作者：贺林,海波,秦畅
出版社：华东师范大学出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
基因要去串门了：基因和遗传的秘密试读：
写在前面
“海上畅谈”工作室的推出，是我们作为广播人的一个梦想。信息传播技术日新月异，新技术带来的传播方式的改变，给传统媒体如报纸、期刊、广播、电视等以超出想象的冲击。在互联网技术崛起、移动终端设备改变大众阅读习惯的时代，数家报刊无奈宣布停刊，多数传统媒体寻求转型。传统媒体会死吗？这是许多新闻人的疑问。广播这样一种历史悠久的、“古老的”、传统的媒体形态，在互联网技术的冲击下，非但没有消失，反而在动荡中异军突起，展现出活泼的生命力，这虽出乎世人的预料，但也在情理之中。今天，广播节目的丰富多彩，与广播人多年来的不懈奋斗是分不开的，广播人在一次次的新技术冲击中，始终抓住信息内容，以新技术带动节目内容的创新，主动求新求变，在技术裂变中寻找到了更多的机会。贺林院士在节目现场新时代，面对如何“建设具有全球影响力的科技创新中心”的战略要求，媒体人该如何做？如何为营造“大众创业、万众创新”的社会氛围尽一份责？媒体能否在形式、内容的传播方法和手段上实现“自我创新”？让支持创新、宽容失败的理念“随风潜入夜”？“海上畅谈”节目试图回答这些问题。
基于此，我们独家策划了“创新之问·小学生对话中国院士”系列广播节目，试图为上海科创中心建设培育创新沃土。这档节目的初衷，是想请中国院士来和小学生一起畅谈当前有趣的科普话题。我们认为，小学阶段的孩子，有旺盛的好奇心和求知欲，他们的念头千奇百怪，他们的问题独特刁钻，那么让在学术领域已成大家的院士们和童言无忌的小学生进行科学启蒙式的对话，会不会出现无法预料的惊喜呢？
有了这样的想法，我们尝试着请中国院士来为小学生进行科普，出乎意料地顺利，院士们纷纷表示支持，这一节目得以顺利完成。就节目谈话内容来说，大院士们给小朋友谈的并不是特别尖端前沿的科学，而是更偏向于基础的工程学，偏向于如何用科学探索去引领技术突破，继而带动产业升级，最终服务全人类。不积跬步，无以至千里，科学探索的道路漫长而艰辛。院士们以自身的成长经历为例，为孩子讲自身“学”的故事，引导他们去养成一种“思”的习惯。贺林院士
院士为孩子们讲的科学知识，不光是理论研究的内容，而且还结合我国现有的产业现状，让孩子们能切实感受到产业现状，了解专业学科的背景知识，启蒙他们的职业意识，让孩子们知道科技强国的梦想务必得立足实际。主持人秦畅与贺林院士
近90高龄的知名天文专家叶叔华院士代表科学界首次宣布了我国参与世界探索太空的巨型望远镜计划。“海上畅谈”率全国之先，成为最先披露此消息的节目。钱旭红院士讲述了自己小时候动手拆闹钟的故事，让孩子们对勤动手勤动脑有了更贴切的体会。邹世昌院士在现场严肃认真的模样，让孩子们感受到科学家老爷爷的气场。贺林院士讲述遗传基因的现场十分热闹，他和孩子们讨论双胞胎为啥那么像这个话题时乐翻全场。一场场妙趣横生、充满智慧的对话，打造了一场场听觉盛宴！院士们不拘泥于传统科普刻板的知识灌输，充分展现了个人魅力，拉近了对话者之间的距离。对话中，孩子们大胆向院士们抛出一系列童言无忌、天马行空的问题，院士们耐心接招，甚至坦言“不知道”，并以此激励孩子们自己去想，去探索。听者不仅惊讶于现在小学生的知识面，也为院士们呵护每一个孩子至为珍贵的探索精神而感动。
当然，不光是小学生，还有初中生，他们也对科普知识十分渴求。
这样生动的对话在节目结束后我们依然不能忘怀，我们希望有更多的孩子能听到院士们的话。于是有了我们这套“与中国院士对话”丛书。在各位参与院士的支持下，我们将节目谈话的知识内容加以系统化地扩展，以文字的形式配上插图，更清晰更形象地展示学科领域的基础知识。在知识内容编写的过程中，一群年轻的、奋斗在各科研领域一线的博士们加入到编写队伍中，他们梳理了谈话涉及的领域知识，补充了相关的专业内容，让这套丛书的科学性更立体、知识性更充实。本套丛书的插图选自“视觉中国”、“富昱特”等专业图库，力求图文并茂地为孩子们展现知识内容。
杨雄里院士在节目中说道：“科学就是跟新的东西打交道，要不断地创新。”我们把这套丛书献给孩子们，希望他们在成长的道路上能探索一个又一个的秘密，并以此为乐。“海上畅谈”节目2017年2月26日
成功没有捷径
成功从来没有捷径，遗传生物学家贺林讲述自己小时候的故事。贺林院士认为自己从不设立目标，但要看准方向，这之后则是要踏踏实实地一步一个脚印沿着正确的方向走下去，沿途将会很自然地收获大大小小的各类果实。
海波
同学们，你们好。我是海波。我们这套“与中国院士对话”丛书，是特意为你们准备的。我们邀请了在科研领域奋斗的大科学家来给你们讲讲他们的成长故事，给你们讲讲你们最想知道的科学知识。这些大科学的成长故事，既有趣又能激励你们早早立志，没准儿，你们中间的谁，以后也能成为大科学家呢。
秦畅
我是秦畅，坐在我旁边的就是今天要和同学们对话的贺林院士。你们知道他研究的是什么吗？
学生
知道！他是中国院士，他是遗传生物学家，他是研究基因的专家。贺林
贺林，中国科学院院士，著名的遗传生物学家，他领导建立了世界上规模最大的精神神经疾病样品库。有一次，他为了采集样本，作为唯一的驾车者前往甘肃，由于太过疲劳，险些连人带车翻下山体，就是这样的勇敢，让贺林伯伯最终揭开了一则遗传界的百年之谜和发现了第一例以中国人姓氏命名的遗传病，成为名副其实的遗传密码翻译家。上海交通大学徐家汇校区Bio-X研究院（图片由Bio-X研究院提供）
今天看到这么多小同学，我很感慨。我刚才一直在想，在你们这个年龄，我在做什么？我跟大家交流一下。
我小时候是个天真的小孩，成天都过得很愉快，很高兴。我最大的不高兴是来自身体的问题，什么问题呢？我当年像你们这个年龄的时候，很容易哮喘，一发哮喘，就要到医院去做治疗，也就没有办法去上学，功课跟着落了下来。不过庆幸的是，我的功课虽落下不少，但分数成绩还说得过去。但是在小学毕业后却不幸失去了上中学的机会。因为从那个时候“文革”开始了。不知大家听说过没有？
秦畅：
那时就不用上学了，对吗？
贺林：
对，那段时期主要在家里和社会上晃荡。
海波：
小学经常生病，中学在家和社会上晃荡。最后怎么当上中国科学院院士的呢？真的很好奇！
贺林：
我也没想到！1977年，我国恢复高考。此幅照片记录了当年12月7、8、9日三天中，北京某一考点的场景。（图片来源：视觉中国）
我那个时候没有学可上，在家和社会上晃荡好几年以后，遇上了一个复课学习的机会。1969至1970年期间有机会有半年多时间的复课，但实际上这个象征性的复课是学工学农。什么叫学工学农，就是学习工厂里使用的技术，学习种地。我不但学会了织布技术，还学会了开手扶拖拉机和大田部分的工作。匆匆晃过“中学”的日子后，进了工厂，这一进就是8年。
几乎错过了整个的中学学习机会，再加上几年的晃荡生活，我将如何与积压了12年的中学生竞争考大学呢？这张大学入门卷我将如何对付呢？现在想起这个事情，还真是有些后怕，有些耐人寻味。当时，我有一个朋友，是我的球友。什么球友呢？是打乒乓球的球友。由于“文革”，他当时大学没毕业，就被提前分配到了同一工厂。由于他和我一样爱打乒乓球，所以，我们常在一起打球并建立了感情。后来邓小平的复出为大家带来了全国恢复高考的机会。可以说这是差不多隔了12年后的第一次高考，报考的人太多了，可说是高考史上的最强烈竞争。我在球队的帮助下，最终如愿以偿，于1978年从百里挑一的竞争中脱颖而出。
我那个球友好歹积累了坚实的中学功底，给我了许多帮助。对我而言，由于中学的空缺，只有从头进行学习，而根本谈不上系统复习！在这样严峻的形势下怎么办呢？有个大绝招——押题！球友就帮着我像押宝一样押题。“这个题你要想办法记住，那个题你要想办法记住”，其实我囫囵吞枣，由于知识欠得太多，当时根本没有可能真正读懂和记住它。贺林院士为孩子们讲述自己成长的故事
我当时只能靠死记硬背，但这样说其实不准确，因为我想死记硬背都背不住，有几个人能把数理化内容背下来呢？因此，好多题压根不理解！同学们，你们现在可不能用这个办法，这样的机会也不再会降临到你们身上。当然，当时对我来说，结果还算好，囫囵吞枣也还是咽下去了，味道也能尝到一点。在座的同学们，不知你们中有多少人能够知道我这种感受？在当时要顶住三班倒和超高强度的学习。这样过关斩将取得一张席位，那个时候我已经25岁了。
秦畅
25岁才上大学。
贺林
对，8年的工厂工作，确实浪费了很多时间，但也学到了很多在学校里学不到的知识。
秦畅
我们在座的小学生听了贺伯伯的故事，会不会这样想：我小学也不用怎么学了，中学也不用怎么学了，像贺伯伯一样，到时候找一个好的球友辅导我，然后就直接考上大学了？
海波
最后说不定我还能当院士呢。
秦畅
会这样吗？
贺林
你们觉得有可能吗？
学生
不可能！不设立目标，但要看准方向，一步一个脚印地走下去，走到哪算哪。只有这样才更有可能取得意想不到的成果，并且，不会为目标达不到而沮丧。——贺林院士寄语青年人
同学们既然对我高考这段历史颇有兴趣，那我就说上几句。
没错，其实我现在回想起来，考大学就像做一场梦那样容易，但又如跨越冰川那么艰难。由于中学的基本空缺和艰苦的工作条件，我要想顺利完成高考准备就必须找到合适的对策，我当时的对策是寻求智慧与勤奋。在上夜班的时候整晚不能睡觉，感觉就像脚踩在棉花上，头重脚轻。即使这样，也得坚持“玩命”地学习，努力为考试准备，因为这样的竞争犹如过独木桥，要冒着风险走过每一步。我从最后总共花去的时间计算，能考上大学真像是开了一场玩笑。但从用去的付出来衡量，更像是从我身上脱了“一层皮”，当然结果还算不错。
因此，成功其实是没有捷径的，尽管奋斗中缺少不了才智，但靠投机取巧不会有最终的成果。当然朋友的作用也是少不了的。
找找相似和不同
我们每个人都能在自己的家族里找到相似性吗？图片来源：富昱特
基因有着奇妙的遗传性。我们每个人长得像谁，我们每个人有什么特征，甚至我们每个人有什么特别的性格，这些是不是能在自己的家族里找到相似性呢？问题思考
每个人长得像什么样子？
每个人有什么特征？
每个人的独特性怎么反映？
小提示
在阅读本章内容时，同学们可以先思考一下这些问题。这些问题在你读完本章后，是否能回答。如果读完本章后，你对这些问题还有兴趣的话，还可以上网查询相关知识。
海波：
你们知道吗？贺林院士的爸爸也是院士。
贺林：
正好谈到这个话题，顺便告诉大学，我的女儿也非常幸运地考上了剑桥大学。
海波：
这可以用贺伯伯家族有“学习好”的基因来解释吗？
贺林：
从读书角度讲，还真有可能有“读书”基因起作用。当然是哪一类遗传基因的作用，目前还很难下结论。基因带来了相似性
基因有它特殊的遗传性。咱们每个人长得像什么样子？每个人又有什么特征，有什么特别的性格，你们回家比对一下自己的父母，多多少少会发现有很接近和很类似的一面。一对漂亮的母女。妈妈眼睛大，女儿眼睛也大。（图片来源：视觉中国）
我们可能会发现有些常见的现象，比如妈妈眼睛大，爸爸眼睛也大，那孩子眼睛大的可能性会很大。还有刚才有个同学说，他爸爸妈妈是近视眼，他也是近视眼。另有个同学说，她看了她妈妈在她这个年龄的照片，觉得自己和那个时候的妈妈一模一样。这些情况，我们都觉得不奇怪。为什么会有这种情况出现呢？DNA的双螺旋结构示意图。（图片来源：富昱特）
我们说的基因，是指人体内的遗传因子，它是具有遗传效应的DNA片段。这符合我们人类的情况。当你还是个受精卵的时候，或者说你还躺在妈妈肚子里的时候，你将会长出什么样的鼻子、嘴巴、头发、手指甚至指甲等等这些外貌特征，我们生物学家将其称为性状，这些都是在基因的指导下发育完成的。
当然发育的过程，除了受基因影响，其他的外部条件也要影响它。所以，怀孕期的准妈妈，她们还需要补充营养，帮助胎儿更好地成长。我们出生后，继续受基因的指导而成长发育。
那外部条件重不重要呢？仍然相当重要。比如，你的爸爸妈妈都是高个子，从基因角度来说，你应该具有长高的遗传优势，但假如你不好好吃饭，营养跟不上，你的个子可能也不会太高，这种在生长发育过程中，受后天因素影响的例子也是很多的。所以，想长高和想变美的同学，一定要记得别挑食，多补充营养，让你的基因更好地发挥优势！
刚才有同学还说了，他妈妈是慢性子，他也是慢性子。有个同学说，他妈妈脾气倔，他自己脾气也倔。同学们就会问了，性格会不会遗传？性格是不是受遗传基因的影响？性格的形成跟个人成长环境有很大的关系，家庭成员对性格的影响非常大，从这点来说，它跟遗传相关，但是不是基因起到的作用或者起到多大的作用，目前还很难下结论。
学生：
我觉得我的大拇指指纹跟我妈妈相近，但不一样。
贺林：
你这个表达比较清楚，比较准确。
学生：
我在书上看到说，每600亿个人里面才会有两个人的指纹是完全一样的。
秦畅：
真的吗？基因具有独特性
这个同学的表述基本是正确的。这个世界上你要找出两个指纹一样的人，这个概率是很低很低的。1892年，英国科学家弗朗西斯·高尔顿在其专著《指纹》一书中提出：“在640亿人中才能找到一对特征完全相同的指纹。”不过，这个观点至今没有得到科学论证。现在，我们地球上的人口大约有70亿左右，我们确实还没有看到两个人指纹完全一样的例子，至少证明这一事件发生的概率非常之低。
不过，这位同学提到了指纹的独特性，我们看很多电视剧有这样的情节，警察根据指纹找到了犯罪嫌疑人。事实上，指纹是具有基因独特性的，可以用来进行个体识别。
我们在生物学上进行个体识别时，还用到“DNA指纹”。同学们，你们知道“DNA指纹”吗？DNA检测助力破案
前段时间，许多新闻媒体都报道了甘肃省白银市的连环杀人案终告破。从报道可知，在1988年到2002年的14年间，凶残的犯罪分子先后残杀了11人。由于犯罪分子十分狡猾，现场留下的线索非常少，警方多年来都没能破案。不过，刑侦人员一直没有放弃努力，他们仔细收集研究犯罪分子在作案现场留下的线索，特别强调利用新科技手段对收集来的生物物证进行科学分析。警方通过染色体Y-DNA检验，发现了城河村高氏家族有作案嫌疑，就挨个录入指纹，比对指纹和DNA，最终确认了犯罪分子。在这个案件的侦破中，基因鉴定技术起到至关重要的作用。普通指纹科学家正在研究一张DNA片子。（图片来源：视觉中国）
DNA指纹可由测序胶上一系列条纹呈现出来，很像商品上的条形码，它具有高度的个体特异性。它在个体识别能力上与手指指纹相媲美，因而得名。但与手指指纹不同的是，DNA指纹无法改变或抹去，我们只需要取一滴血或是一根头发就可以对一个人的DNA指纹进行鉴定。在生物学上，我们可用DNA指纹来进行个体识别及亲子鉴定。
秦畅：
来，让我们的小学生跟我们讲讲，你们觉得你们身上有跟爸爸妈妈特别像的地方吗？
学生：
我的眼睛跟妈妈像，妈妈眼睛小，我的眼睛也小。
学生：
我是和我妈妈比较像，我的眼睛和我妈妈长得很像，鼻子和我妈妈一样挺，再就是小拇指和妈妈长得也很像。
学生：
我爸爸的小拇指上下一样粗细，而我和我妈妈的是下面粗，上面细。
秦畅
小拇指有什么像不像的？遗传基因的基础知识
前面这一小段对话，其实已经反映出关于遗传的有趣现象。孩子和父母之间总是有许多的相似和不同。要理解遗传的特点，我们有必要先理解关于基因的一些基础知识。DNA的组成和结构
我们的遗传信息储存在DNA中，我们要先认识一下决定遗传基因的DNA。DNA也称为脱氧核糖核酸，其基本组成单位是脱氧核糖核苷酸。核苷酸是由一分子磷酸，一分子五碳糖和一分子含氮（N）碱基组成，后两者称为脱氧核糖核苷。DNA（脱氧核糖核酸）示意图DNA的双螺旋结构（图片来源：富昱特）DNA复制
DNA结构的破解，对DNA的复制提供了依据。那么，什么时候DNA要复制呢？就是一个细胞要进行分裂产生两个新子代细胞的时候。简单地说，DNA复制是半保留复制的形式。DNA复制先要解开双链DNA，将原来两条链分别作为模板，新合成的链就是按照这个模板再利用相同的底物合成。如下图所示：DNA的复制示意图DNA的遗传密码
我们的遗传信息贮存在DNA中，DNA被复制传给子代细胞，或由DNA序列先转录为RNA，再指导着蛋白质的合成。这就是遗传学的中心法则。遗传学中心法则示意图
遗传学中心法则是由克里克（Crick，F.H.C.）提出的。1958年，他在《论蛋白质合成》一文中提出了中心法则：遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质的转录和翻译的过程，以及遗传信息从DNA传递给DNA的复制过程就是分子生物学的中心法则。
随着分子生物学的发展，这个中心法则是否具有包容性，会不会受到挑战呢？所以说，科学之路有时候是艰难的，充满痛苦，但是它有时也是非常有趣的，充满了想象。只有全身心投入其中，才会感悟到其中的愉悦。DNA突变
DNA在复制的时候，也会出现差错，可能会插入、缺失一个或一段碱基，也可能是碱基位置的更换。这些最终都造成了DNA序列的改变，也就改变了遗传信息。DNA突变的几种方式发现DNA的故事沃森博士在上海交通大学演讲（贺林主持）（图片来源：BIO-X研究院）贺林领着沃森等前往华东医院看望正在养身的谈家桢先生
美国科学家沃森与英国科学家克里克、威尔金斯因研究DNA双螺旋结构模型的成果，分享了1962年的诺贝尔生理学或医学奖。
2006年，沃森（James Watson）博士访问了贺林伯伯的研究院，发表了题为“双螺旋：科学、文化和人生”的主旨演讲，并和上海交大的学子进行了对话。
DNA双螺旋结构的提出，是遗传学史上最激动人心的时刻。1950年代开始，分子生物学飞速发展，对遗传的研究深入到分子层面。DNA的双螺旋结构的发现，可以说打开了“生命之谜”的大门，让人们清楚地了解遗传信息的构成和传递的途径。也正是从1950年代开始，分子遗传学、分子免疫学、细胞生物学等学科蓬勃发展，为科学及新技术的应用开辟了广阔的道路。
那么，到底是谁提出了DNA的双螺旋结构呢？从文献报道中，我们倾向于这样来描述DNA发现的故事。
英国的女科学家罗莎琳德·富兰克林曾前往法国学习X射线衍射技术，在物理化学领域颇有收获。1951年，富兰克林受聘到伦敦大学国王学院工作，她工作的部门是由著名物理学家兰道尔主持的。在这里，兰道尔指派她参与DNA化学结构的研究。照片51号（图片来源：百度图片）
当然，这一研究并不只有她一个人参与，团队中，后来获得诺贝尔奖的威尔金斯此前已经从事该项研究好一段时间了，富兰克林作为一名后参与者，而且是一位女性，并没有得到团队成员的平等对待，威尔金斯对她的态度甚至是排斥的。但富兰克林有非常高超的拍摄晶体的X射线衍射照片的技术，威尔金斯虽然不喜欢她介入这个研究领域，但也很看重她的拍摄技术。1951年11月，她与威尔金斯的学生葛斯林一起，获得了一张B型DNA的X射线晶体衍射照片——“照片51号”。
X射线衍射照片有什么作用呢？当时的物理学家借助这样的照片来分析晶体的结构。因为当X射线穿过晶体后，会形成一种明暗交替的衍射图形，不同结构的晶体产生的图形自然是不同的，科学家以此推测晶体的原子排列结构。富兰克林在得到这张照片后并没有立刻发表研究成果，这也导致后面“DNA螺旋结构提出者到底有谁”这一认定出现了争议。
除了伦敦国王学院，它的竞争对手之一剑桥大学的卡文迪许实验室也有一批科学家在研究DNA。那个时候的伦敦，学术氛围非常活跃，诸多年轻的富有创新精神的科学家经常聚在一起，海阔天空谈天说地，自由发表见解，甚至展开辩论，批评当时的权威说法。沃森和克里克那时正好在卡文迪许实验室研究DNA结构，他们结识了可以说是竞争对手的威尔金斯，这也是一件十分有意思的事情。罗莎琳德·富兰克林（图片来源：百度图片）
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]