按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页，按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页，按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部！
————未阅读完？加入书签已便下次继续阅读！
后，人的红细胞被整个地摄入矮牵牛的叶肉细胞中。过几天后，两者相安无
事，各自都活得很自在。矮牵牛叶肉细胞慢慢长出了细胞壁（原来的细胞壁
在融合前剥去了）；而红细胞则照样履行它原先在人体里的使命——分泌血
红蛋白。这个奇特的融合细胞可以看成是一种全新的生物体系——植物和动
物的杂交体系，尽管它离开完整的杂交个体还有遥远的距离，但已经是一个
破天荒式的伟大的开端了。如果从这个开端能顺利发展下去的话，本文开头
说到的那个牛西红柿，说不定真有一天会出现在你的餐桌上呢！
细胞核移植
喧闹的大街上，一群外国友人款款走来。其中有一位青年“老外”特别
引人注目。他头上裹着厚厚的头巾，身上披着曳地长袍，脸上浮着真诚的笑
容，好奇地打量着周围的一切。导游向人介绍说：这位是古埃及王子，今年
已经 2400 多岁了……
请不要以为这是天方夜谭，这可是一群科学家筹划了许久的事，也许在
不久的将来真会发生。
要使古埃及王子复活，需要应用细胞工程中的细胞核移植技术。
让我们先从鱼类的细胞核移植说起。
鲫鱼和鲤鱼是经常出现在人们餐桌上的两种淡水鱼。它们的亲缘关系比
较近。鲤鱼幼小时常常会被误认为是鲫鱼，如果没有注意到它嘴巴边上的两
根须的话。但从总体上说，鲫鱼和鲤鱼的区别还是比较大的。鲫鱼的个子小，
长到 200～300 克就不会再长了；鲤鱼是大个子，只要一两年就能长到两三千
克重。鲫鱼肉质细嫩肥腴，鲜美可口；鲤鱼的肉较粗较老，滋味比鲫鱼逊色
多了。
80 年代初，我国武汉的一些生物科学工作者，进行了一项大胆的试验。
他们先对鲫鱼的成熟卵细胞“动手术”，设法去除掉它的细胞核。然后又从
鲤鱼的胚胎细胞中取出细胞核，让它到上述的鲫鱼细胞中“安家落户”。在
他们的精心操作之下，这种换掉了细胞核的鲫鱼卵细胞就像正常的受精卵细
胞一样，开始了不断的分裂，最终发育成面目一新的杂交鱼。这种鱼一年就
能长到 5O0 克以上，但外观形态和肉质滋味都酷似鲫鱼，只是嘴巴边上多了
两根须。
这是一次成功的细胞核移植。不难看出，细胞核移植和细胞融合一样，
能向人类提供在大自然里是难以想象的动植物新品种，从而带来巨大的经济
效益。
其实，在同种生物中使用细胞核移植技术也有巨大的价值，它能使性状
特别优异的品种迅速得到推广。道理很简单，生物个体的体细胞数量总要比
生殖细胞多得多，而体细胞细胞核里的遗传物质则与生殖细胞是一模一样
的。当人们发现了性状特别优异的动植物体后，用细胞核移植技术，就可以
把它大量的体细胞细胞核移植到同种生物的卵细胞里，培养出大量的性状特
别优异的后代。
要使移植了细胞核的卵细胞像正常的受精卵细胞那样开始分裂并发育成
胚胎，当然会有许多困难。在科学家们的努力之下，这些困难一个个迎刃而
解。例如，卵细胞要分裂，细胞核里的染色体必须先要自动加倍。科学家从
真菌中提炼出一种叫做“细胞松弛素 B”的物质，把这种物质加到卵细胞中
去，核里的染色体就会自动加倍，卵细胞的分裂就会顺利开始。
细胞核移植技术的出现可以追溯到三四十年前，英国和美国的一些科学
家相继完成了青蛙、蟾蜍的细胞核移植，培养出没有爸爸的小青蛙、小蟾蜍。
到了 1977 年，哺乳类动物的细胞核移植成功了，7 只“身世神秘”的小老鼠
来到了世上。而我国武汉的科学家们奉献的“鲤—鲫鱼”，则是不同种动物
间细胞核移植的一次创举。
现在，让我们把话题转回到古埃及王子身上吧。
在德国柏林的博物馆内存放着一具木乃伊。它的编号是 721 号，是 2340
年前的一位古埃及王子的尸体。这位王子死的时候仅一周岁。有研究者发现，
这具木乃伊身上的某些细胞仍然有生命力。这个发现使得从事细胞核移植研
究的人们大感兴趣，跃跃欲试。他们认为，把这具木乃伊的一个有生命力的
细胞的细胞核，移植到取自某位现代妇女的一个去掉核的卵细胞中，然后再
把这个卵细胞送回那位妇女的子宫，经过十月怀胎，分娩出的婴孩就应携带
着那位古埃及王子的全部遗传信息。古埃及王子就将前来领略现代风光了。
这可真是一个大胆、新奇而美丽的设想，究竟会不会变为现实呢？让我
们拭目以待。
美梦成真
美丽的神话《白蛇传》里，有这么一段感人的情节：白娘子为了救活被
吓死的丈夫许仙，闯上终南山，和守山的仙童们大战一场，终于夺下了能起
死回生的灵芝仙草，救活了许仙。
现代生物学家发现，“灵芝仙草”并非虚构，而是确实存在的一种真菌。
它有明显的抗肿瘤作用，所以，说它能“起死回生”也确有道理。遗憾的是，
也正如神话中所传说的那样，灵芝只生长在少数地区的深山老林里，产量极
低，用来治病救人远远不能满足需要。
细胞工程的出现，从根本上改变了这一局面。灵芝大量用于治病救人的
已经变成了现实。当然，那不是原来意义上的灵芝，而是灵芝细胞培养的产
物。科学家们将野生的灵芝捣碎后，放在特定的培养基中，控制好温度、光
照等条件，灵芝细胞就能迅速繁殖，产生一代又一代新的灵芝细胞。要不了
多少天，就可以收获到数百倍的新生灵芝细胞。除了少数细胞留下来投入到
又一轮细胞培养之外，大多数收获物被用来提取药用有效成份——灵芝多
糖。灵芝多糖的神奇的抗肿瘤作用，已经为大量的临床实践所证实。它的生
产和应用正在迅速推广之中。
人参，被称为“药中之王”，能大补元气，益寿延年。它的强身滋补作
用和对多种疾病的治疗作用已经为越来越多的人所认识。然而人参的生产有
一个很大的缺陷，那就是栽培期过长。从播种到收获，至少要 5 年时间。面
对着社会对人参的大量需求，细胞工程又出来大显神通了。从 70 年代起，人
参的细胞培养在日本、台湾等地相继获得成功。我国吉林省的科技人员也攻
克了这一堡垒。
人参细胞培养的周期是 25 天左右。在周期结束时，细胞培养物中，人参
的主要药理成份——人参皂甙的含量可达 6％左右。而一棵栽培了 6 年的人
参，人参皂甙的含量不过是 4．5％左右。两相对照，孰优孰劣就很明显了。
人参细胞培养还具有不受天灾、病虫害的影响，可连续进行等优点，就更不
是人参栽培所能比拟的了。
细胞培养，从原理上来说并不复杂，所需设备也比较简单，但它仍是一
门很精巧的技木。比较关键的是确定培养基的配方，特别是针对不同培养物
使用不同种类、不同数量的生长激素。另外，培养的物理条件也很重要。诸
如温度、光照、振荡频率等，都需要精心研究，仔细掌握。拿光照来说，人
参细胞在白光下生长最快，蓝、绿光下就要慢一些，红光下生长最慢，几乎
和在暗室中生长一样。而有些植物的细胞对光照的反应却正好相反。
细胞培养并非局限于植物细胞，动物细胞培养也有它宽广的天地。要进
行活动细胞融合、细胞核移植和 DNA 重组，动物细胞培养技术是必要的准备。
另外，它还被用来生产某些珍贵药品，用来检测对人和动物致癌、致畸、致
病的有毒物质。至于通过细胞培养来生产猪肉、牛肉、鸡肉，目前还仅仅是
设想。这样做在技术上是完全可行的，有待解决的是经济效益问题。
医学专家们已经完成了一件惊人之举。那就是，取下人体的一些皮肤细
胞进行培养，数十天后就得到了一块较大面积的新皮。这块新皮可以移植到
大面积的创口上。这对于烧伤病人来说是一个福音。因为传统的做法是从病
人身体其他部位切取一块健康皮肤来移植到创口上，可以想象，那该多么痛
苦！
试管牛羊的歌声
美国新泽西州有一家牧场，近年来参观的人络绎不绝。每位参观者都被
带到一座明亮的牛舍，那里有三四十头小奶牛在安静地休憩。参观者会注意
到，这三四十头小奶牛几乎是一个模子里刻出来的，连身上的黑白花斑也几
乎一模一样。自豪的牧场主会向大家介绍说，这三四十头奶牛是同一父母的
后裔。几乎同时出生。
同一对父母？这怎么可能？谁都知道，一头母牛一年只能怀一胎，每胎
一般只有一头牛犊。
牧场主会问你解释：这些小奶牛是“试管婴儿”。
你可曾听说过，动物中也有试管婴儿？
人类中的试管婴儿已经是一个不太热门的话题。自从 1978 年 7 月第一个
试管婴儿在英国诞生以来，全世界已经有上万个这样的娃娃呱呱堕地。那第
一个婴儿现在已经是个 16 岁的姑娘了，一表人才，聪明伶俐。
然而，这 10 多年来，诞生的动物试管婴儿数量更大。而且，已经显示出
了惊人的经济价值，从而吸引了更多的注意力，使许多科学家踊跃投身于这
项研究之中。
所谓“试管婴儿”，当然不是在试管里把受精卵直接培育成婴儿，而是
指在科学家的精心设计和严密控制下，精细胞和卵细胞的受精作用在试管里
完成，受精卵又在试管里发育成胚胎。这胚胎则要放入母亲本人或是“代理
母亲”（也叫“寄母”）的子宫中，再发育成胎儿。在人类，这代理母亲是
早已安排好的年龄适宜、身体健康的女性。动物代理母亲则是条件相仿的雌
兽。人类中的代理母亲，有几位在生下试管婴儿后，“视同己出”，感情上
割舍不下，惹出了几场难断的官司。对于动物，自然不用担心那种纠葛了。
动物试管婴儿的经济价值到底有多大？我们举个例子来说明。
还是看看那位新泽西州牧场主的成就吧。在美国，一头良种乳牛的价值
至少是一万美元，而良种乳用种公牛的价值则要 10 万美元以上。由于采用了
试管婴儿技术，那位牧场主一年就可以获得几十、几百头良种乳牛，他的收
益不就很丰厚了吗？这还只是他个人的收益。从整个社会的生产水平来看，
采用了试管婴儿技术就能迅速推广产奶量高、体格健壮的良种，这就不是几
十、几百万美元的事了。
本来，一头良种乳牛一次只排一个卵，一年只生一胎。现在，科学家使
得它一次能排下好多个卵，然后选良种公牛进行交配，再把受精卵取出，放
到试管中去培育。隔一段时间再进行注射，促使它排卵。这样，一头良种乳
牛一年能提供三四十个受精卵。当然，那是道道地地的良种乳牛受精卵。
这些受精卵在试管里发育成胚胎以后，被移植到普通母牛的子宫里，而
这些普通母牛会忠实地完成“代理母亲”的使命，产下一头头地地道道的良
种牛犊。
这样，一头良种乳牛一年能生下三四十头良种牛犊了。
科学家还有另一手高招。当试管里的受精卵发育成胚胎后，到了一定的
阶段被取出来进行分割，分割成两份、4 份甚至 8 份，然后再放入试管继续
培育。分割成的部分胚胎有的只有两个细胞，照样会不断分裂，发育成新的
胚胎。这些新胚胎照样可以植入普通乳牛的子宫，发育成良种牛犊而来到世
间。
这手高招称为胚胎分割。有了它，试管婴儿技术如虎添翼，可以迅速地
为人类提供大量的良种牛、良种马、良种羊、良种猪……有人断言，要不了
多长时间，动物育种技术将彻底更新，全世界的畜牧业将是另一种模样。
酒与发酵工程
酿酒与科学
“发酵工程”这个名词，问世至今不过一二十年光景。你初次接触这个
名词时是怎么一个印象？宏伟壮观，还是深邃莫测？
如果有人告诉你，实质上，发酵工程时时刻刻在你身边运行着，发酵工
程的产品早在千百年前就已飞入了每家每户，也许你会大吃一惊。
不知道你家有没有买来酒药做酒酿的经历。如果你的家长是此中高手，
那么做成的酒酿一定又甜又香，可以让你大饱口福，吃个心满意足。
也许你家还会自己做酸牛奶，还会做风味独特的臭冬瓜、霉千张（如果
你们是浙江人的话……）
做酒酿，做酸牛奶，做臭冬瓜、霉千张，这些就是发酵工程。当然，这
是最简单、最原始的发酵工程。
这类原始发酵工程，产品是丰富多彩的，而且早已进入千家万户。可以
向你举出一大堆例子：啤酒、黄酒、白酒、豆瓣酱、甜面酱、乳腐、奶酪、
醋、酱油……
我们不妨来回顾一下人类的文明史。
我国 4000 多年前的龙山文化时期，就有了关于酿酒的文字记载：
近 3000 年前写成的《周礼》上，提到酱的食用：
6000 年前的古巴伦人，已经会酿造类似于啤酒的饮料；
奶酪的诞生，不论在外国还是在中国（见于《汉书》。都有了 2000 多年
的历史。
可见，发酵工程确实源远流长，它是伴随着人类文明的脚印，一步一步
发展起来的。
话虽如此，酿酒、制酱、做奶酪等等，毕竟是原始状态的发酵工程。在
人类文明史上，那数千年的漫漫长途中，发酵工程的进步甚是缓慢。转折点
出现在 19 世纪后叶，从那时起，发酵工程开始突飞猛进了。
对于这一转折的出现，有两个人是值得一提的。
一位是 17 世纪的列文虎克，荷兰人。
列文虎克是显微镜的发明者之一。经过艰苦的探索，他制作出了能放大
2000 倍的显微镜。1683 年，他在显微镜下发现了细菌的存在。从此，微生物
世界向人类敞开了大门。人们逐渐认识到，生命世界中，在动物界、植物界
之外还有个“第三世界”——微生物界，包括细菌、酵母菌、霉菌、病毒……
另一位是 19 世纪的巴斯德，法国人。
到 19 世纪中叶，欧洲的酿造业已有相当规模，但工艺、设备仍很陈旧。
酿酒过程中时常发生的变质问题成了酿造业的心腹之患。法国化学家、微生
物家巴斯德对酒类变质问题进行了深入的研究。1857 年，他提出了著名的”
发酵理论”，即：“一切发酵工程都是微生物作用的结果。”
根据巴斯德的研究，酿酒是发酵，是微生物在做贡献；酒变质也是发酵，
是另一类微生物在作祟。人们可以用加热处理等方法杀死有害的微生物来防
止酒变质，还可以把发酵的微生物分离出来，通过人工培养，随心所欲地诱
发各种类型的发酵，获得所需的发酵产品。从此，酿造业有了科学的理论，
产品也从酒类发展为酒精、丙酮、丁酸、柠檬等化学物，发酵工程出现了第
一次飞跃。
列文虎克和巴斯德是发酵工程的功臣。
微生物的本领
发酵工程的主角是微生物。
微生物是一种通称，它包括了所有形体微小、结构简单的低等生物。从
不具有细胞结构的病毒，单细胞的立克次氏体、细菌、放线菌，到结构略为
复杂一点的酵母菌、霉菌，以及单细胞藻类（它们是植物）和原生动物（它
们是动物）等，都可以归入微生物。与发酵工程有关的，主要是细菌、放线
菌、酵母菌和霉菌。
一提到微生物，有些人就会皱起眉头，感到憎恶。因为他们想到是微生
物带来了人类的疾病，带来了植物的病害和食物的变质。其实，这种感情是
不太公正的。对人类而言，大多数微生物有益无害，会造成损害的微生物只
是少数。就总体来说，微生物肯定是功大于过，而且是功远远大于过。近年
来迅速崛起的发酵工程，更是为许多微生物彻底改变了形象。因为在发酵工
程里，正是这些微生物在忙忙碌碌，工作不息，甚至不惜粉身碎骨，才使得
五光十色的产品能一一面世。从“乐百氏奶”等乳酸菌饮料，到比黄金还贵
的干扰素等药品，都是微生物对人类的无私奉献。
微生物在发酵工程里充当着生产者的角色，这与它的特性是分不开的。
微生物的特性可以用三句话来概括，那就是：孙悟空式的生存本领，猪八戒
式的好胃口，首屈一指的超生游击队。下面我们分别来介绍一下。
一、孙悟空式的生存本领
孙悟空在神话里是个怎么也折腾不死的英雄。微生物的生存本领有点像
孙悟空。对周围环境的温度、压强、渗透压、酸碱度等条件，微生物有极大
的适应能力。拿温度来说，有些微生物在 80～90℃的环境中仍能繁衍不息，
另一些微生物则能在…30℃的环境中过得逍遥自在，甚至在…250℃的低温下仍
不会死去，只是进入“冬眠”状态而已。拿压强来说，在 10 千米深的海底，
压强高达 1．18×108 帕，但有一种嗜压菌照样很活跃，而人在那儿会被压成
一张纸。拿渗透压来说，举世闻名的死海里，湖水含盐量高达 25％，可是仍
有许多细菌生活着。正因为微生物有那么强盛的生命力，所以地球上到处都
有它们的踪迹。
就像孙悟空会七十二变，微生物的强盛生命力还表现在善于变化上。外
界环境的改变，或是内部的某个因素，都可能使某种微生物一下子变得面目
全非，而且以后就以新的面目繁殖后代，遗传下去。这种变化往往使它更能
适应环境，或者更适应人类的某种需要。微生物的这个特性在发酵工程里得
到了很好的利用。
二、猪八戒式的好胃口
猪八戒是个馋鬼。微生物吃起东西来，那风卷残云的气势活像猪八戒。
和高等动物相比，微生物的消化能力要强上数万倍。在发酵罐里，一克酒精
酵母一天能吃下数千克糖类，把它们分解成酒精；在人体里成千上万地盘踞
着的大肠杆菌，如果能彻底满足它们的话，一个小时里能吃掉比自己重 2000
倍的糖。
可不要以为这些小东西都像小孩子一样贪吃糖，微生物几乎什么都能
吃。石油、塑料、纤维素、金属氧化物，都在微生物的食谱里；连形形色色
的工业垃圾，残留在土壤里的农药 DDT，甚至那剧毒的砒霜，也是某些微生
物竞相吞吃的美味。这一点大概连贪吃的猪八戒也自愧弗如。
三、首屈一指的超生游击队
微生物的繁殖速度简直令人咋舌。大多数