起飞,消逝于夜空中。据报道,在这一个月里科境内曾连续发生了4起类似事件;
1978年12月22日下午,澳大利亚空军飞行员发现了时速1800公里的不明飞行物。同时,南太平洋地区多处都有类似报告。此事成为当年轰动一时的新闻;
在中国,自70年代以来也屡有UFO的目击报告。1998年10月3日中午,云南昆明市的韩建伟在该市西北郊用摄像机拍摄到了一段不明飞行物的录像。据认为,这段约2分钟长的录像资料在世界上也是罕见的。
据不完全统计,近二十年来,中国已收集到有关目击资料和案例5000余个。迄今为止,世界上不明飞行物的目击案例已逾10万件,每年还以平均3000余件的速度递增。不久前又有报道说,英国学者雷德芬在其新书《宇宙空难》中称,英国政府在偏远的威尔士谷设立了高度机密的基地,用来保存失事外星人的尸体。而美国的一份杂志甚至宣称,美国政府的一份机密文件表明,在美国政府有关部门手中至今仍有一名UFO空难事故幸存者。
但是,必须指出的是,所有这些近乎现代神话的目击报告和报道,虽然触发了擅抓商机的好来坞编剧们的创作灵感,却从来没有得到任何国家的官方证实,或是经过严肃缜密的科学实证。相反,到目前为止,科学调查证明,绝大多数所谓UFO报告都是由人类活动和地质、天文、大气和生物发光等现象引起的——不计其数的所谓UFO报告并不能证明,天外来客曾光顾我们这个星球。
而绝大多数的科学家相信,完全不可想像能有这样一艘飞船可以从几十光年到几百光年的星系飞临地球——即使它以五分之一的光速飞行,其每秒钟所需的能量也要相当于一颗650万吨级的原子弹;而从离太阳系最近的星系运送1吨的物质到地球,如果它以接近光速运动的话,它所要的能量就将超过目前地球上人类全年的能耗1000倍。
克隆大事记
1885年 August Weismann提出细胞遗传信息决定细胞功能的理论
1902年 Walter Sutton证明染色体携带遗传信息
同年,Hans Spemann 发现胚胎早期细胞保留了个体的所有信息
1928年 Hans Spemann 进行了首次核移植实验
1938年 Hans Spemann预言了克隆高级生物的可能性
1944年 Oswald Avery 发现遗传物质存在于细胞中的核酸中
1952年 Briggs 和 King克隆了蝌蚪
1953年 Watson and Crick发现DNA双螺旋结构
1958年 F.E. Steward利用完全分化的胡萝卜根细胞,培养出了胡萝卜植株
1962年 John Gurdon 声称通过成年蛙细胞成功克隆蛙
1963年 J.B.S. Haldane 创造“克隆”(clone)一词
1966年 基因编码规律被发现
1967年 DNA连接酶被分离
1969年 分离第一个基因
1970年 首次分离DNA限制性内切酶
1972年 第一个重组DNA分子产生
1978年 科幻作家David Rorvik发表其颇有争议的小说《In His Image: The Cloning of a Man》描述了一个富翁买通科学家“克隆”了他自己的过程,由此引起了关于克隆伦理的讨论
1979年 Karl Illmensee 宣布运用核移植法成功克隆了3只小鼠,但该结果没有得到科学界公认
1980年 美国联邦高等法院规定“人造生命享有专利”, 这一法案引起了一股建立生物技术公司的热潮,开创了生物技术的新时代
1983年 Kary B. Mullis发明PCR法
1984年 丹麦科学家Steen Willadsen成功利用胚胎细胞克隆出一头绵羊,这是首次证实的通过核移植技术克隆哺乳动物
1985年 Willadsen 加入了Grenada Genetics,参与了利用克隆技术培育奶牛的项目。和Grenada Genetics公司一样,许多生物技术公司也看到了克隆技术潜在的商业前景,纷纷加入,开辟了一个生物产业化的新时代
1986年 Steen Willadsen 在Grenada Genetics成功运用已生长一周的胚胎细胞克隆出一头母牛。这项工作证明细胞的遗传信息并未随细胞的分化而消失,分化细胞能够恢复其全能性。虽然这一成果未公开发表,但启发了“多莉之父”Ian
Wilmut尝试用成年体细胞作为克隆供体细胞,从而在1996年成功培育出了多莉。
同年,威斯康星大学的Neal First, Randal Prather, 和Willard Eyestone几乎与Steen Willadsen
同时完成了早期胚胎细胞克隆母牛的实验。
1990年 人类基因组计划开始
1995年7月, 苏格兰Roslin研究所的Ian Wilmut 和Keith Campbell 运用早期分化的胚胎细胞克隆出了两头绵羊,命名为Megan
和Morag, 这被看作是多莉诞生的前奏
1996年7月5日 第一个用成年体细胞克隆产生的哺乳动物---------绵羊多莉(Dolly)诞生
1997年3月4日 鉴于多莉诞生引起的对人类克隆问题的争论,克林顿政府宣布美国联邦政府在5年内将不会投资与人类克隆相关的研究,同时要求国家生物伦理顾问委员会对相关的研究项目作出评估。
1997年12月5日 哈佛大学Richard Seed宣布他将在禁止克隆人类的联邦法律出台以前完成人类的克隆。此举对于已呈白热化的有关人类克隆和伦理的讨论无异火上浇油。
1998年7月 夏威夷大学Ryuzo Yanagimachi, Toni Perry, 和Teruhiko Wakayama 宣布自 1997年10以来他们已经成功运用成年体细胞克隆出了50只小鼠。他们运用的由Wakayama业余时间发明的Honolulu技术比用于克隆多莉的技术更加先进和有效。
1999年9月 美国A&M大学研究人员用来自一头21岁公牛的体细胞作为供体克隆出一头小牛
1999年 英国PPL公司获得批准在新西兰培育含有人类基因的克隆羊
2000年3月 PPL公司宣布成功培育5只克隆猪
2000年8月 英国政府允许克隆人类胚胎供医学研究之用
2000年8月 日本科学家宣布培育出克隆猪Xena
寻求生命起源的历程:我们可能都是外星人
■一个生命的开始
在一颗绕着不知名的恒星轨道运转的彗星肚子里,一个只在显微镜下才看得到的外星人静静地躺卧着,正在安稳地休眠。在这片茫茫宇宙的某处——或许是一个像地球一样的地方——一个更大的目的地正在等待着这个微生物。它或许会变成线虫,或许变成一朵玫瑰,也没准儿会变成一位少年。
生命毕竟还是顽强的,而且就靠着变化来保持活力。
经过一段时间,引力发生了一些似乎是积极的,但又偏离常规的巧妙作用。于是,这颗彗星从它的恒星轨道里,就像弹弓上的石头一样被弹射了出来。在长达一亿多年的时间里,它静静地从恒星之间的漆黑而广漠的宇宙空间滑过。随后,引力开始发挥作用了。另外一颗恒星开始牵引这颗彗星,并把它拽进了自己的势力范围。
几颗巨大的气体状的行星呼啸着飞过,它们的巨大形体也牵引着这颗彗星,并略略改变了它的路线。在它面前变得越来越大的,是一颗庞大的蓝色和褐色两色的星球——水和陆地,或许还有空气。然后,带着只有宇宙空间才能聚集起来的巨大力量,这颗彗星撞击在眼前这颗星球的表面上。彗星碎裂开来,那颗外星的微生物却活了下来,从它的保护壳体里钻出来,开始像魔鬼一样地传播起来。
38亿年前,生命就这样在地球上开始了。或者应该说,这就是一个被称作胚种论的关于生命起源的理论的一段叙述。
■旧论新生
胚种论一直在非常费力地争取大多数科学家的支持,直到最近的两项发现,才给这种理论注入了新的活力。
发现之一,在2000年10月27日的《科学》杂志上所报道的一项研究表明,宇宙中的飞石可能具有在行星之间成功地运送生命的可能性。发现之二,2000年10月19日的《自然》杂志上报道,另一组研究人员宣称它们已经找到并且使地球上休眠的细菌复活。这些细菌以孢子的形式,在新墨西哥州的盐结晶中已经藏身了2亿5千万年。科学家们认为,这第二项发现的意义是深远的,它意味着如果进一步的研究能够证实这些发现的话,那么就意味着细菌孢子是近乎不死的。
如果你能够不死的话,几十亿年的恒星际旅行又算得了什么呢?
“直到最近,胚种论还没有被当作一种科学假说。”这种学说的头号拥护者钱德拉·维克兰姆辛格说道,“但是现在情况不同了。”
对各个研究领域的十几位科学家的采访,已经清楚地表明:胚种论,或者至少是这个理论的一些方面,已经即将被那些研究生命起源的地点和方式的科学家们作为首要的课题来对待。目前占主要地位的观点仍然认为,生命是在陆地的环境中,在化学反应后自发产生的,但是胚种论的拥护者们则力图表明,这样的奇迹几乎在任何地方都能够发生。
■胚种论起源和演变
宇宙中到处都存在着生命的种子的说法,是希腊的哲学家阿那萨格拉斯最早提出来的。在十九世纪初,法国的化学家路易斯·巴斯德认为,地球上根本不可能自发地产生生命。英国物理学家凯文勋爵和其他人也马上加入了巴斯德支持者的行列,并且提出,生命有可能来自于宇宙空间。
但是在现代科学界,胚种论却举步维艰。实际上,只有两位研究者一直奋力高举着胚种论的大旗。其中一位是著名的弗雷德·霍伊尔爵士,曾经以其恒星结构的研究和恒星中化学元素的来源而闻名于世。过去三十年来,他一直与钱德拉·维克拉玛辛格共同开展研究工作。他们两人成了现代胚种起源论当然的先驱。
上个世纪的70年代,维克拉玛辛格和霍伊尔在遥远的恒星周围的尘粒中发现了据他们认为是生命痕迹的东西。这两人随之将胚种论扩展开来,并提出,正是从宇宙空间不断落下的改变生命的物质——其中包括随着太阳活动而周期性到来的微生物——影响了生命进化的过程。这些生命活动的种子仍然在不断降临在人间。
“这种细菌,或者至少是他们的孢子,能够存活的时间是长得惊人的,这也就使它们借助着陨星在行星之间进行传送成为可能。”伦敦自然历史博物馆的一位陨星研究员马修·根格说,“细菌孢子在处于它们独特的生命悬停状态时,或许可以在宇宙飞石从一颗行星飞往另一颗行星的几百万年之中保持存活。”但是,根格也和其他的科学家一样提醒人们,在新墨西哥州的盐晶体中发现的两亿五千万年前的细菌并不能完全说明问题。
不管怎样,早期的研究者们已经在三千万年前的琥珀里发现了能够繁殖的细菌孢子。而2000年在南极深处发现的活着的微生物使人们对于生命能够生存的极端条件又有了新的认识。在学术界,几乎无人怀疑生命是极其顽强的,而且能够存活非常非常漫长的时间。
■地球向外输出了生命吗?
其实在眼下胚种论复兴造成的热闹气氛里,人们似乎忽略了“生命无所不在”这一理论的另一面:既然生命有可能从某个地方来到这里,那么为什么地球上的陨石就不可能在很久以前就脱离出去,把生命送到了其他行星或者恒星系统里去了呢?
“很有可能在今天的宇宙中就有地球的细小碎片,有些上面就携带着微生物,他们可能就是在几百万年之前从地球上被撞击下去的。”根格说,“这些碎片有可能到达木星的卫星,如果运气非常好的话,他们能够让那上面有水的海洋洒满微生物。”
“在现实中,这样的事情发生的机会,大约和一个人被蒙上眼睛,被飞机运到另一个大陆上,然后自己找到了路摸回家差不多。”
根格和许多学者都认为,似乎更为合理的生命传送景象——如果它曾经发生过,并且就目前能够找到的一点点物证来看——应当是以火星为起点,并来到了地球上。最近在火星表面下面发现了水,让许多领域的研究人员兴奋不已,因为这意味着那里曾经存在过的任何生命还可能仍然存在着。
“微生物曾经深藏在被星体冲击所掉落的陨石之中,搭乘着便车在火星和地球上进行过传送,我认为这几乎是无法避免的事情。”物理学家保罗·达维斯这样说道,他就是《第五奇迹:生命起源和意义的探索》一书的作者。达维斯觉得生命有可能在两个方向进行传送,但是根据对几十亿年前世界状态的假定,他更倾向于火星向地球传送生命的说法。
对于生命起源来说,火星是一个更有利的环境,”达维斯解释道,“作为一个比地球小的行星,它冷却更快,因此在深层生活(未受到星体撞击)的微生物的缓和地带就变得更深。陨石从火星来到地球要比反过来进行容易一些,因为火星的引力要更小一些。”
达维斯认为,必须由岩石作为保护性的载体,才能将生命从一个行星运送到另一个行星,对这一理论他的信念坚如磐石。对于胚种起源论原先信奉的“单个的微生物在外太空飘荡”的观点他嗤之以鼻。
“我仍然相信,生命靠着这样单个飘游的方式从一个星系跳到另一个星系是极其不可能发生的事情,很大程度上就是因为辐射危险的存在。”达维斯说道,“这样的传送过程在陨石的内部还有可能发生,但是一块从地球上被撞落的陨石又撞上太阳系以外的另一颗地球一样的行星,这样的机会小得无法计算。”
■谜团尚待揭开
维克拉玛辛格,那位胚种理论的主要捍卫者,提出了一个不同的观点:
“当然并不是所有的微生物都能够在星际空间中存活下来,”维克拉玛辛格说,“但是离开一个太阳系的微生物到达另外一个行星形成的地点,哪怕只要有很小的一块存活下来,也会使胚种论比起生命从一个新的地点完全从无到有的理论更加站得住脚。”
尽管有了这么多新的重要发现,我们仍然无法彻底弄清生命是怎样、又从何处开始的。可是寻求生命起源的历程已经由此变得奇妙有趣了,因为我们知道自己全都有可能是外星人。
如何判断吃盐多少?
世界卫生组织号召人们每天摄入的盐不要超过6克,否则会增加高血压、心脏病和中风的危险。但如何才能知道自己一天中吃进了多少盐呢?有一个简单的判断方法。
日常饮食中,人们对盐的摄入主要来自饭菜和其他食品中。饭菜中盐的含量没办法做到精确的判断,尤其是在餐馆里吃饭时,只能根据食物的咸、淡来猜测。但是,从超市里买回来的带包装的食品上,大部分都标明了盐或钠的含量。盐由钠和氯化物组成,只要把包装上钠的含量乘以2.5,就是盐的含量。
知道了这个道理,我们就可以通过食品包装上的标识,判断一种食物中是否含盐过多,以及自己每天吃的盐是否超标。英国食品标准局给出的标准是:对于一个成人来说,如果食品包装上注明每100克含1.25克以上的盐或0.5克以上的钠,即表示含盐量超标了;如果注明每100克含0.25—1.25克的盐或0.1—0.5克的钠,说明含盐量是适度的。对于儿童来说,不同的年龄段对盐的摄入标准也不相同:0—6个月的婴儿,每天应不超过1克;7—12个月的婴儿为每天1克;1—3岁的儿童为每天2克;4—6岁为每天3克;7—10岁为每天5克;11—14岁以上为每天6克。
此外,减盐运动还提醒大家,平时要少吃腌制食品、少喝汤、少吃方便面,因为汤料中平均含有60%的盐,喝越多的汤就是吃进越多的盐。
多吃主食保护大肠
英国剑桥大学最近在一项研究中,分析了10多个国家的人的饮食习惯和癌症之间的关系,结果发现,食用淀粉类食物越多,小肠、结肠和直肠癌的发病率越低。比如,以肉类食物为主食的澳大利亚人,结肠癌发病率是以淀粉类食物为主食的中国人的4倍。
所谓淀粉类食物,主要指富含碳水化合物的主食,如大米、玉米、小麦等,以及根茎类蔬菜,如土豆、山药、薯类等,此外,还包括各种豆类和香蕉等含淀粉比较多的水果。
研究人员指出,淀粉类食物主要通过两种方式抑制肠癌:一是当淀粉进入肠道后,经一系列反应有助于增加粪便,促使结肠排泄,加速致癌代谢物排出体外。二是淀粉在肠内经发酵酶作用,会产生大量的丁酸盐。实验已经证明,丁酸盐是有效的癌细胞生长抑制剂,它能够直接抑制大肠细菌繁殖,防止大肠内壁可能致癌的细胞产生。
在生活中应该如何选择含淀粉的食物呢?对于忙碌的上班族来说,超市中粗加工未经去除谷皮的全谷食物,如谷类面包应是首选。购买谷类面包时要注意识别:如果成分表的第一位就是谷类,说明它的谷类含量的确丰富;如果谷类成分排在其他成分或者糖的后面,说明这种食物里谷类成分不多。还有一个方法是:用手拿着面包,如果感觉面包密实紧凑,有明显的麦粒,就是谷类含量丰富的面包。
除了谷类面包以外,用荞麦做成的面条、凉粉、烙饼、蒸饺和米饭等主食也是不错的选择。富含B族维生素、维生素E的五谷杂粮粥,比如腊八粥、八宝莲子粥、荷叶粥等则更适合中老年人食用。
吃维生素C饮食禁忌:远离海鲜 不和牛奶同服
维生素C又称为抗坏血酸,它具有增强人体抵抗力、延缓衰老、美白皮肤等作用,成为家庭小药箱中的必备药物。然而,具有高度还原性的维C是维生素家族中颇为活跃的一员,性质非常不稳定,容易与多种食物或药物发生化学反应,使其疗效降低或失效,严重时甚至还可产生有毒物质。
与虾同食,中毒
近些年,由于工业废水处理不当、杀虫农药使用不当,造成地面水和海水的污染,使水中含砷量增加。水中的虾和海带等部分动植物中,砷的含量也明显升高。砷又分为三价砷和五价砷,五价砷基本无毒,三价砷毒性剧烈,人们熟知的剧毒品砒霜就是三价砷。而在河虾或海虾等软甲壳类食物中,因环境污染,含有浓度很高的五价砷化合物。
五价砷虽然无毒,但若与维C,特别是大剂量维C同时服用时,由于维C具有还原作用,可将虾体内的五价砷还原为三价砷,会严重危及人体的健康。因此,因病情需要服用大剂量维生素C的朋友,应与虾类食物划清界限。为了预防不测,即使服用小剂量维生素C的朋友们,也应暂时和虾类保持距离,否则,长期如此,可产生慢性砒霜中毒,出现乏力、肢麻、皮炎、贫血、肾功能减退等症状。
与猪肝同食,失效
维生素C还很容易被氧化剂氧化而失去生理活性。如果遇到铜、铁等金属离子时,其氧化就更加迅速。维C对铜离子尤为敏感,即使是微量的铜离子,也能使维C的氧化速度加快1000倍。猪肝中铜、铁元素含量非常丰富,所以,如果维C与猪肝同服,猪肝里面的铜离子、铁离子会使维生素C迅速氧化为脱氢抗坏血酸,而失去原来的功能。
在服用维生素C时,也不宜大量食用奶酪、鸡蛋、牛奶、动物内脏等富含维生素B2的食物。这是因为维生素C具有还原性,维生素B2具有氧化还原性,且其氧化性大于还原性,二者合用时,不仅维生素C会因氧化还原反应而失去疗效,而且这些食物中的维生素B2也无法在体内发挥应有的作用,可谓“两败俱伤”。
此外,在服用维C时,也不宜大量进食黄瓜、胡萝卜、南瓜等蔬菜,这是因为这些蔬菜中含有维生素C分解酶,可使维生素C遭到破坏而失去疗效。
吸烟别用维C
医学研究表明吸烟者血清、白细胞及尿中维生素C的含量均低于正常,而具有抗氧化作用的维生素C可增强人体的抵抗力,减轻吸烟的危害,因此,通常建议吸烟者应适量补充维生素C。
但以色列海法理工大学和班拉医院的联合研究小组发现,吸烟会使唾液中的维生素C转变性能,成为对身体健康有害的物质。因此,这个研究小组建议,如果一时难以戒烟,那至少应该放弃吸烟的同时服用维生素C的习惯。
5种蔬菜汁营养高
胡萝卜汁:能提高人的食欲和免疫力,可以显著减轻溃疡症状,缓解结膜炎,保护视觉系统。哺乳期的母亲每天多喝些,分泌出的奶汁质量会更高。
芹菜汁:可作为利尿和轻泻剂以及降压良药。由于芹菜的根叶含有丰富的维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素C和维生素P,因此尤其适合维生素缺乏者饮用。
圆白菜汁:可促进造血机能的恢复,抗血管硬化,对于阻止糖类转变成脂肪、防止胆固醇沉积具有良好的功效。当牙龈感染引发牙周病时,饮用圆白菜和胡萝卜混合汁,可以起到清洁口腔的作用。
黄瓜汁:在强健心脏和血管方面具有重要作用,能调节血压,预防心肌过度紧张和动脉粥样硬化,还可使神经系统镇静、增强记忆力。黄瓜汁所含的许多元素都是头发和指甲所需要的,能预防头发脱落和指甲劈裂。
番茄汁:含有大量柠檬酸和苹果酸,对机体新陈代谢大有裨益,可促进胃液生成,加强对油腻食物的消化。其中的维生素P有保护血管、防治高血压的作用。
微生物,一样的精彩
在大自然中,生活着一大类人的肉眼看不见的微小生命。无论是繁华的现代城市、富饶的广阔田野、还是人迹罕见的高山之巅、辽阔的海洋深处,到处都有它们的踪迹。这一大类微小的"居民"称为微生物,它们和动物、植物共同组成生物大军,使大自然显得生机勃勃。微生物王国是一个真正的"小人国",这里的"臣民"分属于细菌、放线菌、真菌、病毒、类病毒、立克次氏体、衣原体、支原体等几个代表性家族。这些家族的成员,一个个小得惊人。就以细菌家族的"大个子"杆菌来说,让3千个杆菌头尾相接"躺"成一列,也只有一粒米那么大;让70个杆菌"肩并肩"排成一行,刚抵得上一根头发丝那么宽;相当于全地球总人口数(50多亿)那么多的细菌加在一起,才只有一粒芝麻的重量。微生物如此之小,人们只能用"微米"甚至更小的单位"埃"来衡量它。大家知道,1微米等于1‰毫米。细菌的大小,一般只有几个微米,有的只有0.1微米,而人的眼睛大约只有分辨0.06毫米的本领,难怪我们没法看见它了。微生物是怎样被人们发现的呢?说来有趣。300年前,荷兰有个名叫列文虎克的人,他读书虽然不多,但热爱科学,富有刻苦钻研的精神,还有一手高明的磨制放大镜技术。他用自己磨制的镜片,制作了一架能把原物放大200多倍的简单的显微镜。一天,列文虎克从一个老头的牙缝里取下一点残屑来观察,竟然发现那里面有无数各种形状的小家伙蹦来跳去。他惊奇得几乎不相信自己的眼睛。列文虎克精心地把这些小家伙的形状描绘下来,他说:"这个老头嘴里的'小动物',要比整个荷兰王国的居民多得多……"这以后,
他继续观察了各种容器的积水,以及河水、井水、污水等,都发现有这样一个芸芸众生的"小动物"世界。列文虎克第一个通过显微镜看到了细菌,为人类敲开了认识微生物的大门。从此,人们借助显微镜--揭开了微生物的奥秘。
当然,微生物也有看得见的。比如食用的蘑菇,药用的灵芝、马勃等都是微生物。生物学家曾在原捷克斯洛伐克发现一种巨蕈,属于真菌族微生物范畴,你猜它有多大?--直径4米多,重达100多千克
。它不仅是微生物大家族中的"巨人",而且在整个生物世界里也不算"小个子"了。
微生物王国奇观
微生物是地球上最早的"居民"。假如把地球演化到今天的历史浓缩到一天,地球诞生是24小时中的零点,那么,地球的首批居民--厌氧性异养细菌在早晨7点钟降生;午后13点左右,出现了好氧性异养细菌;鱼和陆生植物产生于晚上22点;而人类要在这一天的最后一分钟才出现。微生物所以能在地球上最早出现,又延续至今,这与它们特有的食量大、食谱广、繁殖快和抗性高等有关。个儿越小,"胃口"越大,这是生物界的普遍规律。微生物的结构非常简单,一个细胞或是分化成简单的一群细胞,就是一个能够独立生活的生物体,承担了生命活动的全部功能。它们个儿虽小,但整个体表都具有吸收营养物质的机能,这就使它们的"胃口"变得分外庞大。如果将一个细菌在一小时内消耗的糖分换算成一个人要吃的粮食,那么,这个人得吃500年。微生物不仅食量大,而且无所不"吃"。地球上已有的有机物和无机物,它们都贪吃不厌,就连化学家合成的最新颖复杂的有机分子,也都难逃微生物?口"。人们把那些只"吃"现成有机物质的微生物,称为有机营养型或异养型微生物;把另一些靠二氧化碳和碳酸盐自食其力的微生物,叫无机营养型或自养型微生物。微生物不分雌雄,它的繁殖方式也与众不同。以细菌家族的成员来说,它们是靠自身分裂来繁衍后代的,只要条件适宜,通常20分钟就能分裂一次,一分为二,二变为四,四分成八,……就这样成倍成倍地分裂下去。如果按这个速度计算,一个细菌24小时内能产生2.2e43个后代,总重量为2.2e28克,相当于4个地球的重量
! 虽然这种呈几何级数的繁衍,常常受环境、食物等条件的限制,实际上不可能实现,即使这样,也足以使动植物望尘莫及了。微生物具有极强的抗热、抗寒、抗盐、抗干燥、抗酸、抗碱、抗缺氧、抗压、抗辐射及抗毒物等能力。因而,从1万米深、水压高达1
140个大气压的太平洋底到8.5万米高的大气层 ;从炎热的赤道海域到寒冷的南极冰川;从高盐度的死海到强酸和强碱性环境,都可以找到微生物的踪迹。由于微生物只怕"明火",所以地球上除活火山口以外,都是它们的领地。微生物当然也要呼吸,但有的喜欢吸氧气,是好氧性的;有的则讨厌氧气,属于厌氧性的;还有的在有氧和无氧环境下都能生存,叫兼性微生物。微生物不仅能吃,而且还贪睡。据报道,在埃及金字塔中三四千年前的木乃伊上仍有活细菌。微生物的休眠本领也令人惊叹不已。
居位显赫的细菌
自从德国乡村医生劳伯?柯赫第一个猎获病菌以后,细菌这个名字就常常和疾病联系在一起。因为人和动植物的许多传染病,都是由细菌作祟引起的,所以人们对它总有一种厌恶和恐惧的感觉。其实,危害人类的细菌只是一小部分,大多数细菌不仅能和我们和平共处,还为人类造福。例如,地球上每年都要死亡大量动植物,千万年过去了,这些动植物的遗体到哪里去了呢?这就是细菌和其他微生物的功劳
。它们能把地球上一切生物的残躯遗?吃"个精光,同时转化成植物能够利用的养料,为促进自然界的物质循环立下了汗马功劳。更何况许多细菌在工农业生产上起着重要的作用呢!在显微镜下,我们看到的细菌,大致有三种形状:个儿又胖又圆的,叫球菌;身体瘦瘦长长的,是杆菌;体形弯弯扭扭的,称螺旋菌。不论哪种形状,它们都只是单细胞,内部结构和一个普通的植物细胞相似。它的外面有一个坚韧而有弹性的"外壳",称为细胞壁,细菌就靠它来保护自己的身体。紧贴细胞壁内部有一层柔韧的薄膜,叫细胞膜,它是食物和废物进出细胞的"门户"。细胞膜里面充满着粘稠的胶体溶液,这是细胞质,其中含有各种颗粒和贮藏物质。有的细菌有细胞核,但比大生物的细胞核简单得多,因此人们叫它原核细胞。多数细菌是不会运动的,只是由于它们体微身轻,所以能借助风力、水流或粘附在空气中的尘埃和飞禽走兽身上,云游四方,浪迹天涯。也有一些细菌身上长有鞭毛,好像鱼的尾巴,能在水中扭来摆去,细菌便游动起来,速度还挺快。有人观察,霍乱弧菌凭借鞭毛的摆动,1小时内能飞奔18厘米,这段距离相当于它身长的9万倍!细菌中,有的"赤身裸体",一丝不挂;有的却穿着一身特别的"衣服",这就是包围在细胞壁外面的一层松散的粘液性物质,称为荚膜
,它既是细菌的养料贮存库 ,又可作为"盔甲",起着保护层的作用。对病菌来说,荚膜还与致病力密切相关,比如肺炎球菌能使人得肺炎,但若失去了荚膜,就如解除了武装,没有致病力了。当细菌遇到干燥、高温、缺氧或化学药品等恶劣环境时,它们还能使出一个绝招,就是几乎全部脱去身体中的水分,从而使细胞凝聚成椭圆形的休眠体,这就是芽孢。芽孢在干燥条件下过几十年仍有活力,一旦环境变得适宜,芽孢就会吸水膨胀,又成为一个有活力的菌体。单个细菌是无色透明的,为了便于鉴别,需要给它们染上颜色。1884年丹麦科学家革兰姆创造了一种复染法,就是先用结晶紫液加碘液染色,再用酒精脱色,然后用稀复红液染色。经过这样的处理,可以把细菌分成两大类,凡能染成紫色的,叫革兰氏阳性菌;凡被染成红色的,叫革兰氏阴性菌。这两类细菌在生活习性和细胞组成上有很大差别,医生常依据细菌的革兰氏染色来选用药物,诊治疾病。为纪念革兰姆,复染法又称革兰氏染色法。细菌家族的成员,如果固定在一个地方生长繁殖,就形成了用肉眼能看见的小群体,叫菌落。菌落带有各种绚丽的色彩,如绿脓杆菌的菌落是绿色的,葡萄球菌的菌落是金黄色的。细菌菌落的形状、大小、厚薄和颜色等特点,是鉴别各种菌种的依据之一。弗莱明就是通过观察到金黄色的葡萄球菌发现"吃"掉葡萄球菌的青霉素,划时代地揭开了抗生素的秘密。
战功累累的放线菌
医生常常使用链霉素、红霉素这一类抗生素治病,使许多病人转危为安。抗生素的主角就是大名鼎鼎的放线菌。放线菌的个体由一个细胞组成,这与细菌十分相似,因此它们常被当作细菌家族中的一个独立的大家庭。不过,放线菌又有许多真菌家族的特点,例如菌体由许多无隔膜的菌丝体组成,所以从生物进化的角度看,它是介于细菌与真菌之间的过渡类型。放线菌有许多交织在一起的纤细菌体,叫菌丝。这些菌丝分工不同,有的"埋头大吃",这是专管吸收营养的基质菌丝;有的朝天猛长,这是作为放线菌成长发育标志的气生菌丝。放线菌长到一定阶段便开始"生儿育女"。它们先在气生菌丝的顶端长出孢子丝,等到成熟之后,就分裂出成串的孢子。孢子的外形有的像球,有的像卵,可以随风飘散,遇到适宜的环境,就会在那里"安家落户",开始吸水,萌生成新的放线菌。放线菌大量存在于土壤中。它们中绝大多数是腐生菌,能将动植物的尸体腐烂、"吃"光,然后转化成有利于植物生长的营养物质,在自然界物质循环中立下了不朽的功勋。还有一种叫弗兰克氏菌,生长在许多非豆科植物的根瘤里,能固定大气中的氮,成为植物能利用的氮肥。放线菌还有许多贡献。目前发现的几千种抗生素中,有一半以上是由放线菌产生的。它的菌落颜色鲜艳,呈放射状,对人体无害,因此,人们常用它作食品染色剂,既美观,又安全。利用放线菌还可以生产维生素B12
、蛋白酶和葡萄糖异构酶等医药用品。虽然个别类的放线菌对人类有害,例如分枝杆菌能引起肺结核和麻风病等,但这些比起放线菌的功绩来,实在是微不足道的。
家族庞大的真菌
真菌是微生物王国中最大的家族,它的成员约有25万多种。真菌这个名字听起来好像比较陌生,其实生活中你经常接触到它。例如,味道鲜美的蘑菇,营养丰富的银耳、木耳,延年益寿的灵芝,利水消肿、健脾安神的茯苓,保肺益肾、止血化痰的冬虫夏草,诸如此类早为人们所熟悉的名菜佳肴、珍奇药物,都是真菌大家族的成员;酿酒、发面、制酱油,都离不开酵母菌或霉菌的帮助,而它们正是真菌大家族的杰出代表。从生物进化的过程来看,真菌的诞生要比细菌晚10亿年左右,所以它是微生物王国中最年轻的家族。它们和细菌、放线菌最根本的区别,是真菌已经有了真正的细胞核。因此人们把真菌的细胞叫做真核细胞。从原核细胞发展到真核细胞,是生物进化史上的一件大事。真菌具有多细胞结构,能产生孢子进行有性和无性繁殖。虽然蘑菇、猴头这一类真菌长得又高又大,样子很像植物,但它们的细胞壁里还没有纤维素和叶绿体,不能像植物那样产生叶绿素,这是它与植物的重要区别。真菌为人类食品提供了重要来源,它们中有许多本身就是名贵的中药材。利用真菌还可以生产多种抗生素。真菌不仅在传统酿造和食品工业中发挥了重要作用,而且在现代工业中也大显身手。人们利用各种不同的霉菌,制取各种酶制剂以及许多重要的工业原料和试剂,并且还可以作为高效饲料发展养殖业。但是,真菌也会给人类带来许多危害。梅雨季节,家具、衣服都会长出白"毛";阴湿的仓库里,粮食、蔬菜、水果常常腐烂变质;许多人染上了灰指甲病和各种癣病等等,都是真菌在作怪。1960年夏天,英国某地有10多万只火鸡莫名其妙地死去,当时谁也说不清是什么病,就称为"火鸡X病"。以后人们才搞清楚,原来这些火鸡因为吃了发霉的花生粉饼,而发霉的花生饼中含有一种由黄曲霉菌产生的毒素叫黄曲霉毒素。这是一种很强的致癌物质,能引起许多动物的肝癌,并且与人的肝癌也有一定的相关性。因此,我们对于真菌的基本态度是,认清敌友,扬长避短,让它为人类作出更大的贡献。
罪恶昭彰的病毒
病毒比细菌小得多,只有用能把物体放大到上百万倍的电子显微镜才能看到它们。一般病毒,只有一根头发直径的万分之一那么大。病毒比细菌简单得多,整个身体仅由核酸和蛋白质外壳构成,连细胞壁也没有。蛋白质外壳决定病毒的形状。它们中有的呈杆状、线状,有的像小球、鸭蛋、炮弹,还有的像蝌蚪。病毒不能单独生存,必须在活细胞中过寄生生活,因此各种生物的细胞便成为病毒的"家"。寄生在人或其他动物身上的病毒称为动物病毒,人类的天花、肝炎、流行性感冒、麻疹等疾病,动物的鸡瘟、猪丹毒、口蹄疫等,都是因为病毒寄生于人体及畜禽细胞而引起的。寄生在植物体上的叫植物病毒,烟草花叶病、大白菜的孤丁病、马铃薯的退化病等等都是由植物病毒引起的。寄生在昆虫体上的病毒是昆虫病毒,由于这种病毒可以有效地杀死害虫,所以近年来被当作生物农药广泛使用。还有一类病毒生活在细菌体内,以菌为食,因此被称为噬菌体,是细菌病毒。病毒所依赖的活细胞叫寄主,一般每种病毒都有特定的寄主,例如脑炎病毒只能在脑神经细胞内寄生。寄主养活了病毒,而病毒却"恩将仇报",反过来危害寄主。以人体为寄主的脊髓灰质炎病毒可以导致小儿麻痹症的发生;由流行性腮腺炎病毒引起的腮腺炎
,至今还使许多儿童深受其害 。1801年,拿破仑派遣了2.5万士兵进军西印度洋的卡伊德岛准备镇压当地黑人 。由于军队染上了"黄热病",结果病死2.2
万多人,只好不战自败。直到1902年才查明:引起"黄热病"的元凶是黄热病毒。病毒的寄生性为消灭病毒带来了困难,因为消灭病毒或多或少都要伤害寄主。只有在人们认识到动物自身具有免疫机能之后,才逐渐掌握了对付病毒的办法--人工免疫。最简单的生命体是类病毒
,它的个体只有病毒个体的1/70,只有核酸,别无其他组成物质。类病毒与病毒性质相似,也具有寄生性,可以引起小麦矮化病等症。
芒草可发电 一吨发电量同3桶原油
这种草美国欧洲日本都有,一吨发电量相当于3桶原油
“没有花香,没有树高,我是一棵无人知道的小草。”如果时至今日你仍然认为草的作用就像歌曲《小草》所唱的那样微不足道,可就大错特错了。最近科学家们发现,草竟是一种效果非常好的清洁能源。在这个能源匮乏的时代,小草的低投入高产出,无疑为苦恼着的人们增加了一种新的能源解决办法。
“高个子”芒草提供电力
科学家发现,一种“个子”高高、具有装饰作用的植物能够提供数量可观的能源,且决不会引起全球变暖。这种植物名叫芒草,生长在欧洲和美国。在美国伊利诺伊州进行的田间实验表明,无论从经济角度还是从环保角度来看,芒草都是能提供可持续能源的有效植物。
伊利诺伊大学的研究人员去年从实验田平均每公顷收获了60吨芒草。“如果全州8%的土地种上芒草,即使按每公顷收获30吨计算,我们就能为伊利诺伊州收集到足够的干物质来提供电力,这当中也包括芝加哥城。”参加研究的伊利诺伊大学教授史蒂夫·朗对路透社记者说。
无独有偶。在英国科学促进会举办的会议上,英国都柏林三一学院教授迈克·琼斯也表示,在爱尔兰10%的耕地上种植芒草,就能够解决该国30%的电力供应。
对环境有很大贡献
科学家认为,这种通常能长到14英尺(约合4.27米)的四季常青型植物能够抵消化石燃料对地球空气的影响。“虽然这些植物在燃烧时会向空中排放二氧化碳,但在它们的生长过程中,会吸收大量空气中的二氧化碳。所以算起来,它们对空气中二氧化碳含量的影响为零。”朗解释说,这一点与烧煤不同,烧煤会增加大气中二氧化碳的含量。
朗认为,人们并没有意识到,用作能源的芒草可以减轻大气中二氧化碳的含量。“我们想指出的是,我们研究的这些新兴植物真的可以(在减轻温室效应上)做出特别大的贡献,而且它们还不需要技术上的很大突破。”
为治理全球变暖,1997年通过的《京都议定书》计划到2008年至2012年,与1990年相比,全球减少5.2%的温室排放量。
与煤混合发电效果好
在美国,科学家们正在考虑将农作物与煤以1∶1的比例混合来发电。这项技术适应一部分现有的发电站,而另一部分发电站只需做一些改变就可利用此技术。
在农作物的选择上,科学家们倾向于杂交后的芒草。这种芒草产自日本的高纬度地区,其树叶是银色的,有点像羽毛。“目前,已经开展的试验显示,这种芒草不怕害虫也不怕疾病。”琼斯说。
在欧洲,虽然芒草的产量平均只有每公顷12吨,但科研人员认为,这样依然很有推广价值。因为从能源的角度讲,这样的产量相当于36桶原油,以每桶原油60美元计算,1公顷的产值相当于2160美元。此外,芒草的收获季节与粮食作物不同,也不会影响到农业机械的使用。
哪些东西可替代石油
2004年以来,国际油价急剧攀升。据统计,石油目前在世界能源总消费量中占37%左右。在诸多新型可再生能源中,除大家耳熟能详的风能和太阳能外,生物燃料、可燃冰以及废弃塑料等都有望成为替代石油的“潜力股”。
生物燃料:生物燃料是以生物质为载体的能源,直接或间接地来源于植物的光合作用。生物质主要指薪柴、农林作物、农作物残渣、动物粪便等。地球上的植物每年生产的生物燃料量,相当于目前人类每年消耗矿物能的20倍。目前生产生物燃料大多使用的是粮食,如玉米、大豆、油菜籽、甘蔗等,将柴油和从这些作物中提取的酯混合就制成所谓的“生物柴油”。菲律宾与美国合作开发出一种以椰子油为主要成分的“生物柴油”,在减少环境污染和改进发动机性能方面都有明显成效。
可燃冰:可燃冰主要存在于深海陆坡和陆隆的浅部沉积层内,上个世纪60年代在北极气田的永久冻土下被发现。可燃冰的学名为“天然气水合物”,是在一定温压条件下,由水与天然气结合形成的一种外观似冰的白色结晶固体。一旦形成的温度、压力条件发生变化,它又会自动分解成天然气和水。“冰块”里甲烷占80%~99.9%,可直接点燃,燃烧后几乎不产生任何残渣,污染比煤、石油要小得多。
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