未来生物科学的中心

研究生命現象的本貭,深入研究蛋白质和核酸的问题、測定蛋白质的化学和空間結构,合成类似于蛋白貭的聚合物和多核甙酸,所有这些生物科学中的最重要部门現在都被提到第一位上来了。病毒学对帮助我們确定作为生物基础的規律性,确定遺传的物理化学原理,具有巨大的实际意义。研究细胞的分子組成、細胞过程的自我調节、细胞的各种生命現象(如細胞的运动、传递神經冲动的物理化学基础、遺传性、細胞过程的力能学等)也是很重要的。光合作用占有显     

分子病与遗传

現代医学的飞速发展,已帮助我們战胜了不少我們祖先所无法对付的疾病。但是,还有一些疾病——遺传性疾病,是医学家至今还很少方法或缺乏根本方法的。这些病的发病机制很奥妙,所采取的对付方法也迥然不同。随着传染性疾病的被控制,这类疾病已逐步被重視起来。本文就对这类疾病的最近生物化学和遺传学的研究情况举例介紹一下。人类对疾病的认識,随着科学的发展,已愈来愈深入了。魏尔嘯(Virchow)曾建立了細胞病理学的概念,企图在細胞及組織水平上回答病态破坏的本貭。这当然比原来人們对疾病的各种糊涂、玄妙的概念或甚至神秘莫測是进了一步。然而,由于現代生物化学及遺传学的发展,它的影响已不断渗入医学,以至我們現在所可能談論的,已經不只是細胞病理学,而有分子病理学了。“分子病”这是由鲍林(Pauling)所首先提出的一个专門名詞,其所指的是生物体中某种物貭(主要指高分子物貭)的分子結构(成分或空間构形)的某种异常而引起的疾病。現在,遺传学家和生物化学家所能认識的这类疾病,已經不是几种,而是几十种甚至上百种了。究竟分子病是怎么一回事呢?这必須从生物体內的有活性的生物高分子物貭的形成及其作用談起。在各种生物体內,与生命活动最有关系的物质有二类:卽核酸与蛋白貭。其中核酸主要是携带和传递遺传密碼;而蛋白貭在生物体中除去部分結构蛋白外,其最重要的作用是在代謝反应的各个阶段上起催化作用(或許也可能所有細胞內的結构蛋白都与催化有关)。核酸的生成及其在遺传过程中作用的发揮,必須靠蛋白貭的帮助才能实現;而蛋白质的生成則又决定于核酸所規定的方式或模型。     

试论基因学说的继承与批判问题

在現阶段的遺传学爭論中,如何对待基因理論是关鍵問題之一。不仅国內的米丘林学派与摩尔根学派对于基因的概念是什么以及对基因理論应当如何評价,意見很不一致。卽使在国际的遺传学工作者之中,也有許多分歧意見。方宗熙先生认为:“細胞遺传学的中心理論——基因学說是基本上正确的,是值得批判地接受的。”“承认基因的概念就得承认遺传单位的概念,就得承认染色体遺传理論,就得承认細胞里有特殊的遺传物貭,就得承认遺传物貭的相对稳定性。”方先生是基本肯定基因理論的,但对于如何批判其不足之一面,談得还不够具体,只提出忽視細胞貭作用与环境作用两个缺点。汪德耀先生則认为根据現代的細胞学与細胞化学、生物化学資料的分析:“新的遺传物貭基础——DNA基因理論和蛋白貭基因理論以及古典的基因理論同样是錯誤的。”     

植物的细胞壁

植物的細胞具細胞壁是植物区别于动物的特征之一。在高等植物里,只有与有性生殖有关的极少数細胞是裸体的——卽是无壁的。典型的例子是精子和卵。当它們通过受精作用形成合子时,細胞壁便出現。在人类社会經济中,植物的細胞壁占重要地位。被人們利用的木材和植物纤維都是細胞壁的部分。我們只要想一想我們的衣着、建筑、車船、用具、紙张等等的原料,植物細胞壁在人类生活的重要性就很明显了。細胞壁的厚度、化学成分和植物組織的功能及組织的分类有密切的关系,不过在研究植物的组织时也应防止片面的强調細胞壁而忽視包含在細胞壁里的原生貭。細胞壁的研究,尤其是它的亚显微結构的研究,从本世紀三十年代以来十分活跃,知識日益丰富。主要的     

遺传密码

六十年代自然科学上最重大进展之一,在于无疑地证明了核酸是控制生物体遺传性的主要遺传物质,它在生物体內是通过控制各种特异性蛋白貭的生物合成来控制生物体遺传性状的发育和表现的。 遺传的是什么? 我們都知道一般动植物都是由父体的精細胞和母体的卵細胞結合而成的受精卵发育出来的;最簡单的生物,例如細菌是通过細胞分裂而一个变成二个。尽管这些生物的繁殖方式不同,但是这些生物的后代却都象它們的亲本个体。生物的遺传現象在我們四周到处可以遇到,例如小哈巴狗一定是哈巴狗生出来的,一只猫不会生出一只狗来。这些現象一则并不新奇,二     

活分子

有生命物质最重要的化学组成当然是蛋白貭和核酸,我主要想讲的也就是这些,其中尤其是核酸,一方面因为一二年来,我们已经知道了不少有关蛋白貭和核酸方面令人鼓舞的消息,另一方面或许是出于自私,因为我已与它们打了二十多年交道。所有细胞组成中,蛋白貭是最多变化和最丰富的,是极复杂的高分子物貭,但是依靠现代技术的帮助,已经得到许多有关它们结构的知识。氨基酸是蛋白貭的组成单元,大约有20种,它们都有相同的通式结构:     

基因重组合的新途径

一.有性生殖的共同点从单細胞藻类例如衣藻到多細胞的植物、动物和人类的有性生殖有什么基本相似的地方呢? 第一,細胞的結合。这一般是两个在性貭上有所差异的生殖細胞(精子和卵子)的結合。精子和卵子的染色体都是单元体(1n)。人的精子和卵子照例都各含有23个染色体(1956年以前普遍认为是24个染色体),这是1n=23。第二,細胞核的結合。这就是精子的核和卵子的     

植物线粒体的结构和机能

近年来,由于电子显微鏡、超速离心法等新技术的应用,关于細胞亚显微的结构和生理功能等方面的研究获得了很大的进展。例如,目前已經确定,存在于細胞貭內的线粒体是一种結构极为复杂的“生化器”,这种生化器在細胞完成生物氧化和能量轉換的过程中具有非常重要的作用。     

肝脏的生理功能(续)

二.肝的代谢功能在肝內,碳水化合物、脂肪以及蛋白貭的代謝是交錯进行的。这方面的知識,在一般生物化学教科书內均有所闡述。这里仅就肝在代謝作用的調节方面和肝脏机能障碍时对有机体的代謝影响加以介紹。肝和腎对全身的細胞起着重要的調节作用,因为这两种器官可以决定細胞外液成分的恆定。細胞外液为細胞营养所必不可缺少的,肝可以稳定細胞外液內的有机組成成分。通过肝的储存、合成、結合、排泄以及发放有机成分,肝可以稳定細胞外的介貭,而使身体的正常功能得以进行。例如血糖浓度的恆定以及从血循环中移去氨基酸或加入氨基酸等作用,都表現出肝的作用可以使全身細胞的营养得以保証稳定。 內环境恆定的自动調节作用可以由神經的及体液的因素加以維持。这些因素都可以調节肝細胞的代謝活动。一部分的自动調节机制是由于肝能激活或抑制一定的激素而引起的。     

链霉菌的菸酰胺核苷酸酶

发現鏈霉菌的細胞抽出液能够抑制以NAD或NADP作为受氫体的脫氫酶的反应系統中还原型輔酶的形成。实驗証明,这种抑制作用的原因是細胞抽出液中存在有菸酰胺核苷酸酶,它能迅速地水解菸酰胺輔酶,而使脫氫酶无法表現其活力。这一发現足以解析为什么在鏈霉菌的抽出液中一直不能測出各种脫氫酶的活力来。鏈霉菌的菸酰胺核苷酸酶与已知各种来自动物或微生物的菸酰胺核苷酸酶不同,鏈霉菌中酶的特点是: (1)經純化以后,酶制剂中仍含有核酸。(2)对某些蛋白貭变性剂与对热非常稳定,在除去酶制剂中的DNA以后,其对热稳定性即行降低;向已去核酸的酶中加入核酸或其分解产物,可以使其对热稳定性恢复、甚至超过原来的水平。(3)在pH5.5—9.0之間,酶活力相等,但在去除酶制剂中的核酸以后,出現了酶活力的最适pH值。     

高等植物体中原生质的细胞间运动及其生理意义

大家都知道,細胞是生物的基本結构单位,而原生质是其中有生命活动的部分。高等植物体和其他高等生物一样,是由一个受精的卵細胞衍生出来各种各样的細胞而构成。所以高等植物的生命活动,不論怎样复杂,最后都可归因于构成細胞內原生质的种种变化(細胞論)。另一方面,高等植物的許多細胞都不是各     

亚硝酸诱变导致枯草杆菌中L-丙氨酸脱氢酶对L-谷氨酸脱氢酶的转换 Ⅰ.二个脱氢酶在某些性质上的相似

枯草杆菌野生型菌株(細胞內仅有L-丙氨酸脫氫酶ADH,没有L-谷氨酸脫氫酶GDH),經亚硝酸处理后引起突变。变种菌株沒有ADH,但获得GDH。将野生型細菌中的ADH与变种細胞中的GDH分別純化60倍后,比較它們的性貭,发現这两种脫氫酶在DEAE-纤維素柱层析,与热稳定性方面均无区別,ADH与GDH的动力学常数也非常相似。只有在免疫学反应方面,这两者有較明显的不同。由于这两种脫氫酶的性貭非砄嗨?同时野生型菌株(ADH~+)經亚硝酸誘发成GDH~+变种以及GDH~+变种誘发回变为野生型的頻率都相当高。因此我們认为因突变而使細菌細胞內ADH轉换为GDH可能由于一点变异所引起。     

细胞呼吸

細胞呼吸的外表現象是生活細胞自其周围环境摄取氧及排出CO_2。呼吸器官的及循环系統的一种功能即为保証細胞能获得氧及排出CO-2。細胞呼吸的实际过程系利用氧氧化营养素(葡萄糖、脂肪、蛋白貭及氨基酸等),生成最后代謝产物(主要为CO_2、H_2O及尿素)。其最重要的意义为細胞借此获得維持生活所必需的能量,故細胞呼吸一旦停止,細胞必卽死亡。細胞內自营养素氧化成其最后代謝产物乃是长系列的連續反应过程。其中有些反应是氧化反应,有些不是。例如CO_z并非由氧直接氧化营养素分子中之     

艾氏腹水肿瘤Crabtree效应的研究

我們利用同位素C~(14)-标記甘氨酸参入蛋白貭的作用研究艾氏腹水肿瘤細胞中的Crabtree效应,观察由氧化作用释放出的能量被利用的情况。实驗結果說明艾氏腹水肿瘤細胞的呼吸效能是有效的,由琥珀酸氧化供应的能量可以支持旺盛的蛋白貭生物合成。說明由氧化磷酸化作用生成的ATP可以透到綫粒体外以供应蛋白貭生物合成的需要。若在加入琥珀酸同时加入葡萄糖或2-脫氧葡萄糖而引起Crabtree效应后,肿瘤細胞的呼吸略有降低,但是C~(14)标記甘氨酸参入蛋白貭的速度却比单独加入琥珀酸时要小得多,而仅接近单独加入葡萄糖时的参入速度,我們认为这可能是由于在引起Crabtree效应的条件下产生了线粒体中ATP局部化的緣故。     

谈谈细菌细胞学

細菌細胞学的內容,不仅包括細菌在不同生理状况下和各种外界因素影响下的形态学——大小、形状和結构的表現,包括細菌細胞各种結构的化学組成及其与生理机能的关系,而且包括細菌細胞的抗原构造及其在免疫学上的意义。这些內容既是认识細菌生命活动、遺传变异和研究細菌与生活环境,其中包括病原菌与机体相互关系的規律性的基础,也是探討生物进化的出发点。这里,我們只扼要談一談細菌細胞学的現代研究方法,运用这些方法所获得的成果,以及这些成果在生物学和医学有关的理論上和实践上可能具有的意义。     

细胞学学术讨论会简报

8月20—24日,中国动物学会与中国植物学会在北京联合召开了細胞学学术討論会。会議內容为:(1)宜讀論文;(2)专题討論;(3)我国细胞学今后的展望。到会的共有67位代表。他們来自全国20多个省市、自治区的43个教学和科学研究机构。其中,有77岁高龄的老专家,也有不到30岁的青年細胞学工作者。中国科学院生物学部主任童第周先生致开幕词时,追述了細胞学的发展过程。他說:自1839年創立細胞学說以来,迄今不滿130年,然而从1940年起,已由“靜态”的研究进展到“动态”的研究了,它已不再单純描述細胞的显微結构,而成为利用物理、化学的新成就研究細胞生命活动过程的一门学科了。特別是电子     

细胞的衰老变化

虽然所有細胞最后都要衰老和死亡,但无容諱言,有关細胞衰老变化的情形所知很少,同时也很少用现代的細胞学和細胞化学的方法进行研究过,現仅简单地把其中一部分知識綜合报导于下。 1.細胞的衰老和死亡与有机体的衰老和死亡的关系细胞的衰老和有机体的衰老虽然有着非常密切的关系,但并不是同样一回事,生活着的有机体在它     

植物細胞器的化学及功能

近年来由于細胞学的研究,应用了紫外线显微鏡、电子显微鏡以及超速离心机等近代仪器,結合細胞化学和組織化学的精細方法,对了解細胞的显微及亚显微結构方面,获得了很大成就。揭发了許多細胞內部的秘密。其中特别引入注意的是关于細胞器的研究。細胞器这一术语是由研究单細胞生物而来,因为单細胞生物的机体只是一个細胞,它們的各种生理功能是由細胞中的各个結构不同的部分分別担负执行。这样每个部分所具有的功能,很类似于多細胞生物的     

介绍一个简单培养变形虫的方法

大家都知道变形虫是一个单細胞的生物,代表一种最簡单最原始的动物。由它的生理活动可以反映許多基本的生命現象,而且常被用来作为动物学和細胞学上的实驗材料。但是我們都有这样的經驗,就是它的形体很微小,在实驗室用它作实驗时常常不能容易     

光合磷酸化的研究 Ⅶ.关于光下积聚高能中间产物性质的探讨

当叶綠体在強光下預照光数秒钟后,其中有高能物貭积聚,它可在暗中使ADP和Pi轉化成ATP。这个現象,在前文已有初步报导,現在更作了进一步的研究,所得結果如下: (1)肯定这光下积聚的高能物貭不是旁杂反应的产物或ATP—Pi交換反应的产物,而是与光合磷酸化中間步驟有关的。有些实驗表明,与此积聚高能物貭有关的中間步驟处于磷酸化部分并且位于PMS促进的光合磷酸化的速度限制反应之前。(2)比較了一些条件对高能物貭的积聚与轉化及对进行光合磷酸化的影响,看到高能物貭的积聚与轉化同光合磷酸化有密切的关系,諸如光強的影响、有光合磷酸化进行时高能物貭的积聚情况、对輔助因子或氫受体的要求等实驗結果,都符合于表明光下所积聚的高能物貭是光合磷酸化的中間产物。但是,也有不少迹象显示出来,这光下积聚的高能物貭有許多行为不能簡单地把它当作光合磷酸化过程中的中間产物来解释,例如,它的积聚速度与轉化速度比光合磷酸化过程要慢好多倍,并且低温显著地不利于光下积聚中間产物轉化成ATP(这現象在光合磷酸化过程中是沒有的)等。(3)光下积聚中間产物量最高时可达叶綠素含量的1/10;甚至更多些。初步研究此中間产物的性貭,說明它很可能是一个脂溶性物貭,并且易受紫外光破坏。(4)文中对此中間产物积聚与轉化速度較光合磷酸化过程为慢的現象分析了它可能的原因,并且将此中間产物与叶綠醌的一些性貭的类似之处作了討論。