阿西莫夫最新科学指南(下)

Chapter_2
于采砂和建筑工程。经历了一连 串事故（其中一次还夺去了这个家族的一个成员的性命）之后，死 者的兄弟 A. 诺贝尔发现了一种方法，即在硝化甘油中掺入一种 叫做硅藻土（主要由一种叫做硅藻的单细胞生物的遗骸构成）的吸 附剂。这种混合物由 3份硝化甘油和 1份硅藻土组成，由于后者 具有吸附能力，这种混合物实际上是干燥的粉末。一筒掺有硝化 甘油的硅藻土（达那炸药）即使受到磕碰、锤击乃至火烧也不会爆
在有肺的鱼当中，有些进化到能完全离开水生活，其中以具有 强壮的鳍的总鳍鱼类最突出，因为它们在没有水的浮力时，便以鳍 足来支撑身体。到了泥盆纪末期，有些总鳍鱼已可以用粗短的四 肢摇摇晃晃地站在陆地上了。
Chapter_10
的时间。正因 为需要几个月的时间，所以人们必须携带足够的生活必需品才行。
利用潜水艇或探海艇深入到海洋的深处的方法和装备，人类 都已有了一定的经验。人们现在也可以像在深海中航行一样，携 带适当足够的食物和一大袋封闭好的空气，到空间去旅行。但是， 当要离开地球进入空间时，克服重力的问题是非常复杂的。因为 在宇宙飞船内，原先被装备、人员、燃料和机械等所占的空间比较 小，携带的重量也比较轻；如果飞行时间延长就必须占据更大的空 间和携带更大的重量。
① R.吉卜林（ 1865一 1936），英国小说家， 1907年诺贝尔文学奖获得者。
Chapter_3
一个活性炭空气过滤器。空气 中的氧和氮通过这种物质时不受影响，但比较大的毒气分子则被 吸附。
发酵
有机界同样有自己的催化剂。实际上，其中有些催化剂已经 知道了几千年，虽然当时并不叫那个名称。它们同做面包和酿酒 一样源远流长。
海绵、淡水水螅、扁虫或海星，都能分裂成好几块，如果把它们 置于正常的环境下，每一块都能长成一个完整的生物。这些新生
Chapter_5
工作基因并不是牢 固地挤在一起。核苷酸链上用来给 mRNA编码的那些部分和蛋 白质（外显子）最终被可以说是毫无意义的链的片段（内含子）穿插 其间。控制生产一种酶的一个基因可能是由被内含子分开的一些 外显子组成的，而核苷酸链的缠绕方式可以把外显子集中在一起 给 mRNA编码。因此，本章前面估计人体细胞里有 200万个基 因，如果是指工作基因的话，则估计得太高了。
Chapter_6
现代的工业微生物学可以培养出特殊菌株的霉与细菌，从而 制造出具有药理价值的物质，如抗菌素、维生素或氨基酸，或其他 具有工业价值的生物制品，如丙酮、丁醇或柠檬酸。
利用基因工程技术，可增强细菌及其他微生物已有的能力，如 固氮作用，或培养出新的能力，如在适当的条件下，氧化碳氢化合 物分子的能力，可用来清除油脂。它们也可以合成人们所需要的 物质，如不同的血液成分及激素。
这项研究的结果使人们开始能够修饰基因或设计新基因：把 它们插入细菌细胞里（或真核细胞的细胞核里），就会形成具有新 的生化特性的细胞。结果，内森斯和 H. O. 史密斯分享了 1978年 的诺贝尔医学与生理学奖，而伯格分享了 1980年的化学奖。
重组 DNA工作显然有危险。无论是故意还是非故意，如果
空间食物必须极为紧密，食物中绝对不可有多余的空隙容纳 不能消化的成分。这些浓缩的人工食物，必须具备足以维持人类 生命的果糖、无刺激性的植物油、适当的氨基酸混合物、维生素、矿 物质和不同的香料，所有这些东西都被压缩在一个由可食用的碳 氢化合物所制成的盒子中。一个盒子可供应一餐所需的 180克固 态食物及 1 000卡的热量。另外，每卡必须添加 1克的水（一个人 一天需要 2.5～3升的水）；某些水与食物混合，做成小粒丸状，以 增加盒子的容积。此外，宇宙飞船还必须携带每人每天所需的大 约 1升的液态氧（约 1 150克）。
生面团如果只有自身而不加任何东西，就会发不起来。加一 块酵母（源自拉丁语，原意为“发起来”），就会开始起泡，使面团膨 胀而变轻。
酵母还能使果汁和谷类加速转化成酒。在转化过程中同样也 形成气泡，因此人们把这个过程叫做发醉。酵母的制品通常称为 酵素。
直到 17世纪，人们才发现了酵母的本质。1680年，一位荷兰 研究者列文虎克第一次看到了酵母的细胞。为此，他使用了一种 使生物学产生革命的仪器——显微镜。显微镜是根据透镜可以使 光线折射和聚焦的原理制成的。早在 1590年，一位荷兰眼镜制造
病毒
许多神奇的药物对细菌性疾病十分有效，但对病毒性疾病却 很少见效，许多人对此感到迷惑不解。病毒只有在自身繁殖的时 候，才能引起疾病。那么为什么不能像阻止细菌一样，阻止病毒的 繁殖呢？只要你了解病毒是如何繁殖的，问题就会变得明确而简 单了。病毒是一种完全寄生的微生物，只有在活细胞内才能繁殖， 病毒本身几乎没有代谢能力，而完全依赖其侵入的细胞提供养料 来进行自身繁殖，而且繁殖得非常快。通常只用 25分钟， 1个存 在于细胞内的病毒就可以变成 200个。要想剥夺病毒所需的养料 或阻止这一繁殖机制而不破坏细胞本身，是很困难的。
由于他们在皮质激素方面的工作，肯德尔、亨奇和赖希施泰因 分享了 1950年的诺贝尔医学与生理学奖。
不幸的是，可的松对身体功能的影响是多样的，以至于经常产 生副作用，有些还相当严重。因此，除非在明确而紧迫需要的情况 下，医生们不愿意使用皮质激素疗法。为了避免严重的副作用，现 在人们使用的是与皮质激素有关的合成物质（有的在皮质激素的 分子里插入一个氟原子），但是现在发现都没有达到比较理想的程 度。到目前为止，人们发现的活性最大的一种皮质激素是醛固酮， 它是由赖希施泰因和他的同事们 1953年分离出来的。
真核生物为什么要携带这种似乎非常沉重的负担，至今仍然 是个谜。也许基因一开始就是这样形成的。在原核生物里，为了 制造比较短的核苷酸链，使它们能够更迅速地复制，以利于更快地 生长和繁殖，所以把外显子处理掉了。在真核生物里，外显子没有 被删去，大概是因为它们可以提供某种不能立即看到的好处。无 疑，这个答案如果找到，一定会非常惊人。
ASIMOV'S NEW GUIDE TO SCIENCE 阿西莫夫最新科学指南 ［美］ I·阿西莫夫著 （下）
Chapter_1
第十一章 分 子
有机物
分子（源自拉丁语，意为“小的质量”）一词最初是指物质的基 本的、不可分割的单位；从某种意义上说，分子的确是一种基本微 粒，因为如不丧失其特性就不能将其再分割。诚然，糖或水的分子 可以分成单个的原子或原子团，但这样一来它们就不再是糖和水 了。即使是 1个氢分子，一旦分解为 2个氢原子，也会丧失其特有 的化学性质。
在整个历史上，甚至今天在世界的许多地区，人们很难得到足 够的食物。不论是灾荒歉收，还是分配不当；也不论是体力上的还
Chapter_8
期间，这 种关节炎的病情往往会减轻。他想不出黄疸和妊娠具有什么共同 的生物化学因素。他试着注射胆色素（黄疸中含有物质）和性激素 （妊娠时含有的物质），但两者都无助于他的关节炎病人。
Chapter_9
动 能力的是昆虫，由于它们发展出翅膀，可以减少重力，不像其他动 物只能慢慢地爬。
生物登上陆地之后约 1亿年，才开始有大型的动物进入到陆 地，因为它们有支撑性的内骨骼，不会因重力太大而承受不了。这 批从海里来的新客是硬骨鱼，属于总鳍亚纲。它们当中有一部分 迁移到还不拥挤的海域，例如腔棘鱼，当 1938年科学家发现它们 还活着时，大为惊讶。
- Chapter_8 - Chapter_9 - Chapter_10 - Chapter_11 - Chapter_12 - Chapter_13
Content
- Chapter_1 - Chapter_2 - Chapter_3 - Chapter_4 - Chapter_5 - Chapter_6 - Chapter_7
鱼类上到陆地最先是为了取得氧。因水中的含氧量降低到无 法生存下去时，那些能够探出头来有效地呼吸空气的鱼，最有利于 生存，因为空气中氧含量极多。若再能储存吸进来的空气，生存的 机会就更大，故在肠道上就进化出可以装空气的囊袋，有的就成了 简单的肺，进化而产生出所谓的有肺鱼，这类鱼目前还有少数几种 生存在非洲与大洋洲，它们生活在不太流动的水中，若是一般的鱼 早就憋死了；甚至在夏季水完全干涸时，它们也能安全度过。有的 鱼即使能忍受海水中氧气的不足，也具有充满气体的气袋，但这不 是供作呼吸之用，而是用来增加浮力的，这表明它们也是从古老的 有肺生物进化而来的。
生物学家在发现一系列简单形态的生命的情况下，才于近期
Chapter_7
在许多不同的地方都有，单靠黄油不能提供这些方面的 需要。
英国医生蒲劳脱首先提出有机食物可以分成三类，后来被命 名为碳水化合物、脂肪和蛋白质。（就是这个蒲劳脱提出，所有的 元素都是由氢组成的，比他的时代超前了一个世纪。）
19世纪的化学家和生物学家，尤其是德国的李比希，逐渐弄 清了这些食物的营养价值。他们发现，蛋白质是最重要的，生物单 靠蛋白质就能存活。人体不能用碳水化合物和脂肪制造蛋白质， 因为这些物质不含氮，但是它能够利用蛋白质提供的原料制造必 要的碳水化合物和脂肪。但是，如果靠全蛋白食物生活的话，就会 造成浪费，因为环境中的蛋白质是比较稀少的。那样做就好像本 来有劈柴可用却要用家具生火一样。
无性生殖在植物界也非常普遍：把某种树木的树枝插进地里 便会发根生长，长成和被剪枝的树木完全相同的树木；也可以把树 枝嫁接在另一棵树（有时是不同种类的树）的枝杈上，它也能长得 很旺盛。这种树枝叫做克隆（源自希腊语“树枝”），现在用这个术 语来表示任何无性起源的单亲生物。
多细胞动物也会发生无性生殖。动物越原始，即其细胞的变 异和特化越少，越容易发生无性生殖。
可是，各种证据都表明，皮质激素是可能的答案。 1944年，已 有相当数量的可的松可以买到，亨奇就试用可的松。确实有效！ 它不能根治这种病，正如胰岛素不能根治糖尿病一样，但它似乎可 以缓解这种病的症状，对于关节炎病人来说，仅这一点就谢天谢地 了。此外，后来证明可的松对艾迪生氏病也有帮助，而化合物 A 却完全无效。
Chapter_4
在某些不常见的疾 病中，断裂的染色体出现的次数比正常情况多。
无性生殖
由含有一半父源染色体和一半母源染色体的受精卵发育形成 新个体的过程叫有性生殖。人和复杂程度大体上相当于人的生物 都是有性生殖。
不过，也可能发生无性生殖，新的个体只含有单一亲代的一套 染色体。例如，一个单细胞生物分裂为二，形成两个独立的细胞， 每个细胞都含有和原细胞相同的一套染色体。
同时，科学家们已经发现直接参与基因活性的方法。 1971 年，美国微生物学家内森斯和 H. O.史密斯对限制酶进行了研究。 限制酶能够在一个特定的核苷酸连接处（而不是别的地方）以特殊 的方式把 DNA链断开。还有另一种型式的酶，叫做 DNA连接 酶，能够把二股 DNA结合起来。美国生物化学家伯格用限制酶 把 DNA的二股切断，再重新组合成与原来型式不同的股。一个 重组 DNA分子就这样形成了，这个分子与原来的不同，大概与以 前存在过的任何分子都不同。
正如原子使 20世纪的物理学获得了许多令人振奋的发现一 样，分子也使化学获得了许多振奋人心的发现。现在，化学家们已 经能够描绘出甚至是极其复杂的分子的详细结构图，能够辨别特 定分子在活的机体中的作用，能够创造出复杂的新分子，并且能够 以令人惊异的精确度预测某种已知结构的分子的性状。
到ຫໍສະໝຸດ Baidu 20世纪中期，人们业已运用现代化学和物理学所能提供 的各种技术，对构成活组织的关键成分——蛋白质和核酸——的 复杂分子进行研究。生物化学（研究在活组织中进行的化学反应 的学科）和生物物理学（研究与生命过程有关的物理力和物理现象 的学科）这两门科学融为一体，形成了一门崭新的学科——分子生 物学。由于分子生物学方面的种种研究成果，仅仅经过一代人的 努力，现代科学就几乎消除了生命与非生命的界限。
这样，每人每天所需物品的总重量是：干的食物 540克，水 2 700克和氧 1 150克，合计 4 390克。那么，要完成去一趟月球的 旅行，来回旅途的飞行时间各需要 7天，加上停留在月球表面探测 两天的时间，每个人就必须携带 68公斤的食物、水和氧。可以相 信，以现在的科学技术水平来说，处理这样的事情，应该是不成问