染色体、基因组、细胞与生命体

2017-03-17 | 来源: 苏镇培博客 | 转到微信 | 有0人参与评论 | 字体: 放大缩小 | 收藏 | 打印

　　染色体、基因组、细胞与生命体 -----从《科学》刊发中国科学家的4篇研究文章的国内新闻谈起

　　苏镇培3月9日“人工合成酵母基因组计划”国际协作组宣布完成2号、5号、6号、10号和12号这5条染色体的从头设计与全合成，其中有4条染色体的全合成由我国科学家领衔完成。该重量级成果于3月10日在国际顶尖权威杂志Science以封面、专刊形式同时发表7篇论文。

　　其中4篇来自中国，天津大学元英进课题组2篇，清华大学生命科学院戴俊彪课题组1篇，华大基因杨焕明院士与爱丁堡大学蔡毅之课题组合作发表1篇。

　　这消息在国内引起巨大反响，无论大众传媒还是科技报刊纷纷转载或发表评论。

　　深圳市政府还专门召开了“人工再造生命体”酵母基因组人工合成项目成果新闻发布会。

　　从这些报刊新闻与评论（多数应经相关科学家或相关专业人士审阅、同意），可以看出目前国内对生物学某些基本概念、主要研究方向和实施计划存在许多非科学的认知。

　　科学是概念的体系，概念是逻辑思维的基础，没有科学概念就设有科学的判断和推理。研究就不可能真正取得成果。

　　迈尔说：“科学的进展在于新概念的开发（如选择、生物种）和用以阐明这些概念的定义的反复提炼与完善”。中国传统哲学也强调“正名”，所谓名不正，则言不顺。

　　一、生命的概念，即什么是生命？

　　多年来，人们经常混淆生物（生命体）与生命两个不同的概念，前者是实体概念，后者是实体的特性、功能概念。就如刀子与锋利的关系。按系统生物学理论，我们可将生物（生命体）称为生命系统。

　　生命是生物（即生命体或生命系统）整体功能特性，指有生命力---能在自然环境中生存---个体生存和种族生存（繁衍）的能力。

　　判断是否生物，能否生存和繁殖是第一判据。

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　　生物或生命系统是由物质、能量、信息综合组成的一大类复杂自然动态系统。系统本质功能特性是能整合多种物理、化学活动为生物活动--产生生命力，适应环境获得生存、繁衍（种族生存）--适者生存。

　　生命系统结构的基本要素是由生物大分子和无机物组成的细胞，经多细胞、多组织、多种器官、生理系统等层次组合突现成复杂的个体生命系统（整体）;细胞及多细胞个体活动由能量（化学能、机械能、电能等相互转换）驱动；生命系统靠信息（光、声、电、化学、机械等）关联控制自身及与变化的环境关联；个体生命系统是种族生命历史遗传基因信息与现实物质、能量和信息的综合体。

　　只有细胞（单细胞）和多细胞动物、植物的整体，才是真正的生命体即生物。细胞或动物、植物的任何部分都不能称为生命体。

　　二、细胞的概念细胞是构成生物体最基本的单位，细胞有一定边界、内部进行着恒定化学活动和能量、信息的转换。故细胞本身也是生物系统。

　　细胞作为一个生命系统，有多层次的复杂结构：在光学显微镜下，细胞从外向内由细胞膜、细胞质、细胞核构成；电子显微镜下，细胞由膜相结构和非膜相结构构成；分子水平上看，细胞是由无数的小分子和生物大分子组成。

　　1.细胞膜复杂层次结构磷脂双分子层:细胞膜的基本骨架蛋白质分子：镶嵌或附着在细胞膜上膜糖类：结合于脂质分子和蛋白质上细胞膜的物质转运、信号传递、细胞识别等功能，分别由其构成要素----膜运输蛋白、膜受体、膜抗原等来完成。

　　2. 细胞核复杂层次结构与功能：细胞核是遗传信息贮存器与细胞功能控制器，由核膜、核仁、染色质（染色体―DNA基因组）

　　和核基质等构成。

　　3. 细胞质复杂层次结构与功能：含有多种细胞器和多种酶类。

　　A．酶：包括参与糖酵解、脂肪酸合成的酶类(脂肪酸合成酶)，参与尿素循环三种反应的酶类(精氨酸合成酶、精氨酸裂解酶和精氨酸酶)，糖原合成和降解、蛋白质合成，以及中间代谢过程的酶和许多辅助因子。酶在结构上是大分子，是由氨基酸顺序排列组成的长链蛋白质。一个细胞可能具有控制许多不同反应的上千种酶。

　　B．细胞器：形态、结构和功能各异。在电子显微镜下人们观察到的已达近20种，这些细胞器分别按照各自执行的功能有规律的分布于细胞的不同部位，而且当细胞的功能状态发生变化时它们的数量、分布和功能也随之改变。