诡秘的激素
1900年的春夏之交。一天，英国生理学家贝利斯和斯塔林在实验室里，观察几只动过手术的狗，看它们吃东西，研究食物在狗体内的消化过程。他们发现，狗进食后，食物一进到胃里．胃便开始蠕动，开足马力把食物磨碎。当食物进入小肠时，胃后面的胰腺便立即分泌胰液（消化液）到上段小肠，和磨碎的食物混合起来，进行消化活动。
贝利斯和斯塔林猜想，很可能是食物进入小肠时，刺激了神经末梢，神经便把信息传给了脑，脑再把信息送给胰腺，胰腺得到信息后便开动机器，分泌胰液。为检验推断是否正确，他们又设计了验证实验，即切断了狗体内通向胰腺的所有神经，企图使胰腺失去控制。可是，实验结果大出意料：切断通往胰脉的一切神经。并不影响胰腺正常分泌胰液送到小肠。这一事实，否定了关于胰腺得到食物进入小肠的信息是由神经、大脑控制的猜想。
此后，两位科学家又进行了长达两年的观察和研究，到1902年，他们捕捉到一种“化学信使”，才解开了胰腺分泌消化液之谜。原来，当食物进入小肠时，食物必然和肠壁发生摩擦，小肠粘膜受到刺激之后，就分泌出一种数量极少的物质，它进入血液，然后被血液流送到胰腺，胰腺因此而得到信息分泌出胰液。
为了深入研究小肠粘膜分泌出来的这种物质，贝利斯和斯塔林设法把这种物质提取出来，并注入到哺乳动物的血液中。他们发现，经过注射的动物，即使不吃东西，胰腺也会分泌出消化液来。这真是一种神秘物质，他们给这种神秘物质取名为“促胰液素。”进一步深入研究发现，“促胰液素”虽然数量极少，却有巨大的生理作用，能激起生物体内器官的巨大反应，所以他们又称之为“激素”。
激素又名荷尔蒙，拉丁文是“奋起活动”的意思。这个名称，倒很能反映激素的特性。
激素的发现，使人类对生命活动有了更深刻的了解，生命体内的许多不解之谜，逐步被人类认识和得到了科学解释。
破译后的DNA
德国科学家德尔布吕克（1906～1981）是物理学家玻尔的学竺，他1932年才下决心由物理学转入生物学的研究。
他到美国之后，就一头扎到摩尔根研究基地——加利福尼亚理工学院。在实验室里，他仔细观察过做细菌和病毒研究材料的噬菌体。噬菌体也是一种病毒，结构简单得出奇：一个六角形的头，头部中心含有DNA，头部后面，拖着一条尾巴，尾巴梢上又有6根尾丝。当噬菌体感染大肠杆菌时，先用6根尾丝牢牢地粘附在细菌壁上。这时，它的尾部就放出一种酸，把细菌的细胞壁溶解开一个洞，然后从洞里钻人大肠杆菌内部，只要20分钟，就可以繁殖出数百个后代。
噬菌体头部含有DNA，其他部分都是蛋白质。它进入大肠杆菌后，是靠哪一部分遗传繁殖的？
1952年，德尔布吕克和赫尔希报道了他们的“转导试验”。试验表明，噬菌体的DNA含有合成一个完整的噬菌体所需要的全部遗传信息。
当用噬菌体去感染大肠杆菌时，发现它的外壳被丢弃在细菌的细胞壁外，只有DNA通过外壳的尾部进入细菌体内。约20分钟后，被感染的细菌破裂，释放出几十个甚至几百个完整的噬菌体来。这些新的噬菌体不仅含有DNA，而且有完整的外壳，这新外壳与原来的噬菌体所丢弃在细菌细胞壁外的一模一样。
转导试验无可争辩地证明了两点：第一，DNA是遗传物质，新形成的几十个、几百个噬菌体，就是DNA复制出来的；第二，蛋白质的合成，也受到DNA制约，新的噬菌体的蛋白质外壳，就是在DNA控制下形成的。
实验又一次证明，DNA就是基因，就是真正的遗传物质。
造福生命的基因芯片
说到电脑芯片恐怕大家都不会陌生，虽然了解不一定特别详细，也大概知道那是一块装满微小的集成电路的小“片”，它是计算机的“心脏”。但要说到基因芯片是什么玩意儿时，知道的人恐怕就不多了。那么到底基因芯片是什么呢？
基因芯片又叫DNA芯片，是近一两年发展起来的一种新型分子生物学技术。它用的也是一块小片儿，当然不是集成电路片，而是五六平方厘米见方的玻璃片；装在这种玻璃片上的也不是电路元件，而是一个个可长可短的DNA分子。这些DNA分子通过一种特殊的方法粘在玻璃片上，而它们的DNA序列和所粘贴的位置都作为最重要的信息被贮存在一台计算机里，在一小块基因芯片上一般至少可以粘20万个DNA分子，基因芯片的用途很多，它可以用于监测基因表达的变化，可以用于基因序列的分析，也可以用于寻找新的基因和新药分子。基因芯片的工作原理其实很简单，以监测基因表达变化为例，比如人大约有10万个基因，人们可以把这些基因都粘在一小片玻璃片上制成基因芯片，如果有人对肿瘤细胞的基因表达感兴趣，只需分别把肿瘤细胞和正常细胞中的DNA放在基因芯片上反应，然后通过计算机识别，就可以很快找出肿瘤细胞中的基因表达与正常细胞有何差异，从而找出与肿瘤相关的因素。当然，目前这还只是一个梦想，因为已克隆的人的基因数目仍有限；不过，随着人类基因组计划的迅速进展，这种梦想将会很快变成现实。
立竿见影的基因治疗
人类受遗传疾病的困扰可谓日久矣，平常我们所常见的色盲、青光眼、高血压、老年痴呆症等都属于遗传疾病。遗传疾病，顾名思义是遗传物质上出了问题，这种问题不仅要影响患者本身，而且还可能遗传给后代得病，因而危害很大。目前对于遗传疾病的有效治疗还停留在通过药物补偿或缓解患者的症状的阶段，对其遗传性还没有什么决定性的成功治疗例子。那么到底怎样才能治疗遗传疾病呢？首先要搞清楚到底是哪个基因出了问题。我们知道，人类的基因大约有10万个以上，任何一个基因出问题都会引起遗传疾病：迄今为止已知的人类遗传疾病大约有6000种，要一一搞清楚恐怕非一日之功可以毕之。于是在以诺贝尔奖获得者、美国著名生物学家沃森等几个科学家的倡导建议下，人类基因组计划终于在1990年起动了。人类基因组计划的基本想法就是联合全世界的人力物力。用15年的时间完成对人类所有基因的解密工作，即一一了解人的所有基因。此项宏伟计划在其早期曾引起很大的争议，后来由于有十几个国家的政府和许多大的私人公司参与，项目进展顺利迅速。这项耗时15年，耗资30亿美元的庞大计划完成以后，将为人类了解自身，研究生命的本质，诊断和治疗遗传疾病打下坚实的基础。了解清楚到底是哪个基因出了问题之后，就要对其进行治疗，即所谓的基因治疗。从1990年开始基因治疗临床试验以来，人们已经进行了多次治疗试验，基因治疗的方法也不断地更新完善，可惜的是成功的病例不多。目前人们对疾病的遗传性这一点上还束手无策，但对于通过基因治疗让患者自身逐渐携带正常基因补偿缺陷的功能这一方面取得了一定的经验，这种补偿至少可以使患者减少用药或是最终不用服药。相信随着科学技术的发展，人类一定能够最终战胜遗传疾病，生活质量越来越高，真正做到后代无忧。
神话般的克隆技术
前不久英国遗传学家成功培育出无父的克隆绵羊被认为是一种尝试。英国人的成功引起截然不同的反响，一方面所有人都对成功复制像绵羊这样的复杂动物而感到震惊，另一方面立即引起了要求禁止对人类进行这种试验的呼声。学者们指出，克隆技术会对未来的文明产生严重危害。
尽管有种种限制，克隆试验仍然会继续下去，它受当今世界许多强者的利益所驱，这些强者希望借助于克隆技术获得第二次生命。这样一来，世界上就会出现在历史上起特殊作用的永生的特定人群。事实上这种前景是相当诱人的，一个人临死之前可任意指定他希望再生的时间、地点甚至数量。他的细胞在冷藏状态可顺利度过灾变或生态灾难、细胞冷藏条件及他们今后的催生均由机器人管理。克隆技术还可帮助人类解决许多其他问题。例如可用于拯救濒临灭绝的动物种类。
一些学者甚至声称根本没有必要进行冷藏，我们每个人的遗传密码可以储存到电脑软盘中，需要时可调出。此外，遗传学家们还学会了制造人造基因。40—50年后将有可能拷贝出人造遗传材料，那就是电脑中所储存的某人的完美无缺的复制品。因此到21世纪中叶，一个包含所有基因信息的无生命的电脑文件就有可能变成一个活生生的人，一个“孪生兄弟”。
即将解开的人类基因组密码
人类基因组研究专家、美国国家卫生研究院人类基因组研究所所长柯林斯1999年6月10日声称，人类遗传模板的90％将在一年之内测定顺序，以增进人们对遗传因子、重大疾病的原因和治疗手段等的新认识。他说：“研究人员原以为他们只有到2005年才能开始把人类的遗传差异进行编类，但是他们现在预计到2001年底就能得到一个出色的编类表。”
在美国医学会在旧金山举行的一次遗传学会议上，他简要叙述了人类基因组研究取得的最新进展。他说，有关基因发现将有助于揭示几乎所有遗传病的许多重大遗传因素，并且将揭开多发性硬化症、常见癌症、高血压和早老性痴呆等复杂而常见疾病的病因。他说，这些发现还将给人类带来新一代的治疗方法，这些方法将“建立在对疾病的分子水平的理解上而不是对症状的描述上”。
基因测序和差异编类工作完成之后，下一步的任务将是找出所有基因的工作机理。
这些成就是美国人类基因组计划的成果。这项为期15年的计划始于1999年，目的是识别人类的大约8万个基因，并且确定30亿个组成脱氧核糖核酸的碱基的排列顺序，这些碱基是构成人类所有生命现象和多样性的基础。尽管在整个人类中，有99．9％的DNA序列是相同的，但DNA序列的各种差异会对体质以及人体对药物和其他治疗方法的反应产生重大影响。
神奇的器官移植
器官移植是现代医学的奇迹之一。许多原本会由于体内血泵停止工作而死去的人现在还好好地活着，因为他们接受了心脏移植。但是可供移植的器官严重紧缺，许多人在合适的移植器官出现前就死去了，猪或许可以在这方面提供帮助。
存在于猪组织内的病毒似乎不会感染人类。这一消息将受到欢迎，因为它绕开了一个在实践中阻碍给人体移植猪器官的主要障碍。
科学家对猪情有独种，因为它们与人类有许多相似之处。猪的心脏与人的心脏大小相同，其管道分布和动力输出也相类似。此外，猪的心脏只需经过很少量的基因工程处理，就能与人类的免疫系统相兼容。
克隆了“多莉”绵羊的罗斯林研究所的科学家正在利用他们的专业技术培育适合用于移植的克隆猪。因此，预计首批用于人体移植的猪心会在几年后出现。
但这一阶段也许会十分短暂。我们可以轻松地移植由人或猪提供的心脏的日子或许指日可待。而真正的技术突破可能来自克隆与生物组织工程研究。
奇迹般的植物基因工程
1991年初，美国加利福尼亚州的一片土地上，DNA植物技术公司的科研人员同时栽种了三批烟草植株。然后，他们小心翼翼地按照预定程序培植这些烟草植株，并且焦灼地期待着希望的结果的出现。
数月之后，试验如期完成，人们预期的结果出来了。三批烟草植株之中，有一批由于遭受土壤中真菌的感染而损害严重，这是作为对照组的普通烟草。另一批对照组的普通烟草由于使用了市售的化学杀真菌剂而生长良好，收获不错。奇迹出在第三批实验组的烟草植株上，人们并没有给这批烟草使用任何杀真菌剂，但是它们却生长得特别旺盛，不受土壤真菌的危害，而且最终收获的产量比使用了化学杀真菌剂的对照组的烟草植株还要高。
原因何在？答案只有一个：实验组的烟草植株生来就不怕土壤中的真菌。事实正是如此，这批烟草并非普通烟草，而是基因重组的产物，它们的基因组中含有一个新的基因，由此而产生了抗真菌的能力。
真菌的细胞壁中有一种重要成分叫几丁质，细胞壁中的几丁质如果受到破坏，真菌就无法肆疟。自然界有一些细菌天然就能够产生一种几丁质酶，因为它们的基因组中有控制产生此酶的基因，而此酶正是破坏几丁质的最有效的催化剂。美国DNA植物技术公司的科研人员从一个品系的细菌中发现了这种基因，并且运用基因工程技术把它插进了烟草植株中，于是，具有抗真菌能方的新型烟草诞生了。
这就是1991年DNA植物技术公司完成的一次基因工程植物的大田试验。这一年中，仅在美国进行的基因工程植物的大田试验就有400余件之多，共有50多个品种。而在此之前，植物基因工程几乎没有什么进入大田试验的品种，似乎20世纪90年代的到来使这个领域出现了惊人的飞跃。
奇特的细胞培养技术
由于植物细胞具有全能性，即植物的体细胞具有母体植株全部遗传信息并发育成为完整个体的潜力，因而每一个植物细胞可以象胚胎细胞那样，经离体培养再生成植株。
植物细胞的“全能性”学说是由1902年德国植物学家哈贝尔兰德提出的。他预言，人有朝一日可以切取植物的一小部分的叶、茎、根，使它们在试管中长成一株完整的植株。
经过了长达35年之后，即1937年，美国科学家怀特等人第一次把胡萝卜和烟草植物体上的组织取下一块，放在试管里培育，终于长出新的细胞和组织。
1958年，美国一位植物学家斯蒂伍德成功地从一个胡萝卜细胞，培养出了一株具有根、茎、叶的完整植物，并能开花结果。这样，哈贝尔兰德的科学预见终于变成了现实。
美国宾夕法尼亚州立大学园艺学家认为，利用植物细胞和组织培养技术培养植物不但可行而且有利。它的好处是：可以避免用种子繁殖时发生的后代变异；可以得到无病害的植物，并且繁殖迅速，一年之内能生产数十万株植物；植物细胞可以放在塑料袋里邮寄，收到后把它放在温室瓶里培养，几天之后就能长成新的植物。特别是木本植物繁育周期长，从种子到下一代，往往需要几年，甚至几十年，如果用试管育苗的办法，对于缩短育种时间和保持植物优质将起到明显的作用。
日益兴盛的真菌制剂研制
