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什么是基因工程?
基因控制了绝大多数由细胞生成的化学物质。20世纪70年代,科学家发现,即使基因转移到了其他类型的细胞里,它们还会继续控制同一种化学物质的合成。这一发现开启了一个崭新的科学领域——基因工程。科学家开始尝试把基因从一个生物体的细胞转移到另一个生物体的细胞里。 一些科学家通过基因工程来改良农作物。基因工程可以让农作物在干旱的地方茁壮生长,让农作物自己合成可以杀死昆虫的化学物质,这样农民就不用喷洒杀虫剂了。基因工程可以增强农作物的抗病能力,甚至还可以让农作物产生自己所需的肥料。有人认为基因改良作物可以解决由于人口膨胀而引起的全球食物短缺问题,但与此同时,人们也对基因改良作物的安全性提出了不少争议。
配备杀虫基因的农作物
“Bt棉花”就是利用基因工程来杀死害虫的一个例子。有一种生活在土壤里的细菌能产生一种叫做Bt的蛋白质。这种蛋白质可以杀死棉铃虫。棉铃虫是棉作物的头号敌人,造成的危害极大。因此,科学家发明了“Bt棉花”技术为作物配备了杀虫基因:
1. 科学家从土壤细菌的DNA中提取出可以制造Bt蛋白质的基因。
2. 科学家把这种基因转移到其他细菌的DNA里,再使棉作物受到这些细菌的感染。
3. 感染后的棉花植株开始产生Bt蛋白质,棉铃虫咬了这些植株便会死去。
4.“Bt棉花”结的籽里也含有杀虫基因。农民把经过这种基因改良的棉种播到土壤里,就获得了更多能产生Bt蛋白质的棉作物。
你是怎么想的?
有一种经过基因改良的大米含有维生素A。在一些发展中国家,很多人因为缺少维生素A而生病。缺少维生素A会引起失明、免疫功能下降,甚至导致死亡。据估计,全球每年有一百万儿童死于缺少维生素A引起的疾病。 如果基因工程可以挽救这些人的生命,你觉得值得冒险吗? 有些人担心基因改良生物会使人生病或者危害到环境。1998年,人们发现在一种豆制品的成分中含有经过基因改良的巴西果。少数人食用这种坚果后会出现严重的过敏反应,甚至死亡。因此,如果消费者不知道某种食物里是否含有类似坚果的过敏原料,就可能会出现十分严重的后果。 你认为食物标签上是否应该对基因改良食物做出明确的警示?
显微镜下的花粉是什么样子的?
开花的植物会产生花粉,它们要么把花粉释放到空气中,要么等昆虫把花粉传播给另外的花朵。在我们的肉眼看来,所有的花粉都是黄色的粉尘,但如果我们通过显微镜仔细观察就会发现,不同种类的植物有着不同的花粉粒。每一颗花粉粒都有一个坚硬的外壳(或者叫花粉壁)。花粉壁的形状也各不相同,有的很光滑,有的皱皱巴巴,有的凹凸不平,有的甚至还长着刺。 每一种植物的花粉都有其独特性,因此花粉就像是这种植物的签名。花粉鉴定对破案非常重要。在犯罪现场找到的花粉往往可以帮助警察判断案发的地点和时间,因此,花粉还可以作为法庭的证据呢。
为什么花粉化石很重要?
科学家认为,形成花粉壁的物质是所有生物中最具抵抗力的物质,因而可以保存相当长的时间。科学家通过比较花粉化石和现今植物的花粉,对过去的植物及其生活环境进行研究。通过研究花粉化石,科学家可以知道465000年前地球上的气候和生态状况。通过研究在恐龙骨头附近发现的花粉,科学家就可以知道这种恐龙吃的是哪些植物。
植物细胞
植物细胞和动物细胞不一样,这两者之间的一个主要区别就是植物细胞中有叶绿体这种特殊结构。叶绿体中含有绿色素,这种色素被称作叶绿素。叶绿素可以吸收太阳的能量,为植物的光合作用提供能量。叶绿素也是使植物呈现绿色的物质。秋天,植物停止制造叶绿素,树叶就变成黄色或红色了。 我们在显微镜下可以观察到植物细胞的其他一些重要部分,包括细胞核(基因信息就储存在这里)、液泡(吸收、储存水分)、细胞壁等。线粒体为细胞制造能量,细胞质是一种胶状物质,含有支持细胞的蛋白质。
什么是微生物研究?
微生物研究就是微生物学,是专门研究微生物的学科。微生物学家的研究对象就是微生物,比如海藻、病毒、细菌、原生动物、霉菌、酵母菌等。他们也研究朊病毒、类病毒等微粒。微生物学还有一些相关的亚学科,科学家可以根据各自的研究重点进行选择。微生物学家的一项重要工作就是研究微生物对人类和动植物的影响。一些科学家研究微生物引起、抵抗、治愈疾病的原因,以及它们对土壤的影响。他们还研究微生物在农业、工业和控制污染方面的重要作用。
怎样利用微生物来烤面包?
酵母是烤面包的一种重要成分,因为它们可以让面包“发”起来。但是酵母有和面粉、糖等其他原料可不一样,它是一种以糖为养料的单细胞微生物,而且它是“活”的! 酵母能够分解面粉里的淀粉,并释放出气体,面团里一种叫做麸质的物质能够粘住这种气体。气体膨胀,面团就“发”起来了。酵母会在面包的烘烤过程中消失。 自然界里几乎处处有酵母,连空气中都有酵母。人们在19世纪80年代之后才开始对酵母进行商业化生产。在这之前,面包师必须把面团暴露在空气中,等空气中的酵母落到面团上,才能制作面包。
疯牛病
朊病毒是一种可以引起疾病的微粒。这些疾病包括羊搔痒症、疯牛病等,都会破坏动物的脑组织。疯牛病于1986年被首次发现,这种疾病会使牛出现异常行为,行走困难。一些科学家认为牛很可能因为食用了带有羊搔痒症的饲料才开始得疯牛病。 科学家还认为朊病毒也会给人类带来不常见的脑疾。同时,由于对疯牛病的担心,许多地区大举屠杀牛群,停售牛肉制品,这给以养牛为生的农民和依赖牛肉出口的经济带来了很大的打击。微生物学家正在对朊病毒进行研究,希望能找出预防和治疗这种疾病的方法。
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